杭州地铁1号线武~文区间(10、11号盾构工程 武林广场站盾构始发专项施工方案
详见图2-5武林广场站盾构始发后靠反力架系统图
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2.2.5洞门密封装置安置
由于工作井洞圈直径与盾构外径存有一定的间隙,为了防止盾构出洞时及施工期间土体从该间隙中流失,在洞圈周围安装帘布橡胶板、环板、单向铰链板等组成的密封装置,作为洞口防水的预防措施。详见下图2-6盾构出洞止水装置示意图。
帘布橡胶板 垫圈螺母双头螺柱固定板销套翻板盾构推进方向 螺母圆环板
盾构机进出洞防水装置
盾构机出洞前盾构机出洞中盾构机出洞后 图2-6盾构出洞止水装置示意图 2.2.6垂直运输和水平运输
盾构施工运输主要包括垂直运输和水平运输。垂直运输主要是运用行车将盾构推进所需的施工材料吊运至井下、将井下的出土箱等重物吊运至地面;水平运输主要是电机车通过水平运输系统(电机车轨道)将垂直运输的施工材料(管片、轨道、轨枕、油脂等等)运输到盾构工作面,将盾构工作的出土箱运送到井口。
其中管片和渣土箱的垂直和水平运输贯穿整个盾构施工的始末。本工程配置两台38T的行车共轨横跨在始发井上空用于垂直运输。渣土吊运和管片下井利用工作井井口空间。
在本工程中,38t行车主钩最大负载为33t(满箱渣土重量+土箱自重),负荷率为86.8%;辅钩的额定起重为15t,本工程中最大负载为11.1t(3块B块管片的重量和),负荷率为74%。
本工程拟每条隧道配置35t和25t电瓶车各一台、砂浆车一台、渣土车3台、管片车2台(见图2-7水平运输系统编组示意图),用于井下的水平运输。
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图2-7水平运输系统编组示意图
根据以上编组,验证电瓶车的牵引能力f′: f′≥(G1+G2)(μ1+μ2)g 其中:
f′-----机车持续驱动牵引力(KN),以厂家提供为准; G1—机车粘重(kg),(35t和25t); G2—牵引重量(kg),
μ1 -坡道阻力系数(x‰=x/1000),(取36‰);
μ2 - 列车运行阻力综合系数,取0.006~0.012,取0.012; g----重力加速度(10 m/s2)。 (1)35t电瓶车编组: 机车粘重G1=35t;
牵引重量G2=渣土车自重+土方重量+管片车重量 =12×2+14×2×2+3.4 =83.4t
(每次出渣量总和28m3,土的容重取2t/m3) 代入公式计算得35T电瓶车载重时所需的持续牵引力 (G1+G2)(μ1+μ2)g=56.832KN
所需的启动牵引力按1.3倍持续牵引力计算得73.88KN
本工程配置的35T电瓶车,启动牵引力为91KN,持续牵引力为72KN,能够满足水平运输需求。
(2)同上计算得25T电瓶车编组最大载重时所需持续牵引力 (G1+G2)(μ1+μ2)g=36.672KN (砂浆车自重8t, 容积6 m3)
所需启动牵引力按1.3倍持续牵引力计算得47.673KN
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25T电瓶车的启动牵引力65KN,持续牵引力50.55KN,能够满足盾构施工要求。
为提高施工进度,当盾构推进约80米左右,计划在25环处设置一副岔道, 使用38kg/m的轨道,长16m。整个轨底面下为满铺焊10mm钢板,分成三块。安装岔道后,两台电瓶车方可同时使用。见图2-8岔道示意图。
图2-8岔道示意图
为节约成本,项目部拟对轨枕进行放坡处理,落地轨枕使用弧形轨枕。在26环时,开始设置放坡,放坡高度为418mm,每环放低1cm。放坡坡度为8.3‰,总共放坡42环。 2.2.7负环拼装
工作井的长度为12.5m,盾构后座由10环负环管片拼装而成,设7环开口环和3环闭口环;负环管片均为直线环,编号为-9环~-0环。
当盾构机调试验收合格后,可进行负环试拼装工作。负环拼装为通缝拼装。 本工程所使用盾构为Φ6340土压平衡盾构,盾尾间隙30mm,为保证成型管片在盾尾拼装时居中,拼装前在盾尾第一环位置焊接Φ30mm的圆钢,长为1200mm。焊接位置为两千斤顶顶伸位置之间,分别为编号6-7、9-10、13-14、16-17处。在-2环拼装前,可以把圆钢割除。
在拼装之前要清除盾尾拼装部位的垃圾。拱底块(B3)管片属第一块定位管片,其拼装质量将直接会影响整环管片拼装质量及其与盾构的相对位置,除保证其与前环管片无踏步、居中拼装等一般要求外,还应保证其与隧道轴线的垂直度(水平、纵向二个方向)。
在拼装第一环负环(-9环)时,拱底块管片的定位至关重要,其位置正确与否将直接影响该环管片以及后续管片的位置。拼装前,在盾壳内进行精确放样,定出该块管片的位置。拼装时按照放样位置严格定位。当拱底块管片拼装结束后,
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可对其进行焊接固定,以避免在拼装邻接块时,相互受力而位移。接下来拼装标准块(B1、B2),每拼装完一块标准块管片,需要对准横向和纵向位置及垂直度,并确认相邻块管片的踏步及环高差,误差须控制在标准范围内。
两块标准块管片拼装完后,再次利用拼装机精确定位,为下一环管片拼装形成良好导向。
顶推-9环管片施工: (1)使用下部千斤顶操作。
(2)各千斤顶行程差调整在10mm内。
(3)千斤顶同时推出,以推进40cm为一阶段进行控制。任一千斤顶行程达到所定值即停止该千斤顶推进。千斤顶行程全部达到控制行程后,复核千斤顶行程,并进行调整,将千斤顶行程差控制在10mm内。 (4)反复按第3步操作,直至达到所定行程值。
(5)在顶推管片时,必须设立现场指挥,对全过程进行控制,并由其发出千斤顶操作指令。
其他负环以-9环为基准点进行拼装,注意纠正环面平整度。直到刀盘靠上正面加固土体后,恢复常规盾构推进,即掌控盾构室的推进操作系统推进。
在推进-9~-3环时,当半环管片脱离盾尾时,应在基座与管片之间加垫三角木楔,并在管片外弧面上架设支撑,防止管片下掉和外张。以保持管片良好的姿态。 2.2.8洞门凿除
在出洞凿除钢筋混凝土前,在洞门上,开9个样洞(米字型)观察。孔径5cm(3号线右线,孔深1.2m,以钻穿结构地墙(1200m)至旋喷桩加固位置为宜。各孔出水量的总和不得大于0.03m3/d,样洞无泥砂流出等异常现象发生,确保万无一失后,方可破除洞门。目前已对地基加固情况进行了垂直取芯检测。洞圈下部2.5m范围取出的芯体基本都能成柱状体,具有一定的强度。 检测测强度在1.1~1.4MPa>设计要求强度1.0MPa。
在洞圈内搭设钢管脚手架。在确认加固良好的情况下,分9块凿除洞门混凝土(见下图2-9混凝土分块图所示),艮山门站端头井槽壁设计厚度为1200mm,共分两阶段进行洞门凿除,在盾构调试期间,首先凿除内侧900mm混凝土,并割除内排钢筋,待盾构调试完成,具备出洞条件后,再对剩余300mm混凝土进行分
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