双圆盾构穿越地铁车站的施工方法.pdf

一种双圆盾构穿越地铁车站施工工艺，属于建筑工程领域。首先，双圆盾构过站前期工艺，第二、双圆盾构穿越车站施工步骤：(1)在双圆盾构进洞口安装移动双圆盾构基座；(2)双圆盾构进洞座落在双圆盾构基座上；(3)将双圆盾构机与基座进行临时固定；(4)在双圆盾构机后部安装两台200吨千斤顶；(5)在车站底板预埋件上焊接后座；(6)将双圆盾构机与基座向前顶进3米；(7)回缩千斤顶；(8)在千斤顶与后座间放置支撑；(9)反复循环上述顶进步骤；(10)顶进双圆盾构机与基座到15米距离；(11)安装双圆盾构车架平台；(12)再进行下一次顶进并直至双圆盾构机到达另一端头井。本发明加快了工程建设速度和有效节约了工程成本，减少了设备的投入，施工方法简单，施工安全。

1、  一种双圆盾构穿越地铁车站的施工方法，其特征在于，具体如下：
首先，双圆盾构过站前期工艺，确认车站净空尺寸，车站底板预埋件放置，根据双圆盾构过站所需顶力要求以及所用支撑形式，在车站底板每间隔45米放置一处预埋件，复测车站两端洞圈的相对位置，确定双圆盾构过站后到达下区间段的出洞位置；
第二、双圆盾构穿越车站施工步骤：(1)在双圆盾构进洞口安装移动双圆盾构基座；(2)双圆盾构进洞座落在双圆盾构基座上；(3)将双圆盾构机与基座进行临时固定；(4)在双圆盾构机后部安装两台200吨千斤顶；(5)在车站底板预埋件上焊接后座；(6)将双圆盾构机与基座向前顶进3米；(7)回缩千斤顶；(8)在千斤顶与后座间放置支撑；(9)反复循环上述顶进步骤；(10)顶进双圆盾构机与基座到15米距离；(11)安装双圆盾构车架平台；(12)再进行下一次顶进并直至双圆盾构机到达另一端头井。

2、  根据权利要求1所述的双圆盾构穿越地铁车站的施工方法，其特征是，进一步限定如下：
①双圆盾构基座设计和加工必须满足双圆盾构机承载力要求，并且需确保基座滚轮在移动时必须灵活；
②顶进双圆盾构机所采用的后靠必须与预埋件焊接牢固；
③千斤顶和后靠间采用的每段短支撑间必须牢固连接，以满足稳定性要求；
④顶进时，左右两台千斤顶必须同步进行，防止基座偏斜；
⑤车架平台的搭设必须牢固并满足桁架稳定性要求。

3、  根据权利要求1所述的双圆盾构穿越地铁车站的施工方法，其特征是，在整个施工过程中，施工方法的具体控制：1)千斤顶作用面的稳定；2)Φ580钢支撑的整体性和稳定性；3)支撑后座的牢固；4)车架平台的搭设；5)基座下轨道定位及固定。

双圆盾构穿越地铁车站的施工方法
技术领域
本发明涉及的是一种双圆盾构的施工方法，特别是一种双圆盾构穿越地铁车站的施工方法，属于建筑工程领域。
背景技术
双圆盾构工法自1989年在日本广岛问世以来，随着城市市政建设和轨道交通的飞速发展，盾构施工工艺被广泛运用，由于其有效节约地下空间资源，减少对周边环境的影响、降低工程造价等独到的优势也逐渐在地铁、市政、能源等工程建设中得到广泛的应用，在对于连续两个或两个以上区间隧道采用同一台双圆盾构机掘进时，势必将面临双圆盾构机在完成第一个隧道区间后将由地铁车站一侧端头井搬运至车站另一侧端头井的复杂工序。通常此工作将采用盾构机由地铁车站一侧端头井分解吊出，再在车站另一侧端头井吊装下井组装的方法。此过程大体分盾构机内部管路及线路拆除；盾构主体结构拆解及运输；车架等配套设备拆解及运输；盾构分段吊入井下后，在井下重新组装，并在盾构基座上正确就位，由专业技术人员调试验收。但是存在以下一些不足和缺陷：双圆盾构机拆除安装需要专业的施工队伍完成，工程成本大大增加；双圆盾构机系统庞大，拆除、安装、调试需要的时间长，对工期影响大；③盾构机的吊装需要大型的吊装设备，施工安全系数低。
经对现有技术文献的检索，至今未发现有相同或者类似双圆盾构穿越地铁车站的施工方法的相关的公开的技术文献的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双圆盾构穿越地铁车站的全新施工方法。使其利用活动双圆盾构基座将双圆盾构连同双圆盾构基座一起顶进移动，由车站一侧端头井移动至另一侧的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的方法具体如下：
首先，双圆盾构过站前期工艺，确认车站净空尺寸，车站底板预埋件放置，根据双圆盾构过站所需顶力要求以及所用支撑形式，在车站底板每间隔45米放置一处预埋件，复测车站两端洞圈的相对位置，确定双圆盾构过站后到达下区间段的出洞位置。
第二、双圆盾构穿越车站施工步骤：
(1)在双圆盾构进洞口安装移动双圆盾构基座；(2)双圆盾构进洞座落在双圆盾构基座上；(3)将双圆盾构机与基座进行临时固定；(4)在双圆盾构机后部安装两台200吨千斤顶；(5)在车站底板预埋件上焊接后座；(6)将双圆盾构机与基座向前顶进3米；(7)回缩千斤顶；(8)在千斤顶与后座间放置支撑；(9)反复循环上述顶进步骤；(10)顶进双圆盾构机与基座到15米距离；(11)安装双圆盾构车架平台；(12)再进行下一次顶进并直至双圆盾构机到达另一端头井。
本发明进一步描述如下：
①双圆盾构基座设计和加工必须满足双圆盾构机承载力要求，并且需确保基座滚轮在移动时必须灵活；
②顶进双圆盾构机所采用的后靠必须与预埋件焊接牢固，防止顶进过程中发生受力失稳事故；
③千斤顶和后靠间采用的每段短支撑间必须牢固连接，以满足稳定性要求；
④顶进时，左右两台千斤顶必须同步进行，防止基座偏斜；
⑤车架平台的搭设必须牢固并满足桁架稳定性要求；
在整个施工过程中，施工方法的具体控制：1)千斤顶作用面的稳定；2)φ580钢支撑的整体性和稳定性；3)支撑后座的牢固；4)车架平台的搭设；5)基座下轨道定位及固定。
本发明与以往盾构机在进洞后全部拆除、吊出并于下一个出洞口吊装下井、安装相比，极大降低了工程成本；与采用其他工艺相比，采用此工艺进行盾构过站极大地加快了工期；采用此工艺可将盾构与车架整体过站，故无需进行盾构与车架的分离以及重新组装调试等作业，降低了对盾构设备的损耗，也为盾构出洞创造有利条件且节约了不少人力、物力、财力；采用工艺所需顶进设备简单，施工操作简便。
本发明适用于所有采用双圆盾构进行连续两个地铁区间隧道施工的工程。当然，要实施此双圆盾构过站工艺，必须在地铁车站结构形式的设计中满足双圆盾构过站的净空要求。本发明对于同类工况具有极强的实际应用价值，不但加快了工程建设速度和有效节约了工程成本，减少了设备的投入，施工方法简单，施工安全，为今后的同类工程开辟了一条新路。
具体实施方式
以某双圆盾构隧道工程为例，一台双圆盾构机需连续完成两个区间隧道的施工，两个区间隧道中间的车站长度为180米，为此，双圆盾构在完成第一条区间隧道后必须先实施穿越车站施工后方可进行下一个区间的隧道施工。
在整个双圆盾构过站施工过程中，主要以移动盾构基座为主要工具，采用千斤顶顶进原理，不断放置支撑作为千斤顶后靠以使盾构机向前移动。
在双圆盾构过站施工过程中，主要控制项目和内容如下：
1、千斤顶作用面的稳定
在双圆盾构机本体与车架同时过站的试顶进施工中，为保证两台千斤顶的同步协调施工，在两千斤顶的端部横向垫一根通长的30#工字钢，使两千斤顶的顶力保持在一个面内，增加千斤顶顶进的稳定性。
2、φ580钢支撑的整体性和稳定性
由于双圆盾构过站是长距离顶进作业，需要较长距离的支撑体系，其强度及稳定性直接关系到整个顶进过程的安全性及可行性。千斤顶后支撑体系采用φ580钢支撑(3m/根)。每顶进3m千斤顶收缩，并在30#工字钢后加装一根钢支撑。对两边钢支撑，每4米横向连一根槽钢并在连接处两侧拉两根槽钢焊接在钢支撑上；钢支撑每隔10米在其两侧车站底板上钻膨胀螺栓，再通过钢筋箍紧φ580钢支撑以防其上拱，同时在预埋件处，也焊接马鞍状固定架子以防φ580钢支撑的上拱，两边架子通过6寸泵管连成整体。
3、支撑后座的牢固
在顶进过程中，支撑体系的后座同样很重要。在车站底板施工阶段就必须在合适的位置预埋钢板，顶进前，先在预埋钢板上方焊接顶进后靠，后靠焊接必须牢固、稳定。
4、车架平台的搭设
由于车架轮子与车站底板有一定高差，因此要搭设供车架水平移动的平台。左、右车架沿铺设在平台上的轨道分别移动。
考虑到搭设平台的简易性，单边车架的平台搭设材料从下到上依次为：高1400mm的φ150mm钢管(也就是6″钢管)、20#轨枕，搭设高度为1600mm。
(1)钢管的铺设
钢管沿车架过站方向纵向排两列，因为车架轨道间距2438mm，所以两列钢管的间距2438mm。在垂直车架过站方向上，每隔1200mm摆一根钢管。
另外从钢管的稳定性考虑，钢管的底端焊接一块δ16mm的钢板，钢板大小20cm×20cm；沿车架过站方向在每列6″钢管离下端1/3处的位置拉一根1.5″钢管以保证平台的整体稳定性。
(2)20#轨枕地铺设
垂直车架过站方向每隔1200mm摆一根轨枕，其两头搁在钢管上。钢管和轨枕的连接形式采用焊接方式。
(3)24Kg/m轻型轨道的铺设
沿车架过站方向，轨枕两端铺设两根间距2438mm的车架行驶轨道，轨枕中间铺设两根间距813mm的电机车行驶轨道。轨道与轨枕通过压板和螺丝连接固定。
5、基座下轨道定位及固定
实际顶进作业中，将难以避免地存在垂直与双圆盾构移动方向的分力，该分力很可能造成基座及轨道的偏移甚至倾倒。因此，在双圆盾构过站作业开始之前，进行精确的复核测量及基座轨道放样工作。当基座轨道就位后，每隔4m架设一排固定拉杆将四根轨道固定为同一整体，并将一根轨道与车站底板进行限位固定，从而保证了基座轨道的精确就位与稳定。
在采用双圆盾构过站工艺的施工中，平均日顶进15米，共15天即完成了双圆盾构机穿越180米长地铁车站的施工任务。从顶进的实际情况来看，总顶力基本维持在100吨左右，顶进情况稳定。