[发明专利]一种地铁隧道工程中土压平衡盾构建压始发的施工方法

摘要

本发明提供了一种地铁隧道工程中土压平衡盾构建压始发的施工方法，该方法采用洞门延伸环配合橡胶帘布加折页压板以及弹簧钢板双密封装置进行保压，并且在始发试掘进时对始发环的仓内渣土进行置换。本发明的方法即可满足盾构始发在始发环开挖时通过对始发环的仓内渣土进行置换就能快速、正常建压达到土压平衡掘进的要求，又避免了直接破除洞门而产生的涌水、涌砂风险，减少施工工期和成本。此种盾构隧道建压始发施工方法避免了直接破除洞门而增加的风险，保证洞门的密闭性，实现快速建压掘进，既节约了成本又保证了盾构隧道的施工安全。

主权项

1.一种地铁隧道工程中土压平衡盾构建压始发的施工方法，其特征在于：该方法采用洞门延伸环配合橡胶帘布加折页压板以及弹簧钢板双密封装置进行保压，并且在始发试掘进时对始发环的仓内渣土进行置换；该方法包括以下步骤：步骤一，进行端头加固与降水：采用洞门上方120°范围内大管棚注浆和地面钻孔注浆的加固方式，管棚的长度为10～15m，布设降水井，始发前将水位降至隧道底1m以下；步骤二，进行始发托架的定位与安装：在洞门施工时，以实测的洞门圆心作为始发姿态的控制基准，半径大于等于800m的曲线段始发采取切线始发方式，半径小于800m的曲线段采取割线始发方式；其中：曲线段半径小于500m时，割线方向的约束条件为：盾构机盾尾离开托架后盾构机前姿态不超过隧道基准轴线50mm；当盾构机盾尾离开托架后盾构机前姿态未超过隧道基准轴线50mm时，保持割线方向；当盾构机盾尾离开托架后盾构机前姿态超过隧道基准轴线50mm时，调整割线方向，使得盾构机盾尾离开托架后盾构机前姿态与隧道基准轴线之间的距离为50mm；曲线段半径大于等于500m而小于800m之间时，割线方向的约束条件为：盾构机盾尾离开托架后割线与隧道基准轴之间的最大距离不超过50mm；当盾构机盾尾离开托架后割线与隧道基准轴之间的最大距离未超过50mm时，保持割线方向；当盾构机盾尾离开托架后割线与隧道基准轴之间的最大距离超过50mm时，调整割线方向，使得盾构机盾尾离开托架后割线与隧道基准轴之间的最大距离为50mm；步骤三，洞门密封装置的安装：车站施工时精确定位洞门钢环板，始发前要重新复测，侧墙关模前将钢环板与侧墙主筋连接；采用1m或0.5m长洞门延伸环及双密封装置进行保压，橡胶帘布加折页压板作为第一道密封安装在洞门延伸环外侧的钢环板上，安装橡胶帘布时，要将橡胶帘布平整的压在钢环板上，外侧压紧扇形压板；在延伸环内侧至洞门钢环板位置安装3mm厚弹簧钢板作为第二道密封，延伸环与双密封装置安装完成后，使用20cm×20cm海绵条贴在两道密封之间，同时当盾构机刀盘顶住掌子面后，使用盾构机油脂泵从延伸环预留孔注入盾尾油脂，填满两道密封间的空隙；步骤四，反力架定位与安装：反力架的定位时使得盾尾的圆心与反力架的圆心重合；安装顺序为先定位好反力架底座，安装螺栓之后再安装立柱和上部横梁；车站施工时提前预埋立柱和斜撑的底板钢板，钢板下方焊接锚固钢筋；步骤五，负环管片安装：安装负环之前在盾壳下部设置不小于盾尾间隙的方木或型钢，负环管片后移时，每组推进油缸的行程差小于10mm；步骤六，始发试掘进：逐步建立土仓压力；在原状土掘进至始发环期间，进行仓内渣土的置换，将含有大漂卵石和桩体残渣的渣土更换为泥浆，在换仓位置地面进行打孔排查并注浆，仓内渣土置换之后即可进行正常的掘进模式；步骤六中，进入原状土掘进前400mm不出土，若实际行程未到达400mm而总推力高于800t且刀盘扭矩高于3000kN·m时开始出土，出土时的掘进速度控制在30～50mm/min；步骤六中，始发试掘进过程中，同时还进行渣土改良，渣土改良的约束条件为膨润土泥浆用量6～8m3/h，泡沫用量150～200L/环，发泡倍率10～12倍。