小直径竖井法盾构刀盘修复施工工法

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1、小直径竖井法盾构刀盘修复施工工法中铁十二局集团第二工程有限公司安宏斌李艳辉白云飞赵玮栋1．前言盾构在砂卵石、密实度较高的砂层及其他不良地层中施工很容易造成刀盘刀具的磨损，使盾构机掘进速度降低，甚至无法掘进，刀具的更换通常有常压开舱、带压开舱、地面加固后常压开舱等方法。刀盘的开挖直径磨损之后进行修复目前除了利用地面开挖常规竖井法施工之外没有其他安全方法，而开挖常规竖井的工期太长、成本太高，在施工中不断研究最终采用开挖一种微型竖井后在井内进行刀盘修复施工工法。实践证明，此工法在确保施工安全的前提下，能够高质、经济、快速的完成对盾构刀盘的修

2、复工作，经济效益和社会效益显著。2．工法特点2.1该工法修复刀盘具有施工安全、简单、快速、经济及环保等优点。2.2施工所需要的人员、设备及周转材料少，且均为通用的周转材料。2.3小直径竖井的受力结构好，承载力高，抗震能力强。2.4小直径竖井施工作业的条件较差，劳动强度大，施工中安全和质量特别重要。2.5刀盘前方有较大空间，便于更换刀具，提高刀具更换效率。3．适用范围本工法适应于盾构上方土体不稳，地面没有充足空间等情况下进行刀盘修复、换刀作业。在地面条件复杂，隧道埋深比较大（埋深超过20m以上）、地质条件比较差的情况下，运用此方法进行刀

3、盘修复时，必须慎重的考虑。4．工艺原理以刀盘位置为主要依据，将刀盘完全进入竖井净空范围，同时要确保竖井井壁放在盾构机的前盾盾壳之上，以确保进行刀盘修复时，作业人员的施工安全。小直径竖井先开挖至盾构刀盘中心线上方3.5m处，待盾构机到达指定位置停机后，再开挖至盾构刀盘中心线标高。在刀盘上方2m的竖井井壁外侧打设小导管对地层进行加固处理，确保小直径竖井在各种工况下的结构整体稳定性，保证刀盘检修作业的安全。105．施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工工艺流程见图5.1。测量放线、定位安设出土提升设备拼装护壁混凝土模板竖井土方开挖小直径竖

4、井验收施工准备浇注井口护筒混凝土设置桩口安全盖板安放护壁钢筋浇注护壁混凝土，养护拆除护壁混凝土模板竖井土方开挖至设计标高合格后开始刀盘修复作业设置安全软梯、安全带，布设通风、照明线路竖井施工辅助工序微型竖井施工过程图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备施工前要制定合理的质量管理措施。在施工平面图上应标明井位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施位置；指定施工工序检查程序；制定不良天气施工的技术措施。5.2.2换刀施工竖井技术参数的确定1、竖井位置的确定10在确定竖井位置时，以盾构机刀盘位置为主要依据，将盾构机刀盘完全放入竖井

5、净空范围，要确保竖井井壁放在盾构机的盾壳之上，以确保进行刀盘修复作业时施工人员的安全。2、竖井净空尺寸的确定首先考虑盾构刀盘宽度640mm(露出切口环)，桩护壁落在盾构前盾上160mm，刀盘前方预留出1000mm施工空间，即桩内径选用1800mm，护壁200mm。3、竖井深度的确定采用竖井进行刀盘修复时，一般竖井挖至刀盘的中心。5.2.3在计划竖井施工的位置，进行测量放样确定竖井的位置。5.2.4按现场实际情况，确定原材料堆场、机具棚等搭设工作。5.2.5竖井井口护筒施工砼井圈主筋按图示尺寸加工成圆环状，单面焊140mm,双面焊70m

6、m。砼井圈箍筋按井口外边缘间距200mm布置，砼井圈主筋保护层25mm。护壁竖向钢筋在井圈砼浇筑前预留。预留筋伸至井圈内锚固，弯钩外露。护壁上下节竖向钢筋互相钩结。井圈、护壁砼等级C25。井圈及护壁配筋图详见图5.2-1。图5.2-1井圈及护壁配筋图5.2.6挖取土方施工及浇筑护壁竖井采用钢筋混凝土护壁，护壁厚度150mm，混凝土采用C25，并且在混凝土中掺加适量早强剂。护壁钢筋主筋采用18Φ8（Ⅰ级），箍筋Φ8@200（Ⅰ级），主筋弯成弯钩，上下钩结形成整体（详见护壁配筋图5.2-2）。10图5.2-2护壁筒配筋示意图护壁是关系到施

7、工安全的关键工序，必须严格按设计要求及施工规范浇注每节护壁，保证每层护壁的壁厚、工作井尺寸及牢固性。土方施工每节开挖深度为1000mm左右，开挖面上口应以井圈内沿下挖，下口护壁外型尺寸呈"八"字形。每节应按护壁下口外沿尺寸作修边处理，成型后的上面成水平状，为装模灌注护壁作好准备。护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，必要时可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模因涨力而变形。不设水平支撑，以方便操作。每挖完一节以后要立即浇筑混凝土，混凝土采用人工现场拌制，人工

8、浇筑，人工捣实，砼强度为C25，坍落度控制在80～100mm，确保孔壁的稳定性。每节护壁做好以后，必须将井位十字轴线和标高设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投射，以半径尺杆检查井壁的垂直平整度。随之进行修整，