110吨龙门吊基础为箱形扩大基础,基础宽度2.5m,厚度35cm,110吨龙门吊主要用于后配套设备的吊装。
7、变电站
在工作井东南侧设置一处800千瓦变电站,用于提供现场龙门吊、照明及小型机具的用电。盾构用电变电站建于场地外。场地具体布置见图2.4-1施工场地总平面图。
三、实施方案
(一)始发基座、反力架施工
1.始发基座及反力架结构施工
始发基座及反力架采用现浇钢筋砼结构。始发基座为弧形结构,底部长15m,宽15.5m,结构纵向两道预留沟槽,横向一道预留沟槽,沟槽为盾构组装焊接预留操作空间。反力架为内圈为圆环形,内径13.30m,前侧面上预埋28块60360cm钢板,主要为盾构始发提供牢固的受力点,使盾构千斤顶有足够的反向力推动盾构机前进。
为便于盾构始发及抵消盾构机始发后栽头,在始发基座施工中将结构顶面调整。具体调整尺寸为依照盾构设计中心线,始发洞门连续墙外边(LK3+600,RK3+599.421)处抬高6cm,以此点向小里程方向延伸一个盾构机长度(14.307m),里程LK3+585.693,RK3+585.114处不抬高(按设计值)。以此两点成直线控制其它部位调整尺寸,在始发基座起点(LK3+579.441,RK3+578.776) 处竖向降低2.6cm,在盾构机始发完全脱离连续墙后(一个盾构机长度14.307m),盾构机刀盘处理论抬高12cm。基座高度调整施工中重点控制H型钢调整符合要求。
2.轨道延长
始发基座上四条导向轨道盾构机在工作井内始发基座上始发进洞,根据设计院图纸施做的始发基座前段距洞门连续墙外侧为4.90m,底部距安装完密封环外侧为1.76m。由于盾构机刀盘及前盾重量较大,当盾构机前盾体脱离始发基座且刀盘尚未接触土体时,盾构机向下栽头趋势较大,为减小这种影响,设计将始发导轨延长至密封环外侧,并预留盾构机刀盘转动进行整机测试的空间。设计将始发轨道工字钢及方钢向前进方向延长1.5m。为保证在盾构机完全进入密封环后有足够空间焊接底部二次密封钢板,轨道支撑采用钢筋混凝土基座+工字钢支撑。轨道延长横断面图见1。
2.1 轨道延长混凝土基座
延长轨道下部混凝土结构采用C30钢筋混凝土,依照始发基座配筋图进行配筋,延长段混凝土结构长度1.5m,宽度以盾构中心线投影两边各7.5m,高度60cm。在浇筑混凝土时预埋工字钢连接钢板。中间两条延长轨道预埋钢板设置在距盾构中线两侧1.584m处。外侧两条轨道预埋钢板设置在距盾构中线6.954m处。预埋钢板厚度2cm,宽度60cm,在延长方向上1.5m
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范围内连续。为保证工字钢支撑刚度,在盾构中线两侧1.0m和5.036m处各预埋两道60cm 宽钢板。
2.2 工字钢支撑
工字钢主支撑沿盾构半径方向设置,中间两道与盾构中线竖向偏角10°,外侧两条轨道工字钢支撑与盾构中线竖向偏角40°,上部与轨道H型钢焊接,下部与预埋钢板焊接,工字钢型号采用45B,1.5m范围内采用三根工字钢支撑。
为加强支撑的强度,分别在盾构中线两侧1.0m和5.036m处再设置两道辅助支撑,以提高支撑的整体强度,抵抗支撑的挠度及弯曲变形。辅助支撑在延伸1.5m 结构上采用三根45B工字钢。
为保证工字钢刚度,在工字钢翼板之间加焊肋板,肋板采用1cm厚钢板,间距50cm。工字钢与H型钢连接一端加焊端头板,端头板采用2cm厚钢板,钢板长度45cm,宽度30cm。
2.3 H型钢导轨及方钢
H型钢导轨沿原导轨坡度进行延长,可延长1.5m,上部方钢向前延长1.0m,以不妨碍刀盘转动为准。由于H型钢上下两翼板面分别与方钢和工字钢焊接,两翼板之间仅靠腹板连接,为保证其刚度要求,在H型钢上下两翼板间加焊肋板,肋板采用1cm厚钢板,间距20cm。
2.4 预埋钢环内侧轨道延伸
预埋钢环内侧进行底部两条导轨延伸采用10320cm扁钢,扁钢与预埋钢环之间加垫钢板以调整方钢顶面至设计标高。方钢两侧与预埋钢环加焊加劲肋,加劲肋尺寸为始发基座方钢两侧加劲肋的两倍,间距保证不大于10cm。方钢小里程一端做成向下的坡口型,以避免推进时盾体前端与方钢卡位,减小盾体与导轨的硬性摩擦。
预埋钢环上导轨焊接应确保所有焊缝饱满连续,无气泡、焊渣等,以保证盾构推进中方钢导轨不被松动,防止导轨松动进入刀盘前方对盾构造成危害。
在方钢及加劲肋焊好之后在预埋钢环段两轨道之间及轨道外侧0.5m浇筑C30混凝土,表面抹成圆弧形,素混凝土浇筑厚度在12~15cm,浇筑完后外露导轨高度保证不小于10cm。
(二)洞门密封及橡胶帘布安装
1、预埋钢环设计安装
盾构机工作井洞门预埋钢环设计为宽度0.8m的圆环板结构,钢环内侧面直径15.35m。钢环竖直埋设于主体结构内,钢环外侧设置锚筋埋入主体结构中,钢环外侧预埋φ32注浆管,注浆管穿过预埋钢环,与钢环内侧面连通。预埋注浆管,共23处(壁厚4mm),沿圆环均匀布置。钢环小里程侧与主体结构面平齐。
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盾壳盾壳预埋钢环管片西线线路中线西线盾构中线设计地面 7.50046900设计地面 7.5006.3506.3505.5005.500
CQAZ-2管片东线盾构中线东线线路中线预埋钢环-14.940-14.940
13 附注:1、本图尺寸除里程、标高以米计外,其余均以毫米计。2、图中所示为 扁钢顶面相对盾构中心的水平和垂直距离。东线剖面图西线剖面图预埋钢环内侧导轨方钢位置图盾构始发导轨布置立面图
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预埋钢环安装在浦口明挖段工作井主体结构施工时进行,安装采用25t吊车吊装,4个5t手拉葫芦固定就位,焊接固定锚筋及钢环。
2、密封钢环设计与安装
在钢环小里程侧为密封环,密封环由封板、加劲板、圆环板、翻板和两道帘布橡胶板组成。密封环小里程侧侧面与盾构轴线垂直,封板直径15.67m,封板上设有油脂加注孔,间距12°,共20个,沿圆环均匀布置。封板内外侧均设置加劲板,圆环板位于封板内侧,圆环板与翻板通过销轴连接,翻板径向宽度40cm,翻板作为帘布橡胶密封的刚性支撑。具体尺寸见始发洞门密封装置图。
密封钢环采用工厂加工分块,现场采用50t吊车吊装,两个5t手拉葫芦配合固定就位,焊接密封环封板及加劲板与预埋钢环前端面一周,焊接要求连续、不漏水。
3、帘布橡胶安装
在密封钢环圆环板上设置螺栓孔,采用M24螺栓将帘布橡胶板固定于两圆环板之间,帘布橡胶板绕密封环内一周。橡胶帘布沿圆环径向宽度62cm,厚度2cm,采用径向尼龙线和环向棉纱绳制成。在盾构机开始掘进后,两道帘部密封及翻板内翻,分别在开挖仓内注入泥水和帘布橡胶之间注入特制泥浆后,两道帘布密封在泥浆的压力作用下向外有扩张趋势,翻板作为帘布的刚性支撑使帘布压紧在盾体上,起到密封作用。在盾尾全部进入密封环后第一道帘布依然压紧盾体,第二道密封过渡至压到管片上,在盾尾过第一道帘布密封时,第二道帘布已完成贴紧管片,起到密封作用。待盾尾完全穿过第一道密封后,两道帘部密封在泥浆的压力下均贴紧管片,保证洞门无大量浆液流出。
(三)洞门前加固
洞门前方土体采用了高压旋喷桩加固,为了洞门破除及盾构施工安全,保证加固土体可靠地封水,设计采用对洞门前进行冷冻法加固施工。
1.冷冻加固设计
鉴于大型泥水平衡盾构出洞对加固体强度及密封性要求很高,为增加泥水平衡盾构初期工作的可靠性,拟采用整体板块全深冻结方案:在旋喷加固体和连续墙结合处,即在地下连续墙外围0.4~1.2米布置二排冻结孔,并通过人工制冷工艺形成一个冻土壁,将高压旋喷加固土体和地下连续墙胶结,以隔绝地下水,在冻土壁(封水)与地下连续墙(抗地压)的联合支护下洞门凿除。
1.1确定冻结加固尺寸
盾构出洞处主要穿越地质为④、⑥、⑦-2淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土加粉土、粉土层,该处土体已按设计采用高压旋喷全部加固完成。
冻土力学指标按粉质粘土取值,参考取值如下: (1)抗压强度:取 4.205MPa,○6层粉质粘土,-14℃; (2)弯折抗拉强度:取 2.20 MPa,○6层粉质粘土,- 14℃;
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