一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法与流程

本发明涉及盾构施工，具体涉及一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法。

背景技术：

1、目前在盾构始发过程中，通常需要在盾体后方设置反力架，盾构始发反力架装置一般由内八边形门框结构，通常是由型钢制作，在八边形门框结构反方向安装钢管支撑，其安装在盾构工作井内，为盾构始发期间掘进提供反作用力。

2、但是传统型钢反力架在大直径的盾构始发过程中存在以下问题：相较于小直径盾构，大直径盾构过程需要的反力架更大，结构非常复杂，拆装难度高且节点精度要求高，不同直径盾构不能够循环利用，使用成本较高；传统型钢反力架吊装重量大且安全风险高，至少需要4人在10m高空进行焊接作业，临边防护不到位极有可能造成群死群伤；传统型钢反力架施工工序繁杂，焊接工作量大，耗费时间一般超过2周，极有可能延误工期。因此考虑需要简化施工，降低施工难度，减少投入成本，避免施工风险，减少施工时间，继而使得盾构始发施工更加高效安全；鉴于此，我们提出一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述背景技术中提到的不足，提供一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

4、步骤一，始发工作井加固：始发工作井外侧不低于5m范围内，且始发工作井底部不低于5m范围内高压旋喷注入混凝土加固，不低于28天后对旋喷混凝土垂直取芯；

5、步骤二，始发工作井开挖并施做始发基座：待待芯样抗压强度不低于1.2mpa、渗透系数应不小于1×10-7cm/s时开挖始发工作井，在始发工作井底部浇筑钢筋混凝土结构的始发基座，始发基座上安装有用于为盾构机提供滑行的钢轨；

6、步骤三，开挖圆弧断面结构：施工圆弧断面结构，设置圆弧断面结构内直径为12.1±0.1m，厚度为0.8±0.02m；

7、在圆弧断面结构上预埋用于对应安装负环管片的第一环形钢板，设置第一环形钢板厚度为30±2mm，宽度为600±5mm，沿第一环形钢板拼装负环管片；

8、步骤四，吊装组装盾构机：将盾构机在工作井内组装，吊装盾构机至始发基座的钢轨上，进行组装调试；

9、步骤五，钢炮撑反力系统施工：沿第一环形钢板均匀分布设置多个钢炮撑用于取代传统型钢反力架，钢炮撑一端通过第一环形钢板与圆弧断面结构焊接相连，另一端安装20±2mm厚、500±5mm宽的第二环形钢板与负环管片焊接；

10、步骤六，洞门破除：使用风镐对洞门作粉碎性分层凿除处理；

11、步骤七，始发推进：盾构机向前掘进。

12、优选的，所述第一环形钢板上焊接l型钢筋用于与所述圆弧断面结构之间锚固连接，设置l型钢筋与所述第一环形钢板之间采用双面搭接焊100±5mm。

13、优选的，所述l型钢筋沿所述第一环形钢板环向呈2.5°分布设置。

14、优选的，所述负环管片设置有8-10环。

15、优选的，所述第二环形钢板通过锚筋与所述负环管片连接，设置所述锚筋长度300±5mm且环形设置两排。

16、优选的，所述锚筋沿所述第二环形钢板环向呈1.4°分布设置。

17、优选的，所述钢炮撑设有36个，且所述钢炮撑安装位置与所述负环管片连接缝相互错位间距不小于5cm。

18、优选的，所述洞门自上而下、自左向右依序设有16块凿除区域，凿除区域至少分两次依序凿除。

19、优选的，所述始发基座包括设有钢轨的基底座，以及设置在基底座左右侧对称设置的侧基座，侧基座分别预埋200×200mm用于安装所述钢轨的h型钢。

20、优选的，所述钢炮撑的长度范围介于1993-2287mm，且至少设有四个安装有轴力计且均匀分布设置的所述钢炮撑，所述轴力计用于监测受力情况。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、该钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其通过圆弧断面结构协同配合钢炮撑结构形成钢炮撑反力系统，能够代替传统型钢反力架施工，其结构型式简单，拆装施工便捷，可以适用于不同直径的大盾构工程，大幅降低成本低；该钢炮撑反力系统不需使用大型履带吊吊装，高空作业少，安全风险得到有效控制；该钢炮撑反力系统施工工序简单，焊接工作量少，耗费时间仅需2-3天，能够显著节省施工工期；同时能够依靠圆弧断面结构获得更加稳固的支撑结构，降低负环管片拉压破坏概率，能够提供充足的反力支撑，有利于提高盾构始发效率。

技术特征：

1.一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述第一环形钢板(10)上焊接l型钢筋用于与所述圆弧断面结构(8)之间锚固连接，设置l型钢筋与所述第一环形钢板(10)之间采用双面搭接焊100±5mm。

3.如权利要求2所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述l型钢筋沿所述第一环形钢板(10)环向呈2.5°分布设置。

4.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述负环管片(9)设置有8-10环。

5.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述第二环形钢板(14)通过锚筋(1)与所述负环管片(9)连接，设置所述锚筋(1)长度300±5mm且环形设置两排。

6.如权利要求5所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述锚筋(1)沿所述第二环形钢板(14)环向呈1.4°分布设置。

7.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述钢炮撑(13)设有36个，且所述钢炮撑(13)安装位置与所述负环管片(9)连接缝相互错位间距不小于5cm。

8.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述洞门(11)自上而下、自左向右依序设有16块凿除区域，凿除区域至少分两次依序凿除。

9.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述始发基座包括设有钢轨(12)的基底座，以及设置在基底座左右侧对称设置的侧基座，侧基座分别预埋200×200mm用于安装所述钢轨(12)的h型钢(15)。

10.如权利要求1所述的钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，其特征在于：所述钢炮撑(13)的长度范围介于1993-2287mm，且至少设有四个安装有轴力计且均匀分布设置的所述钢炮撑(13)，所述轴力计用于监测受力情况。

技术总结本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种钢炮撑反力系统取代型钢反力架的盾构始发施工方法，包括以下步骤：开挖基坑，施工钢筋混凝土结构的始发基座和圆弧断面结构；吊装盾构机，进行组装调试；在圆弧断面结构上预埋第一环形钢板，沿第一环形钢板拼装负环管片；沿第一环形钢板均匀分布设置多个钢炮撑；步骤五：洞门破除，采用风镐将洞门作粉碎性分层凿除处理，始发推进，向前掘进；其通过圆弧断面结构协同配合钢炮撑结构形成的钢炮撑反力系统能够代替传统型钢反力架施工，结构简单，施工便捷，有利于节省施工工期；依靠圆弧断面结构获得更加稳固的支撑结构，降低拉压破坏概率，能够提供充足的反力支撑，有利于提高盾构始发效率。技术研发人员：李然,王圣涛,李云仙,王翔,李安,邓能伟,陆广东,邹泽泽,申志军,邓稀肥,吴应军,崔茂茂,楚涛,秦涛,张誉受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23