暗挖车站风道式盾构转场施工技术
2011-04-02 04:22
暗挖车站风道式盾构转场施工技术
【摘 要】沈阳地铁一号线沈阳站站~南京街站区间盾构工程为避免干扰交通,采用了暗挖车站风道式转场的施工方式。该转场施工方式为国内首例,避免了对城市繁华地段主干道路交通的干扰,已充分显示出其优越性,取得了良好的社会效益。
【关键词】暗挖车站;盾构转场;风道式;盾构法
沈阳地铁一号线第九标段沈阳站站~南京街站盾构区间,左线全长778. 836m,右线全长778.820m。其中,沈阳站站为暗挖法车站,南京街站为盖挖法车站。区间盾构机从南京街站1号风道下井、始发,沿中华路掘进区间隧道至沈阳站站;然后从沈阳站站3号风道内解体、吊出。
1、施工工艺流程
施工过程模拟→钢板铺设→洞门围护桩凿除→盾构基座安装→盾构机接收→盾构机主机转场→轨道铺设及托架安装→后配套车架转场
2、施工操作要点
2. 1 施工过程模拟
在盾构转场施工开始前,根据沈阳站站和盾构机施工图设计,筹划盾构转场的先后次序和各个环节的细节。再将车站、盾构机、基座、轨道、移动托架、钢板等按相应的比例在AutoCAD软件中绘制成形,模拟盾构机在车站内的转场过程,并对整个模拟过程的可行性进行深入研究分析,确定施工方便、快捷且经济的最佳施工方式和施工路线。
2. 2 钢板铺设
(1)根据车站端头盾构井的平面净空尺寸和盾构转场施工路线,设计钢板铺设范围。
(2)在盾构井底板上铺设一层10mm厚的粗砂找平层。
(3)利用吊车将钢板吊至井下,再利用卷扬机移至铺设位置。
(4)将相邻钢板间进行间断焊接,并用角磨机打磨平整。
2. 3 洞门围护桩凿除
(1)待盾构机鱼尾刀推至围护桩后,盾构机停机,开始围护桩凿除施工。
(2)在洞门围护桩凿除前,确认土体加固效果,保证地下水位降至车站底板以下。
(3)在洞门前搭设三层脚手架,脚手架上铺设方便施工的木板。
(4)洞门围护桩凿除采用人工高压风镐,按照由下到上、从左到右的施工顺序进行。
(5)凿除洞门围护桩桩身表面的喷射混凝土。
(6)凿除洞门围护桩上下两端长约300mm的混凝土,并切除临空面半圈钢筋,保留盾构机侧的半圈钢筋。
(7)待所有围护桩上下两端混凝土和临空面钢筋拆除完毕后,拆除脚手架。
(8)在每一根围护桩凿除部位盾构机侧的半圈剩余钢筋切除后,立即用卷扬机将这根围护桩移除。
(9)依照上述方式,将其余围护桩移除。
(10)确认洞门范围内无残留围护桩桩头和钢筋头。
(11)将洞口范围内的钢筋、混凝土、残土等异物清理干净。
2. 4 盾构基座安装
(1)待洞口范围内的残渣清理完毕后,开始安装盾构基座。
(2)根据盾构机主机各分块尺寸和解体转场方式,通过测量放线,在盾构机接收位置的底板上定出盾构基座边线和轴线的具体位置。
(3)利用吊车将盾构基座分体吊至盾构井的底板上,用卷扬机移至盾构机接收位置,用高强螺栓连接成整体。
(4)在基座底部两侧对称焊接两道宽400mm、厚20mm的钢板,并在盾构井底板上的钢板与基座底部的钢板间涂满黄油。
2. 5 盾构机接收
(1)待盾构基座基本就位后,开始盾构机接收。
(2)在盾构机推出车站端墙外1. 0m后,根据盾构机主机姿态,调整盾构基座在盾构井底板上的边线和轴线的具体位置。
(3)将盾构基座前端与车站标准段间用6根200mm×200mm的H型钢固定,防止盾构基座前移。
(4)在盾构基座两侧的盾构井底板上紧邻基座沿竖向各焊接两块长400mm、宽200mm、厚20mm的钢板,防止盾构基座左右移动。
(5)在盾构机逐渐步入基座的过程中,用6道槽钢拉紧联系条拉紧洞口10环管片。
(6)待盾构机步入基座后,用环形钢板与洞口钢环和洞口管片上的钢板进行焊接,封堵住管片与洞口钢环间的间隙,并对管片背后进行足量注浆。
2. 6 盾构机主机转场
(1)根据AutoCAD软件模拟确定的最佳施工路线,通过测量放线定出接收车站盾构井内盾构机旋转、平移路线的关键控制点。
(2)根据接收车站场地情况、盾构机各分块尺寸和重量,确定盾构机解体方式、吊装方法和吊车站位。
(3)待盾构机停机后,切断风、水、电,拆除盾构机后配套车架与主机间的管线路连接。
(4)利用手拉葫芦、卷扬机拆除单轨梁、牵引量、皮带机架子前端、后张台、螺旋输送机等机械部件。
(5)根据盾构机主机分块尺寸和重量,焊接定位块,利用定位销固定,并按设计的分块尺寸切割盾构机。
(6)将盾尾与C环切割,分离盾尾与C环下的基座,为防止盾尾倾覆,将其两侧与基座间各利用两块长400mm、宽200mm、厚20mm的钢板焊接固定,然后,以焊接在盾构井底板钢板上的H型钢提供反力,利用液压泵站为动力,沿模拟路线旋转、平移至接收车站风道吊装口,盾尾在站内的旋转、平移如图1所示。
(7)在盾尾上半部和下半部内设置支撑并焊接、固定,确保盾尾不会发生变形后,利用220t吊车先后吊出,通过轴线车运至维修基地。
(8)将盾构机主机其余部分,以焊接在盾构井底板钢板上的H型钢提供反力,利用液压泵站为动力,沿模拟路线旋转、平移至接收车站风道吊装口,盾构机前半部分在站内的旋转、平移如图2所示。
(9)在手拉葫芦的配合下,利用50t吊车将推进千斤顶逐个拆除、吊出,通过轴线车运至维修基地。
(10)利用500t吊车将管片拼装机、C环、刀盘、B环及A环逐个吊出地面后,在220t吊车的配合下进行翻转,然后通过轴线车运至维修基地。
2. 7 轨道铺设及托架安装
(1)根据盾构机后配套车架长度、管片车轮距和接收车站盾构井平面净空尺寸,在盾构井底板的钢板上铺设两辆管片车行驶轨道。
(2)根据盾构机后配套车架的轮距和出洞位置的轨面标高,确定后配套车架的移动托架高度和行驶轨道的铺设位置。
(3)利用吊车将两辆管片车吊至轨道上,并将H型钢制作的托架自风道吊装口对称放置在两辆管片车上,与管片车焊接固定,制作成移动托架。
2. 8 后配套车架转场
(1)将移动托架沿轨道移至盾构机接收洞口位置并固定。
(2)利用手拉葫芦和卷扬机将单轨梁、牵引梁、皮带机架子前端、后张台、螺旋输送机等机械部件分次移至移动托架上,沿移动托架行驶轨道依次移至风道吊装口,利用80t的吊车吊出,通过轴线车运至维修基地。
(3)在后配套车架移至洞口前,将移动托架上方与隧道内的后配套车架行驶轨道对接,然后利用轨道夹板连接、固定。
(4)拆除后配套车架间的管线路和机械部件连接。
(5)利用卷扬机将第一节后配套车架沿贯通的隧道移至接收车站盾构井内的移动托架上,用手拉葫芦将后配套车架和移动托架拉紧、固定。
(6)拆除移动托架上方与隧道内的后配套车架行驶轨道的连接。
(7)通过卷扬机将后配套车架沿移动托架行驶轨道移至风道吊装口,利用80t的吊车吊出,通过轴线车运至维修基地。
(8)依照上述方式,按由前向后的顺序,将后配套车架逐节移至风道吊装口,利用80t的吊车吊出,通过轴线车运至维修基地。后配套车架的井下转场移位如图3所示。
3、结论
结合沈阳地铁一号线沈阳站站~南京街站区间盾构接收车站的实际情况,盾构机主机采用了站内盾壳提前解体技术,盾构机后配套车架采用了双层垂直交叉轨道平移技术,提高了施工效率,加快了工程施工进度,并通过AutoCAD软件模拟,确定了最佳的施工路线。在施工过程中,通过严格控制施工工艺和操作要点,总结出了一套暗挖车站风道式盾构转场施工技术。该转场施工方式为国内首例,避免了对于城市繁华地段主干道路交通的干扰,已充分显示出其无可比拟的优越性,取得了良好的社会效益。
参考文献
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