地铁盾构负环混凝土管片拆除工法

地铁盾构区间组装及拆除负环混凝土管片施工工法

中铁九局集团有限公司

2008年1月18日

地铁盾构区间组装及拆除负环混凝土管片施工工法

中铁九局集团有限公司

一、前言

沈阳地铁一号线第五合同段区间隧道为盾构法施工。包括重工街站～启工街站区间、启工街站～保工街站区间两部分。盾构机需要先后在启工街站西侧、重工街站东侧、启工街站东侧、保工街站西侧进行始发掘进。盾构掘进提供反力系统包括反力架、负环钢管片、负环混凝土管片亦须先组装后拆除4次，施工工序繁琐作业时间长。在施工过程中，通过我们的设计比选形成了一套施工速度快且安全可靠的组装和拆除反力架、负环钢管片、负环混凝土管片的施工方法，保证了施工的顺利进行。在该工程完工后经对其施工技术完善总结形成工法。

二、工法特点

(一).设计的负环钢管片易装、拆，可以快速释放盾构推力纵向约束，加快负环管片拆除速度。

(二).减少了拆除负环对盾构施工所造成的影响，降低了施工成本，节约盾构施工工期。

(三).保护负环混凝土管片在拆除过程中不受到损害，整加负环管片循环使用次数。

三、适用范围

本工法适用范围较广，明挖地铁车站内盾构始发均可采用本工法，开天窗方式的负环管片拆除施工亦可参照。

四、工艺原理

（一）.反力架及负环钢管片设计

500

8530

6000螺栓

600

6600

1600

900

450400

7990

底板

中板

1500

1500

1500

1500

1000

6740

810

600

460

1320

反力架为钢结构，用来提供盾构始发时所需的反力，分为反力框架和后背支撑钢管两部分，主要由H 型截面钢梁、箱型截面钢柱和钢管焊接组成。根据车站始发井口的结构形式，反力架后背支撑钢管最好上下支撑在中板及底板上，以减少反力架上横梁变形量。

负环钢管片16个φ300mm 、δ12mm 、长300mm 无缝钢管组成。便于拆除负环作业时切割。反力架尺寸及效果图见图1、图2。

图1 反力架各部件尺寸 图2 反力架三维效果图 反力架受力及变形计算;

盾构始发时千斤顶反力经过负环管片、负环钢管片传递到反力架上。根据施工现场地质条件确定最大始发推力为1200吨，设1.5倍安全系数，按照1800吨进行检算反力架，结果如下。

其中反力架最大变形1.84mm

图3 反力架变形效果图

图4反力架应力效果图

（二）.负环管片吊装系统设计

负环管片吊装系统由两部分组成，上半部分吊起相邻2环管片的2块C型管片和4块B型管片，共4个吊点。吊环为M40×450mm，8.8级螺栓，吊环B型管片螺栓孔穿入，吊环用垫片及螺栓同管片拧紧，两环之间吊环用18槽钢

和18工字钢连接固定，形成稳定三角框架，详见图5。

图5 负环管片吊装系统上半部分尺寸及起吊示意图负环管片吊装系统下半部分吊起相邻2环管片的6块A型管片，同样为4个吊点。吊环为拼装管片用管片抓举头，吊环旋入管片螺纹拧紧后，两环之间吊环用18槽钢和18工字钢连接固定，形成稳定三角框架，详见图6。

图6

（三）.负环管片拼装方法设计

全部负环混凝土管片均采用通缝拼

装，且封顶块在最上方16点位置。管片

间涂抹润滑油脂，不安装密封胶条，只安

装传力衬垫。

按照图7尺寸采用10mm厚钢板制

作负环钢板，负环钢板同第－9环管片靠

反力架侧用管片螺栓拧紧固定。第－9环

管片在盾尾内拼装成环后，整体推出将负

环钢板同负环钢管管片焊接固定。图7 负环钢板分块示意图

五、施工工艺

（一）工艺流程

负环管片拆除施工工艺流程见图8。

(二)施工操作要点

1、拆除材料准备

制作吊环、电瓶车轨道架、准备拆除负环工字钢、槽钢、钢丝绳(D=65mm 的6×37钢丝绳)、2.5寸卸扣等配套材料。

2、拆除设备准备

32T龙门吊1台、10米长平板车2台以及气割设备、电焊设备、葫芦、千斤顶等工具。

3、拆除场地准备

平整顶板上准备存放拆除负环的场地，坑包处用枕木找平。并将始发井口处范围内的运输轨道、水管、注浆管路等拆除，防止吊装过程中破损。

4、安装1～11环管片纵向

5、将－9～0环管片的13

点和2点位置吊装孔打通，安

装上半部分的管片吊环并将吊

环同槽钢固定。

6、将管片抓举头旋入－

9～0环管片的5点和11点位

置吊装孔内，并通槽钢固定。

7、切割反力架钢管负环，

割除后正常推进1～2环，并派

专人测量盾构机推进过程中负

环管片是否移动，如果管片移动

则停止拆除。对已掘进管片进行

二次注浆加固。

8、盾构停机并清洗注浆管

及浆箱残余浆液，在浆箱内准备图8 负环管片拆除施工工艺流程图

好膨润土浆液。将4辆空渣车形成一个列车编组开进盾构后配套内，盾构停机

后每隔1～2小时推进3～4cm并出一部分土，以保持土压和防止螺旋机内砂土

堵塞。

9、焊接槽钢和工字钢框架，要求全缝焊接，焊缝高度6mm，其中吊环与

槽钢用螺栓紧固。

10、检查龙门吊、钢丝绳、吊具及其他准备工作，确认无误后拆除负环管