一种矿山法隧道内盾构空推及始发的施工方法与流程

1.本发明涉及一种城市轨道的施工方法，特别是一种矿山法隧道内盾构空推及始发的施工方法。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的迅猛推进，轨道交通日益成为解决城市交通拥堵的有效和主要途径之一，近些年来盾构施工在城市轨道交通建设已经逐步成为安全、快速的手段。盾构始发、到达、过站等施工技术日趋成熟，但采用盾构空推法通过二衬已成型的狭小暗挖隧道、并在隧道内始发的施工方法并不常见。且现有的施工方法较繁琐，施工难度大，施工周期长，也不环保。为有效解决盾构空推过暗挖等狭小空间施工中所面临的空间小、施工难度大等一系列问题，发明一种既简捷，快速又安全环保的施工方法意义重大。


技术实现要素：

3.本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种矿山法隧道内盾构空推及始发的施工方法，该方法施工简便，可以减少环境污染，能够缩短施工周期。
4.本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种矿山法隧道内盾构空推及始发的施工方法，采用以下步骤：1)在暗挖隧道的二次衬砌结构施工时，在暗挖隧道拱顶沿长度方向设置多块均匀布置的预埋钢板；2)在盾构机空推前，在暗挖隧道拱底两侧各安装一根与盾构托架滑轨一一对应的空推滑轨；在盾尾处设置固定在车站底板上初始反力牛腿；3)实施空推，在初始反力牛腿的前方、在盾构托架滑轨和空推滑轨上逐块通缝拼装空推管片，盾构机下部推进油缸以空推管片的前端面为支撑，向前顶推盾体，直至负环拼装位置处；在空推管片脱出盾尾后，采用木楔和木墩将其稳定在暗挖隧道内；4)将盾构机及其配套设备沿空推滑轨推进至设定位置处，然后将盾尾的空推管片吊离；5)设置固定在暗挖隧道上的、与盾构推进油缸一一对应的反力牛腿；6)逐环拼装负环管片实施始发，在拼装最后一环负环管片前，在空推滑轨上设置位于刀盘前方的挡块；在最后一环负环管片与反力牛腿连接完成后，在暗挖隧道上砌筑环形封堵墙封堵最后一环负环管片与暗挖隧道之间的间隙，在环形封堵墙上预埋沿环向均布的多个带注浆管的注浆球阀，在环形封堵墙上预留吹填窗口；在始发掘进时，在负环管片与暗挖隧道之间的环形空间内填充用于增加盾体摩擦力的豆粒石；在每环负环管片脱出盾尾前通过预留吹填窗口向管片背后吹填用于支撑脱出管片的豆粒石；7)在始发完成后，在暗挖隧道拱顶预埋钢板上安装吊环；在盾构施工完成后，利用吊环拆除空推管片、负环管片和空推滑轨。
5.所述步骤6)，位于盾体下部的用于增加盾体摩擦力的豆粒石在盾构机空推前提前预铺。
6.所述步骤6)，所述注浆球阀相隔不大于60
°
。
7.所述步骤1)，暗挖隧道拱顶预埋钢板的间距不大于5米。
8.本发明具有的优点和积极效果是：盾构机进入暗挖法隧道前，采用在暗挖隧道二
衬上设置空推滑轨后，然后再在其上采用通缝拼装空推管片为盾构机前进提供反力，利用盾构机下部推进油缸向前顶推盾体，直至负环拼装位置处；盾构机到达设定位置后，在暗挖隧道衬砌上安装反力牛腿，为盾构机在暗挖隧道内始发提供反力，在盾体与暗挖隧道间的空隙中填充豆粒石增强盾体的稳定性，在盾尾砌筑封堵墙防止渗漏水，完成盾构始发，盾构隧道贯通后利用暗挖隧道顶部预埋上的吊环拆除空推使用的空推管片和空推滑轨，可以减少对环境的污染。本发明解决了狭小空间内盾构快速空推并进行始发所面临的施工技术难度大、安全风险高等一系列难题，大大提高了暗挖隧道内空推及始发施工效率，所用辅助材料及工具可重复使用，既节约了成本，又减少了对环境的污染，同时还能够加快施工进度，保障施工安全。
附图说明
9.图1为本发明步骤1-2)的示意图；
10.图2为本发明步骤3)的示意图；
11.图3为本发明步骤5-6)的示意图；
12.图4为图3的横截面示意图。
13.图中：1、初支结构；2、二次衬砌结构；3、预埋钢板；4、空推滑轨；5、预埋钢板；6、盾体；7、空推管片；8、推进油缸；9、初始反力牛腿；10、预埋钢板；11、负环管片；12、吊环；13、预埋钢板；14、始发反力牛腿；15、木墩；16、环形封堵墙；17、豆粒石；18、木楔。
具体实施方式
14.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
15.请参阅图1～图4，一种矿山法隧道内盾构空推及始发的施工方法，采用以下步骤：
16.1)在暗挖隧道的初支结构1施工完成后，在二次衬砌结构2施工时，在暗挖隧道拱顶沿长度方向设置多块均匀布置的预埋钢板5，用于安装吊环12。
17.2)在盾构机空推前，在暗挖隧道拱底两侧各安装一根与盾构托架滑轨一一对应的空推滑轨4，在盾尾处设置固定在车站底板上初始反力牛腿9。
18.空推滑轨4是盾构机盾体的行走轨道，为了固定空推滑轨4，需要提前设置预埋钢板3，空推滑轨4与预埋钢板3固接。初始反力牛腿9是盾构机空推的初始反力结构，为了固定初始反力牛腿9，需要提前设置预埋钢板10，初始反力牛腿9与预埋钢板10固接。
19.3)实施空推
20.在初始反力牛腿9的前方、在盾构托架滑轨和空推滑轨4上逐块通缝拼装空推管片7，盾构机下部推进油缸8以空推管片7的前端面为支撑，向前顶推盾体6，直至负环拼装位置处；在空推管片7脱出盾尾后，采用木楔18和木墩15将其稳定在暗挖隧道内。关于对脱出盾尾空推管片7进行稳定的更加具体的说明如下，空推管片7脱出尾盾后，及时在管片与暗挖法隧道两侧之间的缝隙处，安装上木楔18。此外，在管片前部和后部各安装两个木墩15，用来垫实管片与暗挖隧道二衬之间的空隙，以保持管片的稳定性。
21.4)将盾构机及其配套设备沿空推滑轨4推进至设定位置处，然后将盾尾的空推管片4吊离，具体讲，将盾构机主机与后配套沿空推滑轨4推进至盾尾末端距离始发反力牛腿
预埋钢板13设定位置处，然后将盾尾的两块空推管片7用拼装机吊移出盾尾。
22.5)设置固定在暗挖隧道上的、与盾构推进油缸一一对应的反力牛腿14。具体讲，在隧道底部、顶部和两侧安装反力牛腿14，反力牛腿14位置与盾构机各组推进油缸8对应，并精确定位。
23.6)逐环拼装负环管片11实施始发
24.在拼装最后一环负环管片11前，在空推滑轨4上设置位于刀盘前方的挡块，防止盾体6前移，保证顶推管片时盾体的稳定。
25.在最后一环负环管片与始发反力牛腿14连接完成后，在暗挖隧道上砌筑环形封堵墙16封堵最后一环负环管片与暗挖隧道之间的间隙，在环形封堵墙16上预埋沿环向均布的多个带注浆管的注浆球阀；在环形封堵墙16上预留吹填窗口。原因在于，盾构机在矿山法隧道始发不同于常规车站始发，为了防止盾构机始发破门后地层的水涌入隧道，在最后一环负环管片与反力牛腿连接固定完毕后对最后一环负环管片与矿山法隧道之间的间隙俗称“洞门”的部位，需用砂浆砖砌封堵，并沿环向每隔不大于60
°
预埋注浆球阀，注浆球阀带注浆管，用于盾构始发后负环管片11背后回填注浆。并且还要在环形封堵墙16上预留吹填窗口，用于后序豆粒石的吹填。
26.在始发掘进时，在负环管片11与暗挖隧道之间的环形空间内填充用于增加盾体摩擦力的豆粒石17，以增大盾构机刀盘旋转时盾体的摩擦力，减小盾体扭转，盾体下部的豆粒石在盾构机空推前提前预铺，便于施工；在每环负环管片11脱出盾尾前通过环形封堵墙16上的预留吹填窗口向负环管片背后吹填用于支撑脱出负环管片的豆粒石17，以防止管片脱出盾尾后由于自重而下沉。二次填充的豆粒石能够作为管片的有效支撑，确保始发段负环管片的标高符合设计要求，完成盾构在矿山法隧道内的空推及始发。
27.7)在始发完成后，在暗挖隧道拱顶预埋钢板5上安装吊环12；在盾构施工完成后，利用吊环12拆除空推管片7、负环管片11和空推滑轨4。吊环12的间距不大于5米，以保证管片拆除方便，因此，暗挖隧道拱顶预埋钢板5的间距不大于5米。
28.尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。