盾構(gòu)法頂涵施工工藝
發(fā)布時(shí)間：2010/06/27 來(lái)源：揚(yáng)子工具集團(tuán) 瀏覽次數(shù):24106盾構(gòu)法頂涵施工工藝
“橋式盾構(gòu)法”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“盾構(gòu)法”）是一種較為先進(jìn)的頂涵施工方法，是在保留傳統(tǒng)頂涵施工，橋涵結(jié)構(gòu)路側(cè)預(yù)制工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)頂進(jìn)支護(hù)方法進(jìn)行了重大改革，將明挖開(kāi)槽改為地下暗挖盾構(gòu)支護(hù)，暗挖推進(jìn)減低了施工對(duì)行車(chē)的影響。
盾構(gòu)由鋼柱、鋼梁、盾殼、子盾構(gòu)、液壓推進(jìn)系統(tǒng)(頂涵千斤頂)、輔助機(jī)構(gòu)六大部分組成。裝配在第一節(jié)框架橋前端的盾構(gòu)，作為帶土頂進(jìn)時(shí)掘進(jìn)面與路基的施工支護(hù)，同時(shí)也擔(dān)負(fù)頂推導(dǎo)向。
根據(jù)不同地質(zhì)情況設(shè)計(jì)盾構(gòu)長(zhǎng)度以確保中心土天然支護(hù)作用是“橋式盾構(gòu)法”的關(guān)鍵。盾構(gòu)的橫向截面成簡(jiǎn)支梁橋形，其外廓尺寸與剛架橋外廓尺寸基本相同，“橋形”梁跨中滯后挖掘的大斷面土體（中心土）從盾構(gòu)入土直到出土前均保持1∶0.75坡比，并滯后子盾構(gòu)掘進(jìn)面一段距離開(kāi)挖，它與盾構(gòu)共同平衡周邊土壓，成為掘進(jìn)面的強(qiáng)大支護(hù)體系。
盾構(gòu)母體中的子盾構(gòu)由液壓系統(tǒng)控制，單臺(tái)組錯(cuò)開(kāi)推進(jìn)，擔(dān)負(fù)減阻板的牽引及掘進(jìn)面的小斷面化。增強(qiáng)了開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，被牽引的減阻板則將上部摩擦力分散。剛架橋推進(jìn)前順坡清除底板前方部分中心土體，盾構(gòu)母體隨剛架橋同步推進(jìn)時(shí)，子盾構(gòu)原推出部分被掘進(jìn)面土體阻擋與子構(gòu)箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，套回箱內(nèi)，完成一盾構(gòu)掘進(jìn)工作循環(huán)。
施工工序
施工方法及工藝要求
盾構(gòu)法頂涵施工，施工前期工作與普通施工方法相同主要為以下幾個(gè)方面：施工準(zhǔn)備、基坑開(kāi)挖及滑板制做、框架箱身預(yù)制、后座制做,下面主要就盾構(gòu)的安制、掘進(jìn)、監(jiān)測(cè)及線路防護(hù)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述：
（一）盾構(gòu)制安前要注意以下幾點(diǎn)
1、框架橋幾何尺寸修整
框架橋前端面為盾構(gòu)止推梁、柱推力傳遞面。其不平整度將影響止推梁及相關(guān)柱的受力狀態(tài)，不均衡受力可能造成盾構(gòu)變形與偏向推進(jìn)，影響安全和破壞盾構(gòu)的導(dǎo)向功能。所以在盾構(gòu)安裝前必需對(duì)剛架橋前端面進(jìn)行檢測(cè)、修整。同時(shí)也應(yīng)對(duì)剛架橋外廓幾何尺寸進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對(duì)跑模較嚴(yán)重部分進(jìn)行必要的修整來(lái)減低推進(jìn)阻力，剛架橋各表面的整體平整度還直接影響線路沉降控制的效果。為此：剛架橋邊墻不允許誤差>3cm，剛架橋頂面不允許誤差>1cm。其檢查方法可采用儀器與拉線，對(duì)凸出部位采取鑿底后再補(bǔ)平，對(duì)較底部位則先鑿毛再水泥砂漿補(bǔ)平。
2、剛架橋底部潤(rùn)滑層效果確認(rèn)及預(yù)頂
采用“橋式盾構(gòu)法”施工，框架推進(jìn)時(shí)增加了盾構(gòu)阻力，該狀況在框架初動(dòng)時(shí)會(huì)較明顯。盾構(gòu)安裝前必須預(yù)先將框架推動(dòng)相應(yīng)行程，以確認(rèn)滑板無(wú)粘連，可保證盾構(gòu)安裝后不因滑板粘連而又撤除。試頂方法為：使用油頂推動(dòng)框架橋，行程3cm。預(yù)頂也是后座保護(hù)措施之一。
（二）橋式盾構(gòu)制做安裝
1、盾構(gòu)墩柱底板基底處理
在確認(rèn)底板無(wú)粘連后，在路基邊坡下按框架橋軸線放出盾構(gòu)各墩柱底板開(kāi)槽邊線,開(kāi)挖槽寬1.5m,槽長(zhǎng)6.6m，槽深至框架底面下10cm。槽基底進(jìn)行硬化處理。硬化層坡度視現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖地質(zhì)狀況而定，硬化材料采用C20素混凝土，厚度平框架底。當(dāng)?shù)鼗休d力達(dá)180kPa以上時(shí)墩柱底板地基可不作硬化處理。
2、盾構(gòu)墩柱安裝
將墩柱底板放入基槽中與預(yù)先埋設(shè)于框架橋前端預(yù)埋托板平整焊接,焊縫為v30°坡口,焊接前應(yīng)復(fù)測(cè)底板坡度，并確認(rèn)滿(mǎn)足要求。施工人員充足時(shí)，所有墩柱可同步平行作業(yè)。以減少吊機(jī)臺(tái)班費(fèi)用。
墩柱下托梁按底板軸線平行等分安裝，下托梁與底板連接焊縫以受壓為主，剪應(yīng)力小，可采用每焊接10cm空20cm不焊的間斷焊，為防下托梁在焊接過(guò)程中發(fā)生偏斜應(yīng)采用兩側(cè)同步對(duì)稱(chēng)焊接。
立柱吊裝前，應(yīng)在預(yù)先搭設(shè)的工作平臺(tái)上采用鋼管腳手制做立柱定位架，在立柱安裝時(shí)起安全及臨時(shí)定位作用。將各條立柱的設(shè)計(jì)位置事前吊垂線標(biāo)記于下托梁及定位架上可極大程度提高墩柱安裝進(jìn)度與質(zhì)量。當(dāng)盾構(gòu)墩柱安裝基本就緒時(shí)，視情況對(duì)邊坡槽進(jìn)行簡(jiǎn)易支護(hù)以確保路基穩(wěn)定為原則。
墩柱上、下托梁安裝時(shí)必需注意：與線路斜交，盾構(gòu)墩柱托梁不在同一水平面上，其各托梁高差值為基坑滑板坡度換算可得，由盾構(gòu)設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)確定。
3、盾構(gòu)主梁安裝
橋式盾構(gòu)所用主梁在地面臨時(shí)平臺(tái)上精心制做，由于該主梁除上方負(fù)載外，還與盾構(gòu)頂板共同承擔(dān)框架橋推進(jìn)時(shí)的軸向力傳遞，因此，設(shè)計(jì)剛度較大。安裝時(shí)先測(cè)量標(biāo)記定位線于墩柱上托梁上，然后由起吊能力大的吊機(jī)分榀吊裝就位。其梁墊在測(cè)量人員配合指揮下安裝，各榀梁的頂面高度需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)配。
4、子盾構(gòu)箱體制做安裝
為加快制做速度與合理安排勞動(dòng)力，子構(gòu)箱從母構(gòu)體兩側(cè)做起向中間發(fā)展，合攏后按實(shí)際尺寸制作非標(biāo)型子盾構(gòu)。子構(gòu)箱下托板需在臨時(shí)設(shè)制的托架上調(diào)校后與第一榀盾構(gòu)主梁下托板進(jìn)行對(duì)接，其橫向受壓焊縫允許采用間距不大于30cm的雙面間斷焊，縱向受剪、受拉焊縫卻必需采用x60°坡口雙面滿(mǎn)焊以保證焊縫牢固度。便于總體吊裝的工地現(xiàn)場(chǎng)，子盾構(gòu)箱可在就近工作平臺(tái)上制做，采用機(jī)械整體吊裝。
子盾構(gòu)導(dǎo)向架各組件均在平臺(tái)上靠模中統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制做，安裝時(shí)采用定位裝置定位焊接，導(dǎo)梁滑道與子盾構(gòu)配合間隙設(shè)計(jì)為4mm，誤差允許±1mm，子盾構(gòu)箱制做完成后，將尚未編號(hào)子盾構(gòu)進(jìn)行試配，要求子盾構(gòu)裝入箱后無(wú)卡滯現(xiàn)象，空載時(shí)以人力可推動(dòng)為宜。裝配完成后進(jìn)行編號(hào)與滑道注油。
子盾構(gòu)箱底板厚20mm,蓋板厚16mm，板面靠前端均倒有上刃口，底板刃口為鏟除土體欠挖量用，箱蓋板刃口為防止減阻板卷曲之用，導(dǎo)向架用料I28B，要求材料平整無(wú)扭曲變形。
5、盾構(gòu)外殼制做安裝
盾構(gòu)外殼鋼板均采用16mm厚鋼板，其盾構(gòu)尾部長(zhǎng)30cm套在框架橋前端，作相互制約用。盾構(gòu)外殼安裝后其總寬值大于框架橋總寬約32mm，由此間隙來(lái)降低頂推過(guò)程中框架橋兩側(cè)與土體產(chǎn)生的摩擦阻力，并有效地減小兩側(cè)土體的摩擦位移現(xiàn)象。超寬造成的土損失在剛架橋頂推到位后進(jìn)行壓漿補(bǔ)空，也可在頂進(jìn)時(shí)壓注水泥漿，以避免路基出現(xiàn)沉降。
盾構(gòu)外殼頂面板采用16mm厚鋼板滿(mǎn)敷，左右兩邊與盾構(gòu)邊板焊接，頂板底面與主梁間梁撐焊接。安裝時(shí)高于框架橋4mm以留出頂面扁鐵焊接位置。頂板敷設(shè)后需對(duì)整體平面進(jìn)行檢測(cè)，不平整度高差應(yīng)小于3mm，如大于3mm則應(yīng)檢查調(diào)整。
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