盾构法顶涵施工工艺技术要点.doc

盾构法顶涵施工工艺技术要点httpnewsccdcomcnHtmls20095272009527165038748661htmlhttpnewsccdcomcnHtmls20095272009527165038748661html摘要桥式盾构法以下简称盾构法httpwwwccdcomcn是一种较为先进的顶涵施工方法是在保httpwwwccdcomcn留传统顶涵施工桥涵结构路侧预制工艺的基础上对结构顶进支护方法进行了重大改革将httpwwwccdcomcn明挖开槽改为地下暗挖盾构支护暗挖推进减低了施工对行车的影响关键词盾构法线路防护httpwwwccdcomcn施工监测盾构法的概念桥式盾构法以下简称盾构法httpwwwccdcomcn是一种较为先进的顶涵施工方法是在保留传统httpwwwccdcomcn顶涵施工桥涵结构路侧预制工艺的基础上对结构顶进支护方法进行了重大改革将明挖开槽httpwwwccdcomcn改为地下暗挖盾构支护暗挖推进减低了施工对行车的影响盾构由钢柱钢梁盾壳子盾构液压推进系统辅助机构六大部分组成装配在第httpwwwccdcomcn一节框架桥前端的盾构作为带土顶进时掘进面与路基的施工支护同时也担负顶推导向httpdesignerccdcomcn根据不同地质情况设计盾构长度以确保中心土天然支护作用是桥式盾构法的关键盾构的横向截面成简支梁桥形其外廓尺寸与刚架桥外廓尺寸基本相同桥形梁跨中滞后挖掘的大断面土体中心土从盾构入土直到出土前均保持坡比并滞后子盾构掘进面一段距离开挖它与盾构共同平衡周边土压成为掘进面的强大支护体系盾构母体中的子盾构由液压系统控制单台组错开推进担负减阻板的牵引及掘进面的小断面化增强了开挖面的稳定性被牵引的减阻板则将上部摩擦力分散刚架桥推进前顺坡清除底板前方部分中心土体盾构母体随刚架桥同步推进时子盾构原推出部分被掘进面土体阻挡与子构箱体作相对运动套回箱内完成一盾构掘进工作循环httpwwwccdcomcn施工工序httpwwwccdcomcn施工方法及工艺要求httpwwwccdcomcnhttpwwwccdcomcnhttpwwwccdcomcnhttpwwwccdcomcn盾构法顶涵施工施工前期工作与普通施工方法相同主要为以下几个方面施工准备基坑开挖及滑板制做框架箱身预制后座制做下面主要就盾构的安制掘进监测及线路防护等几个方面进行论述一盾构制安前要注意以下几点框架桥几何尺寸修整框架桥前端面为盾构止推梁柱推力传递面其不平整度将影响止推梁及相关柱的受力状态不均衡受力可能造成盾构变形与偏向推进影响安全和破坏盾构的导向功能所以在盾构安装前必需对刚架桥前端面进行检测修整同时也应对刚架桥外廓几何尺寸进行严格检查对跑模较严重部分进行必要的修整来减低推进阻力刚架桥各表面的整体平整度还直接影响线路沉降控制的效果为此刚架桥边墙不允许误差刚架桥顶面不允许误差其检查方法可httpwwwccdcomcn采用仪器与拉线对凸出部位采取凿底后再补平对较底部位则先凿毛再水泥砂浆补平刚架桥底部润滑层效果确认及预顶采用桥式盾构法httpwwwccdcomcn施工框架推进时增加了盾构阻力该状况在框架初动时会较明显盾构安装前必须预先将框架推动相应行程以确认滑板无粘连可保证盾构安装后不因滑板粘连而又撤除试顶方法为使用油顶推动框架桥行程预顶也是后座保护措施之一二桥式盾构制做安装盾构墩柱底板基底处理在确认底板无粘连后在路基边坡下按框架桥轴线放出盾构各墩柱底板开槽边线开挖槽宽槽长槽深至框架底面下槽基底进行硬化处理硬化层坡度视现场开挖地质状况而定硬化材料采用素混凝土厚度平框架底当地基承载力达以上时墩柱底板地基可不作硬化处理盾构墩柱安装将墩柱底板放入基槽中与预先埋设于框架桥前端预埋托板平整焊接焊缝为坡口httpwwwccdcomcn焊接前应复测底板坡度并确认满足要求施工人员充足时所有墩柱可同步平行作业以减少吊机台班费用墩柱下托梁按底板轴线平行等分安装下托梁与底板连接焊缝以受压为主剪应力小可采用每焊接空不焊的间断焊为防下托梁在焊接过程中发生偏斜应采用两侧同步对称焊接立柱吊装前应在预先搭设的工作平台上采用钢管脚手制做立柱定位架在立柱安装时httpdesignerccdcomcn起安全及临时定位作用将各条立柱的设计位置事前吊垂线标记于下托梁及定位架上可极大程度提高墩柱安装进度与质量当盾构墩柱安装基本就绪时视情况对边坡槽进行简易支护以确保路基稳定为原则墩柱上下托梁安装时必需注意与线路斜交盾构墩柱托梁不在同一水平面上其各httpdesignerccdcomcn托梁高差值为基坑滑板坡度换算可得由盾构设计人现场确定盾构主梁安装桥式盾构所用主梁在地面临时平台上精心制做由于该主梁除上方负载外还与盾构顶httpdesignerccdcomcn板共同承担框架桥推进时的轴向力传递因此设计刚度较大安装时先测量标记定位线于墩柱上托梁上然后由起吊能力大的吊机分榀吊装就位其梁垫在测量人员配合指挥下安装各榀梁httpdesignerccdcomcn的顶面高度需按设计要求进行调配子盾构箱体制做安装为加快制做速度与合理安排劳动力子构箱从母构体两侧做起向中间发展合拢后按实际尺寸制作非标型子盾构子构箱下托板需在临时设制的托架上调校后与第一榀盾构主梁下托板进行对接其横向受压焊缝允许采用间距不大于的双面间断焊纵向受剪受拉焊缝却必需采用坡口双面满焊以保证焊缝牢固度便于总体吊装的工地现场子盾构箱可在就近工作平台上制做采用机械整体吊装httphomeccdcomcn子盾构导向架各组件均在平台上靠模中统一标准制做安装时采用定位装置定位焊接httpdesignerccdcomcn导梁滑道与子盾构配合间隙设计为误差允许子盾构箱制做完成后将尚未编号子盾构进行试配要求子盾构装入箱后无卡滞现象空载时以人力可推动为宜装配完成后进行编号与滑道注油子盾构箱底板厚盖板厚板面靠前端均倒有上刃口底板刃口为铲除土体欠挖量用箱盖板刃口为防止减阻板卷曲之用导向架用料要求材料平整无扭曲变形盾构外壳制做安装盾构外壳钢板均采用厚钢板其盾构尾部长套在框架桥前端作相互制约用盾构外壳安装后其总宽值大于框架桥总宽约由此间隙来降低顶推过程中框架桥两侧与土体产生的摩擦阻力并有效地减小两侧土体的摩擦位移现象超宽造成的土损失在刚架桥顶推到httpwwwccdcomcn位后进行压浆补空也可在顶进时压注水泥浆以避免路基出现沉降盾构外壳顶面板采用厚钢板满敷左右两边与盾构边板焊接顶板底面与主梁间梁撑焊接安装时高于框架桥以留出顶面扁铁焊接位置顶板敷设后需对整体平面进行检测不平整度高差应小于如大于则应检查调整顶力设置子盾构顶力设置子盾构是桥式盾构母体中对上部掘进面进行有效支护的重要部分在不同土层中采用不同的推进方式来保持掘进面的稳定连续框架根据盾构总宽设多台组子盾构各组间隔其中一组按剩余实际尺寸制做水平布置每台组子盾构内布双向作用液压顶台来保证子盾构的推进切土能力子盾构推进的同时牵引框架桥顶面铺设的减阻板每台子盾构中共需两台油顶由套液压泵站操纵控制中间连续框架每孔配备套该液压系统中设有高压截止阀用以控制子盾构单独运动或间隔群体运动严禁相邻子盾构同步推进造成减阻板上部覆盖土应力集中被剪切破坏使线路产生水平位移框架桥顶力设置桥式盾构母体与刚架桥采用铰接盾构外壳套入桥体长度为当框架桥被推进时盾构亦被框架桥同步同方向推进顶位处布置单向作用多台油压顶其中几台液压泵站采用并联方式操纵控制以解决单泵流量过小推进缓慢问题三掘进httpwwwccdcomcn刚架桥工程采用桥式盾构法施工掘进时每组子盾构由名工人配合修整掘进面出土以及盾构母体推进时对子盾构套入箱体状态的监视如果出现意外能及时通报控制台而中断事故发展子盾构允许单次推进行程子盾构作业为人力配合机械视挖掘面土体的自稳能力而定有先顶后挖边顶边挖或先挖后顶的三种掘进方式采用何种形式由工程技术人员决定液压操纵班按令执行子盾构推进时其上部土方由前端锯齿刃脚切割下落作业基本处线路板结层工人可视情况申请采用气动风镐掘土httpdesignerccdcomcn盾构墩柱设计为多层每层土体由名工人完成掘进每组墩柱由人担负出土顶推httphomeccdcomcn监视工作挖掘标准为墩柱的外廓尺寸宽与前进方向长大断面中心土采用挖机掘进与装车自卸汽车外运弃土为缩短顶进期掘进时机械将框架桥前滞后的中心土挖去相同长距离并采用接力方式推进各节框架桥同一距离为一顶进工作循环顶进到一定程度时为防止传力柱横向分力引发起拱甚至飞扬伤人在传力柱上方设置轨束梁反压或增设分配梁传力柱方向应预留余土运输通道线路安全保证措施线路沉降是由土损失土干缩及土运动所造成本工程的关键所在就是路基的利用与httpwwwccdcomcn保护它需要从框架结构预制盾构制做掘进纠偏减阻注浆填充等各环节精益求精的施httpwwwccdcomcn工过程来控制水土损失全套控制措施的有力实施才能确保线路沉降受控列车行驶安全一线路加固及日常养护线路简易加固纵向轨束梁采用扣每股道轨外侧各一束股道束间中心距为纵向轨束需摆设平稳两线间高出的道碴应耙走耙平线路外侧纵向轨束位如过低则应垒高道床边坡加以垫平两侧轨束面应在基本轨底面下以确保下一工序横向轨束能顺利穿越基本轨底为准每相邻纵向轨束间隔距应大于较大的轨束距安装时对原线路不会造成影响可利用方便时提前完成简易加固属线路双重保险工作轨束下为无限支点间隔距大保护范围相应也大纵轨安装时每根接头相错以上所有轨束卡箍均靠近接头安装并认真锁紧纵横httphomeccdcomcn轨束安装均按标准设置安全防护员钢轨过线路派人持木枋保护线路以防造成红轨纵向轨束长度以超出框架每侧不少于即可横向轨束单束不短于采用相扣每隔条枕木设置束并与纵向轨束锁httphomeccdcomcn紧横轨束安装均按标准设置安全防护员如无条件采用封锁穿轨则利用列车间隔时间作业采用隔穿的调作法作业钢轨过线路派人持木枋保护线路轨束过基本轨底采用绝缘材料隔护以严防红轨事故轨束安装完毕在横向轨束与基本轨间对插木质密实的木楔以利于顶进期间快速微调线路水平线路日常养护httpwwwccdcomcn施工期间由专职线路工防护员包括驻站联络员普通工共同组成线路维护班对线路进行日常养护安全防护办理相关手续线路加固与意外情况从其它工班抽调人员会httphomeccdcomcnhttphomeccdcomcn战线路养护作业标准按现行工务线路大维修规则标准执行顶进期间工地负责人不得离开工地跟班督促检查确保顶进顺利线路状态良好驻站联络员与工地使用移动电话联络列车到达前分钟停止顶进线路人员下线前复查线路httpwwwccdcomcn清理现场列车通过后恢复正常施工线路工在每次顶进停止后第一时间对正在穿越线路进行水平轨距测量对线路变化不管大小有变即修决不拖延不管是否顶进线路养护人员必需对线路进行一列一检确保行车万无一失httpwwwccdcomcn施工监测及纠偏httpwwwccdcomcn框架桥推进施工的全过程中盾构及框架桥运动中线水平的测量非常重要工程技术人员将每一顶进循环的测量数据绘制成框架桥推进轨迹图进行分析研究用于科学指导框架桥的掘进与纠偏子盾构箱托板前后高差抽检各中心土中部台组每天次并换算成绝对高程墩柱滑板前后高差每工作循环所有墩柱全测并换算成绝对高程墩柱轴线相对第一节框架桥实际轴线的平移线交接班前后测每班次共次并标示与第节刚架桥实际轴线相对误差框架桥轴线各节与初始位置的相对变化httpdesignerccdcomcn测量并标示本次偏移值和累计偏移设计值框架桥高程测点设于各节桥内靠顶板倒角处每节分桥前桥后个点各点基本成关系并换算成绝对高程线路沉降监测点复核各线路轨顶及路肩标高作好初始记录以便线路交验前将线路恢复至初始值顶进纠偏盾构纠偏是掘进人员包括挖机司机按指挥人员发出的掘进指令对子盾构墩柱底板下及两侧土体进行超挖或欠挖土不停改变各部位土应力来完成框架桥左右方向的纠偏为利用所布油顶非均衡使用来完成水平高程纠偏为调整桥式盾构运行轨迹来达到效果另外在地基承载力低于地段还需采取与传统工艺相同方法在刚架桥底板下作换填或加密土壤压桩等措施来完成httpwwwccdcomcn桥式盾构法施工特别强调事项httpdesignerccdcomcn盾构设计制做httpdesignerccdcomcn盾构体是框架桥顶推期路基掘进的临时支护及导向装置设计时不可违背其中心土平衡原理盾构长度应不小于刚架桥断面总高宽度大于刚架桥断面总宽主梁间分跨一般为httphomeccdcomcn盾构几何尺寸必需标准各部分连接可靠使用期间尽可能小的变形方能保证使用效果httphomeccdcomcn滑板质量标准基坑开挖如采用机械则应保留人工修整层切忌破坏基底滑板厚度应结合地基实际承载力考虑其平整度要满足于滑板制做一条中要求不平整的框架桥底板顶推全过程将不同程度地破坏地基基坑滑板的任何不足都给顶进工程埋下隐患后座桥式盾构法为保证大型运输车辆出入框架桥液压油顶均按桥底部两侧布置也利于液httpdesignerccdcomcn压纠偏后座两侧应力较中部大故后座设计宽应为桥宽的倍以上方能满足宽限要求顶进挖土httpwwwccdcomcn子盾构掘进面挖土应按当日书面技术交底并按有经验的当值施工员要求进行错误的开挖将导致路面沉降量增大中心土的滞留长度及挖掘量应根据土层性质而定任何情况下放坡量不可小于盾构墩柱两侧均设有剪力墙板其斜边按设置视土质情况定通常应以此标线向前延伸长为中心土掘进控制线为确保中心土的土压平衡能力掘进时严禁超挖盾构为刚性焊接体在推进中有可能因局部应力集中造成焊缝炸裂故顶推作业时机械应停止作业工人不得高声喧哗及发出金属敲击声以利声响判断另外高压力顶推易产生强大破坏力顶推时有条件远离液压装置及传力柱的人员必需撤离以防意外事故作者佚名