盾构平移始发、接收施工技术探讨论文_李琭琪1,郭义2,周永生3

1.徐州市城市轨道交通有限责任公司 徐州 221006;2.中建八局轨道交通建设有限公司 南京 210000;3.中建八局轨道交通建设有限公司 南京 210000;

摘要:徐州市城市轨道交通1号线一期工程02标部分车站位于淮海西路正下方,车站为半铺盖施工。盾构始发接收时不能正常下井和吊出,需平移后再始发和接收。

关键字:盾构;盖挖;平移;标高

1、 引言

随着盾构行业的蓬勃发展,因场地、环境等因素制约盾构施工也逐渐从常规向非常规发展,如分体始发、平移、车站掉头、过站等方法。

2、工程概况

2.1基本概况

徐州市轨道交通1号线一期工程的工人、韩工区间,由于盾构右线始发和接收端位于车站铺盖下方,所以盾构的始发、接收需平移至设计位置后再始发和接收,施工中的思路和工程措施可作为今后类似工程研提供借鉴。

2.2工程地质及水文地质

韩山站-工农北路站-人民广场站两个盾构区间土层由上至下分别为:杂填土、素填土、砂质粉土、粉质粘土、可塑黏土、硬塑黏土、硬塑黏土。

隧道沿线地层类型多、变化大,水文地质条件较复杂,主要为松散岩类孔隙潜水、微承压水、基岩裂隙水。

3)施工现场准备

根据始发洞门标高确定始发基座底部标高,现场所用始发架为宽3.3m,始发架轨面至底部高0.92m,盾构机盾体直径为6.45m。盾构机放置于始发架(接收架)上的中心点标高比实际洞门高2cm,提前用黄沙找平后铺设3cm厚钢板。

3.2平移流程

盾构机始发时,确定底板标高后先平移托车,然后平移盾体,具体流程如下:

3.3 施工方法

下面就以徐州地铁1号线02标工人区间右线平移始发为列介绍施工具体方法:

1)始发井底部标高的确定

该项目盾构机为海瑞克盾体直径为6450mm,放置后盾构机中心需比实际洞门中心高2cm,工人区间右线始发洞门标高为+20.03m,始发架底部标高需为+16.27m,由于端头底板实际标高为+16.00,始发端头底部用混凝土垫高至+16.19m,集水井用4~5cm粗石子填埋后铺上3cm厚细沙找平,细沙上铺设3cm厚钢板。

图3-1洞门中心与始发架标高示意图

2)拖车平移架的铺设

在底板3cm厚的钢板上铺设侧移钢轨,轨道上放置4个列车编组的渣车底座用型钢连接为一个整体,基座上垂直于侧墙布置两条平行钢轨用于放置拖车。

3)拖车平移

通过260t履带吊将拖车从左线井口放于平移架上,通过人工推至右线始发井口,直至平移架上轨道与站内轨道对接,再使用站内电瓶车机头拉进车站主体内,施工时按照从后向前的顺序依次将拖车、设备桥平移至右线车站内。

图3-3拖车平移架侧面示意图

4)拖车平移架拆除

为了后续盾体平移架安装,需要将拖车平移架进行拆除,同时将底部钢板上的焊渣清除干净。

5)盾体平移架的安装

盾体平移架主要由始发架和基座底部焊接的2cm厚度钢板组成,钢板是为了保证平移时基座的整体性。

6)主机平移

盾构主机加平移架质量总计约300t,始发架下面焊钢板,钢板与钢板之间涂黄油以减小摩擦力,取摩擦系数0.15,则始发架平移总阻力f=300*0.15=45t,选用两个50t的液压泵站,能提供100t的推力足以满足盾构平移推力需求,平移架放置如图3-4所示。

图3-4始发架底部垫层示意图

平移托架采用工字钢与底钢板焊接在一块,焊接工字钢与千斤顶之间垫2cm厚钢板,并将钢板与工字钢焊接牢靠,油缸顶在平移托架两端,两组油缸顶进速度要均匀,防止因受力不均产生倾倒,顶撑及顶进点位如图3-5,3-6所示。顶托所受总推力F=45t,每个顶托所受推力约为22.5t,每个顶托上面有两条焊缝,每条焊缝所受推力约为12t,焊缝采用三角满焊,焊缝长度为40cm,焊缝宽度10mm,焊缝所受剪应力为σ=3N/mm2,焊条采用E43焊条,焊接方法采用手工焊,根据资料可知,E43焊条,手工焊焊接抗剪强度为125N/mm2,焊接强度满足要求。

图3-6平移架顶进点位示意图

盾构机平移的指导思路是使用液压油缸顶推托架,在钢板上安装并固定接收托架,托架底部须用钢板找平并连成整体,盾构机上接收架后,利用液压油缸顶推托架整体平移,钢板上抹黄油减少移动托架和钢板之间的摩阻力,准备工作完成后进行平移施工,施工步骤如图3-1所示。

图3-1盾构主机平移施工步骤图

盾构机平移的最终位置需要保证平移架中心线与始发中心线重合,确保始发不偏离隧道中心线。

3.4 质量控制

盾构平移应该满足的功能要求包括安全性、适用性,凡是在施工过程中对这些结构可靠性能有不良影响的工序,都是质量控制的重点。

1、 平移钢板的铺设

基面铺设钢板时,将基面泥沙清理干净后铺设、固定钢板,保证钢板表面平整度、接口处光滑无凸起。

2、 平移托架

托架应具有良好的强度,保证足够的强度支撑盾构机,同时应具有良好的整体性在平移时不会出现托架拉开、变形等损坏。先在托架底部钢板上涂抹黄油,确保润滑效果。

3、 盾构机平移

1)盾构机在平移前,一定要将主机和托架焊接牢固。

2)提前将盾构机平移的轨道上的杂物清理干净。

3)千斤顶在推进过程中,严格控制推进速度,及时进行纠偏,防止托架侧移。

4)为千斤顶提供反力的构件必须加固牢靠,防止出现意外。

5)千斤顶行程不够时,可通过增加垫块来延长,尽量减少千斤顶的移动次数。

3.5 风险管控

主要风险及控制措施

1)风险:

盾构机在平移过程中可能因地面不平、受力不均发生倾覆。

盾构机在平移过程中,托架的焊点及薄弱处因受力太大而炸开、变形,从而导致盾体侧倾。

施工前未对施工区域进行检查,场地承压能力达不到要求,导致机械损坏等隐患;

施工前对参加施工的机械、工机具检查不到位,出现机械故障;

危险警示标识不明确,存在隐患;

2)控制措施

施工前做好技术交底工作,使施工人员了解施工过程的内容、注意事项和准备工作,同时明确组织机构。

施工前和施工中对施工区域进行监测,保证场地的平整度及承压能力达到要求。同时对托架所有焊缝严格检查,推进过程中每次动作幅度小、多检查,发现问题立即处理。

施工应对参加施工的机械、工机具进行认真检查,确认其性能及状况,防止施工意外。

4、结论

在盾构双线共用一个吊装井的情况下,吊装作业不能按常规进行,盾构平移有效的解决了此问题,保证了地面交通运行又使地面商铺正常营业、附近居民生活的正常,避免了一定的社会影响。该工法具有很好的推广价值和广阔的应用前景。

论文作者:李琭琪1,郭义2,周永生3

论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/16

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