一种长大盾构隧道掘进与内衬结构同步施工的方法与流程

本技术涉及盾构施工，尤其涉及一种长大盾构隧道掘进与内衬结构同步施工的方法。

背景技术：

1、在跨江越海盾构隧道施工中，双层衬砌结构应用逐步增多，即预制钢筋混凝土管片衬砌和现浇钢筋混凝土内衬的双层结构。其中，预制钢筋混凝土管片作为初期支护承受地层荷载，现浇钢筋混凝土内衬则主要承担耐久性、防渗及辅助受力功能。传统工艺中，内衬施工通常在盾构掘进全线贯通后方可进行，导致隧道建设周期被显著拉长。因此，亟需实现盾构掘进与内衬结构的同步施工，以缩短工期、降低综合成本。

2、然而，现有盾构隧道掘进施工中开展同步内衬作业，存在以下问题：

3、其一，传统泥水盾构施工中，泥水环流的进浆管、排浆管、冷却水管及污水管均布设在管片壁上，该布置方式占据了内衬施工所需的作业面，导致内衬钢筋绑扎、模板台车就位等工序因管路阻挡而无法正常进行。

4、其二，传统隧道内衬钢筋施工采用洞内散筋绑扎模式，钢筋下料、弯曲、绑扎全流程依靠大量工人现场作业，单组内衬施工耗时长达24小时以上，难以匹配盾构连续掘进的节奏。

5、其三，盾构隧道掘进所需的通风管道同样布设在管片壁上，同步施工时内衬模板台车的移动与风管位置发生干涉，需频繁拆改风管方可让台车通过，导致通风中断，威胁掘进作业安全。

技术实现思路

1、本技术的目的是针对以上问题，提供一种长大盾构隧道掘进与内衬结构同步施工的方法，包括：

2、在盾构掘进过程中于隧道内拼装盾构管片形成衬砌结构，并于所述衬砌结构底部拼装箱涵；

3、于所述箱涵顶部设置泥水环流管路和电缆，同时于所述衬砌结构顶部活动悬挂通风管路；

4、运输钢筋笼至所述衬砌结构内，所述钢筋笼采用钢筋焊接制成；

5、于盾构掘进段后方布置安装台车和模板台车，并在所述安装台车和所述模板台车上设置贯通通道，使所述通风管路从所述贯通通道处穿过所述安装台车和所述模板台车；

6、移动所述安装台车至待施工区段，通过所述安装台车将所述钢筋笼拼装于所述衬砌结构内壁以形成内衬钢筋架，拼装完成后，沿盾构掘进方向继续拼装下一内衬钢筋架；

7、移动所述模板台车至拼装完成的内衬钢筋架处，通过所述模板台车在所述内衬钢筋架周围设置模板并对所述内衬钢筋架浇筑混凝土以形成分段内衬，浇筑完成后，沿盾构掘进方向继续施工下一分段内衬，直至完成内衬结构的施工。

8、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述泥水环流管路包括进浆管、排浆管、冷却水管和污水管，所述于所述箱涵顶部设置泥水环流管路和电缆包括：

9、通过所述箱涵顶部的预埋钢板将管路支架焊接在所述箱涵顶部；

10、于所述管路支架上设置所述进浆管、所述排浆管和所述电缆，于所述箱涵顶部位于所述管路支架靠近隧道中线一侧的位置设置所述冷却水管和所述污水管。

11、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述钢筋笼分为纵向钢筋笼、第一弧形钢筋笼和第二弧形钢筋笼，所述将所述钢筋笼拼装于所述衬砌结构内壁以形成内衬钢筋架，包括：

12、将两组所述纵向钢筋笼对称拼装在所述箱涵顶部的两端，形成两个纵向钢筋段；

13、将两组所述第一弧形钢筋笼对称拼装在所述衬砌结构的两侧内壁上，每组所述第一弧形钢筋笼分别与对应的所述纵向钢筋段固定；

14、将三组所述第二弧形钢筋笼拼装于两组所述第一弧形钢筋笼之间的衬砌结构内壁上，位于两侧的两组所述第二弧形钢筋笼分别与对应的所述第一弧形钢筋笼固定，位于中间的一组所述第二弧形钢筋笼分别与两侧的所述第二弧形钢筋笼固定，形成环向钢筋段，所述环向钢筋段和所述纵向钢筋段共同形成所述内衬钢筋架。

15、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述在所述内衬钢筋架周围设置模板并对所述内衬钢筋架浇筑混凝土以形成分段内衬，包括：

16、通过所述模板台车在两个所述纵向钢筋段周围设置模板，形成两个第一浇筑腔；

17、向两个所述第一浇筑腔内浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，形成两个纵梁段；

18、通过所述模板台车在所述环向钢筋段周围设置模板，形成第二浇筑腔；

19、向所述第二浇筑腔内浇筑混凝土，混凝土凝固后拆除模板，形成仰拱段，所述仰拱段和所述纵梁段共同形成所述分段内衬。

20、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述贯通通道内设有支撑管，所述支撑管顶部具有第一开口端，所述支撑管上设有多组导辊，多组所述导辊沿所述支撑管的轴向分布，每组多个所述导辊沿所述支撑管的周向分布于所述支撑管的内壁上。

21、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述使所述通风管路从所述贯通通道处穿过所述安装台车和所述模板台车，包括：

22、调节所述通风管路的悬挂高度，使所述通风管路从所述第一开口端进入所述支撑管内部，多个所述导辊支撑所述通风管路。

23、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述安装台车包括第一台车和第二台车，所述第一台车位于所述第二台车靠近盾构机的一侧，所述第一台车用于拼装所述纵向钢筋笼和所述第一弧形钢筋笼，所述第二台车用于拼装所述第二弧形钢筋笼。

24、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述盾构管片内预埋有接驳器，所述第一弧形钢筋笼和所述第二弧形钢筋笼通过所述接驳器与所述衬砌结构的内壁固定。

25、根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述第一弧形钢筋笼和所述第二弧形钢筋笼的环向端部均设有弯钩，相邻的所述第一弧形钢筋笼和所述第二弧形钢筋笼以及相邻的两个所述第二弧形钢筋笼之间通过各自的弯钩相互搭接，并在搭接处形成的插接孔中插入连接销固定。

26、与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术提供一种长大盾构隧道掘进与内衬结构同步施工的方法，包括：在盾构掘进过程中于隧道内拼装盾构管片形成衬砌结构，并于衬砌结构底部拼装箱涵；于箱涵顶部设置泥水环流管路和电缆，同时于衬砌结构顶部活动悬挂通风管路；运输钢筋笼至衬砌结构内，钢筋笼采用钢筋焊接制成；于盾构掘进段后方布置安装台车和模板台车，并在安装台车和模板台车上设置贯通通道，使通风管路从贯通通道处穿过安装台车和模板台车；移动安装台车至待施工区段，通过安装台车将钢筋笼拼装于衬砌结构内壁以形成内衬钢筋架，拼装完成后，沿盾构掘进方向继续拼装下一内衬钢筋架；移动模板台车至拼装完成的内衬钢筋架处，通过模板台车在内衬钢筋架段周围设置模板并对内衬钢筋架浇筑混凝土以形成分段内衬，浇筑完成后，沿盾构掘进方向继续施工下一分段内衬，直至完成内衬结构的施工；

27、通过将泥水环流管路和电缆设置于箱涵顶部，将通风管路活动悬挂于衬砌结构顶部，使衬砌结构内壁的空间被完全释放，由于衬砌结构内壁不再被管路和电缆占据，内衬施工所需的作业面得以腾出，钢筋笼拼装和台车就位等工序不再受管路阻挡，从根本上解决了因管路挂壁导致内衬作业无法同步开展的问题；

28、通过采用钢筋笼替代传统散筋绑扎，并利用安装台车将钢筋笼机械化拼装于衬砌结构的内壁，将原本依赖大量人工现场绑扎的工序预先完成，洞内仅需进行拼装作业，大幅缩减了内衬钢筋的施工时间，使内衬钢筋的施工效率能够匹配盾构连续掘进的节奏，解决了传统散筋绑扎模式难以满足同步施工进度要求的问题；

29、通过将通风管路活动悬挂于衬砌结构顶部，并在安装台车和模板台车上设置供通风管路穿过的贯通通道，使通风管路从台车中穿过而非绕行，台车移动时无需拆改通风管路，避免了因频繁拆改风管导致的通风中断风险，保障了掘进作业的持续通风安全。

30、应当理解的是，本技术中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。