3.适用范围
此工法适用于盾构机过圆形矿山法初支隧道,空推拼装管片施工,其他相类似的条件下盾构施工可以作为参考。
4.工艺原理
在超长矿山法隧道盾构空推施工工法原理是海瑞克土压平衡盾构机在优化后的强度和精度满足设计规范要求的导台上采用推进模式进行推进,边推进边喷射豆粒石,推进完成后拼装管片,在盾构机前导台范围内提前堆放规定数量的豆粒石,利用盾构机面板推动豆粒石,填满盾构机底部,然后利用喷射设备进行喷射;豆粒石喷射管(直径5cm)支架与刀盘连为一体,喷射管通过支架穿入盾构机盾尾向管片背后喷射豆粒石,豆粒石通过管片圆形外径下滑至管片底部,达到约束管片的目的,然后在盾构1点和11点位置管片螺栓孔里安放长55cm支撑,利用与矿山法初支的顶力防止管片上浮。然后在推进下一环管片时对倒数10环的管片进行注厚浆对管片进行二次固定。整个过程连续、高效、安全、可靠。
5.施工工艺
5.1 工艺流程(见图5.1)。
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豆石喷射 施工准备(矿山法净空测量、导台高程复测、豆石喷盾构掘进 管片拼装 顶撑架设 同步注浆 否
豆石喷射饱满度二次注浆
是
下一循环
图5.1盾构空推施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1 导台施工及导轨布设
在盾构空推拼装管片之前,已先完成矿山法开挖及初期支护。盾构空推时,需要提前施做导向平台,使盾构机沿着隧道设计轴线前进,同时为了更好的控制盾构机及管片姿态,在导向平台的两侧及底部布设3根导轨(采用16#工字钢)。因此,导台施做及导轨布设的精度是保证盾构及管片姿态的关键。混凝土导台位于隧道底部60o范围内(见图2-5),导台表面与盾构机刀盘外轮廓有10mm间隙,导台半径3150mm,采用HPB235钢筋、C30混凝土,导台厚度150mm,矿山法隧道初期支护应尽量保证其设计净空,以确保导台上表面的高程符合设计要求,并能保证混凝土导台的设计厚度,以达到足够的强度。导台
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两侧及底部布设3根导轨,导轨采用16#工字钢,表面高出导台表面20mm。
5.2.1 导台施工断面图
5.2.2掘进模式的选择及掘进参数的确定 1、掘进模式的选择
盾构在过空推段施工时,一般采用敞开式模式。由于矿山法初支已经完成了土体的开挖,在掘进过程中盾构不切削土体,不需克服土体的压力,只需要克服盾构机与导台导轨之间的摩擦力即可往前掘进。此摩擦力主要通过推进油缸提供的力来克服,故盾构掘进时油缸移动有两种模式,一种是推进模式,一种是管拼模式。推进模式是通
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过所有推进油缸的推力来使盾构前进,单个油缸提供的力较小,盾构前进比较平稳;管拼模式是通过人工使用管拼遥控器来控制油缸的伸缩使盾构前进,个别油缸提供的力较大,受力不均匀,不容易控制盾构姿态。为了控制盾构机的姿态,一般采用推进模式。
2、掘进参数的确定
盾构施工中,选择合理地掘进参数对控制地面沉降及成型隧道线型,保证施工质量,提高施工的效率至关重要。在盾构过超长空推段施工时,悬着合理地掘进速度及推力对控制盾构机姿态至关重要。 1)千斤顶推力F
确定推力需考虑以下因素: ①盾构机推进需克服的摩擦力 ②克服刀盘前的水土压力 ③掘进速度 ④管片的承受能力 ⑤控制掘进方向 ⑥最大扭矩
根据计算及施工经验,确定空推阶段是F=300~500t。 2)掘进速度
根据土质、扭矩、推力和土仓压力等综合确定,受土质影响最大。空推段一般v=50mm/min。
5.2.3 盾构掘进施工、管片选型及拼装
在确定了盾构掘进模式及参数后,专业工程师及时下达掘进指
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