盾构过车站施工技术课件.pptx
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- 盾构 车站 施工 技术 课件
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1、盾构机过车站施工主要内容及常用方法盾构机过车站主要步骤及施工控制要点几种主要过站方法的案例分析v广州地铁二号线越三区间:托架下垫滚杆法广州地铁二号线越三区间:托架下垫滚杆法v广州地铁三号线沥大区间:整体吊装过站法广州地铁三号线沥大区间:整体吊装过站法v广州地铁广州地铁四号线仑大四号线仑大区间:托架下垫钢板法区间:托架下垫钢板法v广州珠江新城集运系统线:先隧道后车站法广州珠江新城集运系统线:先隧道后车站法v广州地铁三号线客大区间:暗挖隧道内调头广州地铁三号线客大区间:暗挖隧道内调头主要交流内容人环 境自 然 盾构机过站的主要内容p盾构机主体过站p后配套设备过站p设备维护检修(刀具更换)由于盾构法
2、施工需要始发井和接收井,考虑到施工的经济性和工期的合理性,盾构施工标段的划分往往包括两个区间隧道之间的过站。盾构机过站的主要方法依盾构机移动的动力:u卷扬机牵引式u千斤顶顶推式依盾构机托架与车站底板之间的滑移方式:u托架下垫滑动托板式u托架带轮行走式u滚杠移动式等依车站提供的过站条件限制:u整体吊装过站(转场)u先隧道后车站u主体结构尚未施工完成(门式支撑)盾构机过车站的主要步骤一、盾构到站前的准备工作端头加固洞门凿除托架安装与固定洞门密封安装掘进参数的调整掘进方向的控制到站段的掘进贯通后步上始发托架渣土清理 盾构机过车站的主要步骤一、盾构到站前的准备工作凿除洞门临时墙盾构机接收托架(可调高度
3、,导轨高度)盾构机过车站的主要步骤二、盾构到达车站 盾构机过车站的主要步骤 当盾构掘进进入洞门加固体时,进行洞门破除工作,当盾构掘进进入洞门加固体时,进行洞门破除工作,先破除洞门维护结构一半厚,当盾构推进至洞门约先破除洞门维护结构一半厚,当盾构推进至洞门约2m2m时,以快速破除剩余洞门部分时,以快速破除剩余洞门部分案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)(3)管片安装完毕需用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓,且在下一环掘进完毕后再次紧固螺栓。案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)可以在车站主体未完工前过站(盾构井已完工),车站结构不必加高 设备的检修进度(尤其是主要部件)案例二:托架下垫滑动托
4、板式(广州仑大区间)待盾构机主体对准始发状态后即可进行反力架的安装工作。在提升过程中,能控制提升构件的运动姿态、应力分布以及各提升吊点的同步性,提升同步精度误差不超过10mm。案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)三、过官洲站的方案和程序依车站提供的过站条件限制:盾构机主体上托架。在盾体过站后,在车站底板上铺设后配套台车走行轨道,该轨道与隧道内台车走行轨道对正连接在一起。右线隧道贯通后,盾构机平移上托架;(1)做好盾构机主体上始发托架和平移的准备工作。如此循环顶推直至盾尾距始发后反力架安装墙体1米左右处。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)借助于底钢板上焊接的反力支座,用两侧的千斤顶同步
5、作用将盾构机主体和始发托架推向前进,同时不断将地面上的钢板、反力支座和滚珠向前翻转,实现盾构机主体和始发架的不断前进。盾构机过车站的主要步骤盾构机过车站的主要步骤 盾构机过车站的主要步骤南京盾构机进入车站(正常坍塌)深圳盾构机进入车站(异常坍塌)盾构机过车站的主要步骤二号线进鹭江站错台7厘米(应力松弛、注浆压力、管片选型)盾构机过车站的主要步骤盾构机右侧喷砂盾构机左侧喷砂喷砂喷砂 广州三号线大沥区间:此前广州三号线大沥区间:此前在加固体两肩处曾加设在加固体两肩处曾加设8 8根袖阀管深根袖阀管深层注浆,以期堵住加固体外的地下水,层注浆,以期堵住加固体外的地下水,20052005年年4 4月月11
6、11日盾构机破日盾构机破土而出,露出了久违一年的刀盘。然而土而出,露出了久违一年的刀盘。然而4 4月月1818日在盾尾仅余日在盾尾仅余1 m1 m左右时,在盾体周围出现了意想不到的喷砂现象。左右时,在盾体周围出现了意想不到的喷砂现象。盾构机过车站的主要步骤三、盾构机通过车站盾构接收基座的安装、固定盾构接收基座的安装、固定盾构步进至接收基座上盾构步进至接收基座上主机与后配套解体主机与后配套解体主机和基座就位主机和基座就位固定主机准备顶推固定主机准备顶推盾构机过站盾构机过站设备检修及部件更换设备检修及部件更换盾构机始发就位盾构机始发就位铺设后配套行走轨道铺设后配套行走轨道后配套过站后配套过站连接盾
7、构机及后配套连接盾构机及后配套盾构机过站完成盾构机过站完成 盾构机过车站的主要步骤四、盾构机通过车站后的二次始发1、盾构二次始发的施工方法与盾构始发的施工方法相同2、由于受车站的结构形式影响只是反力架的安装形式有所变动 盾构机过站各个阶段的施工控制要点(1)做好进站前的测量工作。隧道贯通时其刀盘中心偏差允许值为:平面20 mm,高程30 mm,盾构坡度较设计坡度略大0.2%。并对洞口的直径进行检查。(2)调整好盾构机的姿态。破洞门前盾构机允许偏差10,仰角允许偏差范围控制在2/m,避免出现俯角姿态。SLS-T导向系统所显示的盾构机位置偏差控制在20 以内,倾向偏差控制在34/m以内。同时做好铰
8、接千斤顶的行程控制,避免千斤顶出现最大和最小行程的极限状态。(3)注浆应及时、足量,必要时需根据注浆速度决定掘进速度;注浆压力0.10.12 MPa,注浆量6.07.0 m3/环。同时应具实际情况及时进行补注浆,以便保证管片壁后填充密实。(4)盾构机到达时根据刀盘不能旋转或推力上升等机械状态的变化,可知盾构机已推抵达洞门临时墙体。通过从洞门的临时墙钻探或测量,确认盾构机的位置。推进停止后,为防止拆除临时墙时出现涌水等现象,必须进行管片背后注浆。一、准备阶段及到站阶段的控制要点 盾构机过站各个阶段的施工控制要点(5)提早进行洞门破除。但不宜提早过多,以免洞门破除后岩体暴露时间过长产生坍塌。进行洞
9、门破除,可预先分块凿除洞门临时墙内侧的2/3厚度,保留1/3墙厚度,待盾构机刀盘顶住临时墙时,再通过人工凿除混凝土和切断钢筋。在凿除洞门临时墙前要确认洞门外侧的地下水或流沙的情况,避免洞门凿开后大量泥水或流沙涌进车站接收井内。可采用洞门范围内探孔的方法进行检查。(6)安装好洞门密封。盾构到站前安装好有关的扇形压板、环形板和帘布橡胶密封板。(7)安装盾构机接收托架,铺设盾构机移动托架的轨道。(8)在接受井内准备砂袋、水泵、水管、方木、风镐等应急材料或工具。一、准备阶段及到站阶段的控制要点 盾构机过站各个阶段的施工控制要点(1)洞口的临时墙,一般不具备可使盾构机一直用通常开挖方法到跟前的强度,应根
10、据临时墙结构来调整土舱压力、推力、掘进速度,注意不要损伤洞门临时墙。(2)盾构机进入进洞段后,首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土舱压力值,避免较大的地表隆陷。(3)在盾构机刀盘距离贯通面小于5 m时,在条件允许的情况下,由盾壳上的预留孔向盾壳外部注入化学聚合物或膨润土,用于阻止盾构机后部的水向洞口流动。(4)在盾构机进洞时,很有可能因为刀盘旋转,损坏帘布橡胶板或使扇形压板发生移位。所以要注意对帘布橡胶板的防护,并及时调整洞口扇形压板。(5)增加盾构机测量次数,不断校准盾构机的掘进方向。确保盾构机机头高出设计轴线30 mm为宜。(6)加大地面监测频率,并依据监测结果及时
11、调整掘进参数。对盾构接收井内洞口位置进行监视。一、准备阶段及到站阶段的控制要点 最后几环管片的掘进 盾构机过站各个阶段的施工控制要点(1)在刀盘前方的预定位置,设置支挡,以防盾构机刀盘向前滑动。(2)靠近洞口段10环管片的2点、4点、8点和10点钟位置附近均用型钢通过焊接连接拉紧,将管片拉成一个整体,并保证管片间的止水条压缩到位。(3)管片安装完毕需用风动扳手拧紧所有纵向和横向螺栓,且在下一环掘进完毕后再次紧固螺栓。(4)严格按照操作规程拼装管片,保证管片特别是封顶块的安装质量,同时防止管片之间出现错台。(5)管片安装前应保证止水条不损坏、不预膨胀,并及时清理干净管片上因注浆掉落的碴土和砂浆等
12、。管片安装完毕应将注浆塞拧牢固。(6)待盾尾离开洞口密封环后,迅速重新调整洞口扇形压板,用快速凝固的砂浆进行注浆,保证洞口的管片衬背注浆迅速凝结。为加强管片防水和防止管片背后的砂浆突然从洞口冒出,在完成每一环管片的推进和管片安装且待砂浆凝固2小时后,再进行下一环管片的推进。一、准备阶段及到站阶段的控制要点 最后几环管片的拼装 盾构机过站各个阶段的施工控制要点 车站主体过站条件(站台板、轨顶风管、净空、预埋件等等)车站的预留或预埋件的处理 顶进中的推力、拉力和稳定性控制 设备的检修进度(尤其是主要部件)安全控制二、过站阶段的控制要点 盾构机过站各个阶段的施工控制要点三、过站后二次始发的控制要点(
13、)严格控制始发台、反力架和负环的安装精度和稳定性。()要在管片两侧用型钢支撑加固管片环,管片脱离盾尾前用钢丝绳将管片环箍紧。()始发前基座定位时,盾构机轴线与隧道设计轴线保持平行,适当抬高约20mm。()千斤顶总推力控制在1000 kN以内(不超过反力架的设计载荷)。()密切注意密封装置的压入情况,若有可能弹出,则停止推进对其采取加固措施。盾构机过站各个阶段的施工控制要点三、过站后二次始发的控制要点()确保盾尾密封油脂的注入达到压力要求,以保证盾尾的密封效果。(7)在盾构机的下半部内壁沿纵向临时焊接46块钢板条,厚度与盾尾间隙相同。(8)初始注浆时,注浆压力要综合考虑地面沉降要求和洞门密封装置
14、的承压能力。(9)临时管片可不贴密封条,但需贴缓冲垫,螺栓不需用止水垫圈。(洞门环需要)(10)负环管片的拆除时间,根据同步注浆液凝固时间、强度及隧道是否在曲线段等经验估计。广州一般大于60 环后拆除。案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)1、主体结构过站(1)做好盾构机主体上始发托架和平移的准备工作。盾构机主体上托架。盾构托架事先安装固定在钢板上。在盾尾内部焊接支撑钢管,防止后体变形。清洁盾体、刀盘,清空土仓泥土。固定盾体和始发架。将盾构机主体和始发托架一起用两台千斤顶向前移动约2 m,使盾构机主体脱离后配套设备。案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)1、主体结构过站(2)盾构机主体前移。在
15、始发架下放置好钢板和滚柱。借助于底钢板上焊接的反力支座,用两侧的千斤顶同步作用将盾构机主体和始发托架推向前进,同时不断将地面上的钢板、反力支座和滚珠向前翻转,实现盾构机主体和始发架的不断前进。(3)反力架和水平千斤顶的安装。待盾构机主体对准始发状态后即可进行反力架的安装工作。首先在钢板相应位置处焊接千斤顶支点,利用千斤顶在钢板上横向顶推托架,使其横移1.进行洞门破除,可预先分块凿除洞门临时墙内侧的2/3厚度,保留1/3墙厚度,待盾构机刀盘顶住临时墙时,再通过人工凿除混凝土和切断钢筋。()密切注意密封装置的压入情况,若有可能弹出,则停止推进对其采取加固措施。双方工期均十分紧张,协调工作量相当大。
16、案例三:盾构机整体吊装过站(广州沥大区间)盾构机从静止开始向前移动初始推力达到100t,在随后的平移和旋转过程中推力在3050 t之间,基面钢板曾出现移动,加固后顺利完成调头工作。三、过官洲站的方案和程序如此循环顶推直至盾尾距始发后反力架安装墙体1米左右处。案例三:盾构机整体吊装过站(广州沥大区间)提升速度可根据工程的需要进行无级调节,最高可达20 m/h;1、盾构二次始发的施工方法与盾构始发的施工方法相同(5)增加盾构机测量次数,不断校准盾构机的掘进方向。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)一、盾构到站前的准备工作所以要注意对帘布橡胶板的防护,
17、并及时调整洞口扇形压板。盾构机过站各个阶段的施工控制要点待盾构机主体对准始发状态后即可进行反力架的安装工作。待盾构机主体对准始发状态后即可进行反力架的安装工作。250吨起升千斤顶安装位置盾构机过车站的主要步骤案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)1、主体结构过站 用钢丝绳将盾体与托架固定托架下垫滚杠移动案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)1、主体结构过站盾构机过站托架盾构机过站反力座和水平千斤顶案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)1、主体结构过站250吨起升千斤顶安装位置 案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)2、后配套过站(1)车站底板轨道铺设。包括:放置预制的混凝土墩以承托型钢、轨枕等
18、,混凝土墩上需预埋与型钢焊接的钢板。采用20号工字钢架设于混凝土墩上并与其预埋钢板相焊接。轨枕地梁架设后即可进行轨枕梁及轨道的铺设。(2)后配套设备前移。用卷扬机做牵引力将后配套设备牵拉过站。(3)后配套与盾构机主体连接。后配套车架到达盾构机主体后部后,连接水管、电路、气管、液压管等。盾构机过站用于支撑轨道的混凝土预制件 案例一:托架下垫滚杆法(广州越三区间)3、设备维修(1)利用盾构过站期间进行盾构机检修,为下一个区间的掘进做准备。(2)维修内容根据每台盾构机检查的情况确定。(3)一般来说应包括刀具更换(除刀具磨损原因外,还要考虑下一区间掘进的岩层情况)、刀盘和螺旋输送器的磨损修复、盾尾尾刷
19、更换、密封件更换、泡沫管路和注浆管路的疏通等等。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)一、盾构机刚刚进站清理渣土、切割钢筋、洞门防水 案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)二、当时四号线官洲站的过站条件 站内底板结构上预留的风道侧墙钢筋要折伏到车站结构底板上,折筋曲线顶端距车站结构底板高度120mm。线路中心线距车站标准段侧墙2.20m,即盾构机在车站内托运时,考虑盾构刀盘与侧墙之间需有至少200mm间隙,因此,盾构机需横移1.2m。双方工期均十分紧张,协调工作量相当大。在提升过程中,能控制提升构件的运动姿态、应力分布以及各提升吊点的同步性,提升同步精度误差不超过10mm。案例一:托架
20、下垫滚杆法(广州越三区间)单台拖头的额定拖载质量为600 t,功率为560 kW。()密切注意密封装置的压入情况,若有可能弹出,则停止推进对其采取加固措施。借助于底钢板上焊接的反力支座,用两侧的千斤顶同步作用将盾构机主体和始发托架推向前进,同时不断将地面上的钢板、反力支座和滚珠向前翻转,实现盾构机主体和始发架的不断前进。盾构机过站各个阶段的施工控制要点 线路中心线距车站标准段侧墙2.盾构机过车站的主要步骤要求整个车站必须在盾构穿越前完工从距地面20 m的井下提升过程要求控制准确,盾构机吊装出井后,装在600 t的大型平板车上,依次穿越淤泥土上的软弱临时道路,爬坡经过交通主干道,最后到达700m
21、以外的始发井并再次下井。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)进行洞门破除,可预先分块凿除洞门临时墙内侧的2/3厚度,保留1/3墙厚度,待盾构机刀盘顶住临时墙时,再通过人工凿除混凝土和切断钢筋。(7)安装盾构机接收托架,铺设盾构机移动托架的轨道。但不宜提早过多,以免洞门破除后岩体暴露时间过长产生坍塌。到达到达井后,盾构主体和后配套全部解体,全部吊上地面,运输到始发井再下井组装提升速度可根据工程的需要进行无级调节,最高可达20 m/h;施工协调组织和进度控制方法:包括隧道与车站方的施工配合、协调方法;吊装设备架本身高16 m,重130 t,加上盾构重量,共约430,水平位移速度控制为5 m/
22、h,位移时专人负责控制轨道梁与各支撑间的变化,以保证安全。(1)洞口的临时墙,一般不具备可使盾构机一直用通常开挖方法到跟前的强度,应根据临时墙结构来调整土舱压力、推力、掘进速度,注意不要损伤洞门临时墙。采用20号工字钢架设于混凝土墩上并与其预埋钢板相焊接。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)二、当时四号线官洲站的过站条件盾构机过站的正断面图 案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)三、过官洲站的方案和程序盾构主机过站采用平台搬运、千斤顶顶推横移1.2m;后配套过站直接通过先行铺设的轨道进行整体拖运。1、总体思路2、盾体横移盾体总重不大于350吨,有润滑时钢对钢的摩擦系数最大为0.1,需
23、要的推力大约为35吨,拟采用两台千斤顶顶推托架的方式实现盾体的横向、纵向移动。每台千斤顶的最大定推力为85吨,行程为50cm。在车站底板上,盾构拖运路线范围内铺设30mm厚的钢板,钢板下部用黄砂找平压实。钢板接缝将做特殊处理,钢板四周与车站底板预埋件焊接在一起,以确保拖运成功。钢板表面涂抹黄油润滑。盾体完全驶入接收托架(即为盾构二次始发托架)并固定后,盾体与后配套系统解体,期间可对盾构机进行初步检查以便为盾构机维修做好充分准备。盾体过站采取与托架一起搬运的方式进行。首先在钢板相应位置处焊接千斤顶支点,利用千斤顶在钢板上横向顶推托架,使其横移1.2米。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)三
24、、过官洲站的方案和程序盾体和托架焊接在一起 案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)三、过官洲站的方案和程序水平千斤顶先使盾构机横移1.2米 案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)三、过官洲站的方案和程序过站轨道中心线接收托架官洲站起点里程17+608.8官洲站横移平台过站轨道琶洲塔站盾构机横移施工示意图1 案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)三、过官洲站的方案和程序盾构机横移施工示意图2官洲站(1)在刀盘前方的预定位置,设置支挡,以防盾构机刀盘向前滑动。盾构机过站各个阶段的施工控制要点案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)盾体横移到位后,同样利用千斤顶将盾体延隧道方向纵移。案
25、例五:暗挖隧道内调头技术盾构拆装工序多,耗时耗力案例五:暗挖隧道内调头技术一、准备阶段及到站阶段的控制要点二、当时四号线官洲站的过站条件12 MPa,注浆量6.盾构机过站各个阶段的施工控制要点盾构机过车站的主要步骤盾构机过站各个阶段的施工控制要点盾构机过车站的主要步骤(5)增加盾构机测量次数,不断校准盾构机的掘进方向。案例二:托架下垫滑动托板式(广州仑大区间)一、总体施工思路和施工难点提升速度可根据工程的需要进行无级调节,最高可达20 m/h;通过从洞门的临时墙钻探或测量,确认盾构机的位置。(2)盾构机进入进洞段后,首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速,控制出土量并时刻监视土舱压力值,避免较大
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