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1、浅谈盾构吊出井内管片拼装的设计与施工摘 要:本文以广州地铁三号线赤岗塔～客村站盾构区间盾构吊出井为例,介绍了盾构井内盾构管片拼装的设计、施工、拼装过程中出现的问题及处理方法。关键词:吊出井;盾构管片;拼装;设计与施工1前言盾构吊出井的隧道主体一般采用明洞结构现浇混凝土完成,赤～客盾构吊出井由于工期紧,为满足工期要求,采用地面拼装成环盾构管片,再下吊至盾构井轨面高度与原盾构管片对接。本文以实际工程为例,对这种工法的设计、施工及施工中出现问题与解决方法作了介绍。2工程概况2.1工程概况广州市轨道交通三号线赤岗塔站～客村站
2、区间采用盾构法施工,原设计由客村站吊出,但由于地铁通车的时间要求,为不影响客村站机电安装、封板等工作,现在客村站前增加盾构吊出井用于盾构机吊出,同时由于时间紧,考虑将吊出井内隧道主体采用整环盾构管片拼装。由于场地限制,吊出井平面尺寸(内净空)为8.5×8.5米,深度约26米。竖井西侧距离40ｍ处有一9层框架结构,竖井安全等级为一级,基坑重要性系数1.1。2.2地质及水文概况隧道洞身穿越地层以<7>,<8>强-中风化砂岩、含砾砂岩为主。棕红夹灰白色,砂状、砾状结构,中～厚层状构造,铁泥质胶结,含
3、约20～60%的砾石,砾石成份为花岗岩、砂岩碎屑,磨圆度一般,分选性较差,最大粒径约5ｃｍ。风化裂隙较发育,裂隙面见浸染锈斑,可见一组节理,倾角约80度,偶见近直立节理,岩石较硬。岩芯以柱状为主,局部为碎块～柱状。围岩级别为Ⅲ级,局部Ⅳ级,承载力为800Ｋｐａ。<7>,<8>是基岩强风化、中等风化带,岩性为泥岩、砾岩、含砾砂岩等,透水层差,仅裂隙中含少量裂隙水,为弱含水层,Ｋ=0.024～0.65ｍ/ｄ,可视为相对含水层。故本段富水性弱。2.3工程特点和难点地铁盾构井隧道主体一般采用明洞结构现
4、浇模筑混凝土,由于时间紧,本工程利用吊出井吊出盾构机后,再直接下吊在地面拼装好的整环盾构管片,与原盾构管片纵向对接连接成隧道主体。存在的难点主要有:①竖井深度大(26米),需严格控制250吨吊机在吊出盾构机前体(102吨)时的地面沉降及周边建筑物变形;②整环盾构管片纵向连接安装时螺栓定位对接困难。③盾构洞门钢环板的预埋,由于盾构管片最后一环还没有到达洞口位置,洞门钢环板需破除竖井壁,向盾构隧道一侧暗挖350ｍｍ距离后安装,有一定的施工难度。3设计及施工技术措施33.1结构设计竖井井身采用喷射混凝土与锚杆、钢筋网、格栅
5、钢架联合支护,竖井井身喷砼厚度通过计算在不同深度范围分别采用500及550ｍｍ两种厚度,满足要求。锁口圈下土层和隧洞范围局部全风化夹层辅以Φ42注浆管进行注浆。考虑到250吨吊机起吊重和地面沉降的控制要求,对锁口圈进行了加强设计,竖井锁口圈的地面超载按:盾构吊出井的两侧为100ＫＮ/ｍ2(考虑吊机及起吊的盾构及重),其余按30ＫＮ/ｍ2计。锁口圈考虑结构自重、井身自重及超载,按弹性地基梁计算,计算模型如下:3.2管片拼装后横断面管片拼装前需在底板预制Ｖ形槽,槽内侧预埋钢板。1)在地面铺垫枕木,在枕木上安装管片,安装平
6、台尽可能保证平整,横向螺栓的拧紧分两次进行。2)整环安装后拧紧全部横向螺栓,用预制的半圆形槽钢组成圆箍抱住管片两端,用葫芦收紧后用钢板焊接牢靠。同时将中上部的3个管片吊装孔打穿,做一"Ｔ"形钢架插到吊装孔里,"Ｔ"形钢架两端与管片两端圆箍焊接。3）地面慢慢吊起并翻身,第一环管片先吊至竖井的最北端,用液压千斤顶将第一环与隧道最后一环贴紧,在管片内两侧用葫芦拉管片吊装头将两环管片拉紧,管片外将管片两端圆箍与底板预制Ｖ形槽的预埋钢板焊牢。4)同样吊第二环管片,用液压千斤顶将第二环与第一环贴着,然后利用150ｔ吊车
7、吊单侧一转动对准纵向螺栓孔,通过液压千斤顶将纵向螺栓上紧,并将管片两端圆箍与底板预制Ｖ形槽的预埋钢板焊牢。5)同第二环管片的安装方法一样安装第三、第四环管片的安装。6)当吊装剩下最后两环时,先将第六环管片吊下,并用千斤顶将其推到客村站洞内。7)吊下第五环管片,同样方法先将第六环与第五环管片的纵向螺栓上紧。在用千斤顶将两环管片整体向盾构隧道一侧移动直到贴着第四环,然后利用150ｔ吊车吊第五环管片单侧以转动对准纵向螺栓孔,通过液压千斤顶将纵向螺栓上紧,并将管片两端圆箍与底板预制Ｖ形槽的预埋钢板焊接牢靠。3.4结构防水本工
8、程结构防水等级为二级防水,按"以防为主,多道防线,刚柔结合,综合治理"的原则进行。由于Ｖ形槽及管片外包槽钢圆箍与预埋钢板的焊接影响,外包ＰＶＣ板难以达到实施。采取主要防水措施:以盾构管片结构混凝土的自防水和外涂防水涂料为主,纵向管片接缝处外包自粘性防水材料进行加强防水处理。管片拼装好以后在超过管片端部600ｍｍ高度范围回填素砼,防止在防水层背后
