公司15钢套筒接收作业指导书赵璞琪.doc
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1、公司-15-钢套筒接收作业指导书(赵璞琪)盾构钢套筒接收作业指导书 1 目的和适应范围盾构到达地层为承压水啥性地层,工程环境等施工条件复杂时,盾构接收时易发生沉降过大以及坍塌等危险情况,甚至危及周边建(构)筑物及地下管线安全,为规避此类风险,可选择盾构钢套筒接收施工方法,模拟盾构在原状土中的掘进公开,保持屠城压力平衡,控制地层沉降,施工时应进行专门设计,制定专项施工方案,施工过程中严格实施,确保盾构接收安全。本作业指导书适用于土压平衡盾构机在富水软弱地层中接收。2 依据2.1 盾构区间工程施工设计图纸,盾构区间详细勘察报告,补充地质勘察报告,施工调查等资料2.2 地下铁道工程施工及验收规范(G
2、B50299-1999)、盾构法隧道施工于验收规范(GB50446-2008)等国家现行有关施工及验收规范、质量技术标准。2.3 我公司在盾构施工方面的经验3 职责3.1 项目部工程技术部门负责施工技术方案制定,技术交底,施工过程监督检查和指导,施工测量与监测等工作。3.2 项目部物资设备部门负责物资供应和进场验收,设备供应进场验收与检查维修保养等管理工作。3.3 项目部安全质量部门负责施工安全和质量监督、检查与管理等工作。3.4 项目部盾构与机电班等作业班组队负责实施。4 施工工艺、方法及主要技术措施4.1 施工工艺流程盾构钢套筒接收施工工艺流程见图4-1。图4-1 盾构钢套筒接收施工工艺流
3、程图4.2 钢套筒接收准备工作盾构接收端头的管线及建(构)筑物调查在施工调查阶段进行。设计图纸中提及的管线,确认与设计图纸是否描述一致。盾构接收端头内的管线应尽量改迁至盾构接收影响范围之外。钢套筒接收场地需要满足钢套筒各部位的现场摆放要求,除吊车站位外,场地面积不小于300平方米,且宽度不得小于8米。端头加固方式可采用三轴深层搅拌桩、注浆法、高压旋喷桩、SMW工法桩、冻结法、素地下连续墙等方法。为了检测土体加固质量,在洞门位置打水平探孔,查看是否可以满足洞门破除需求。在钢套筒接收前,完成盾构机钢套筒接收方案编制、评审、上报工作,编制逐环推进作业指导书,并对全体参与钢套筒接收人员进行交底。在钢套
4、筒接收前,特殊管片、回填材料、洞门封堵用水泥、水玻璃、洞门外封堵钢板,加固用钢管、槽钢,氧气、乙炔,焊条等物资全部到位。在钢套筒接收前,监测仪器,盾构机及后配套进行检修保养,吊车、装载机、挖掘机、千斤顶、二次注浆机、焊机等设备全部到位。在钢套筒接收前,盾构队、机电班等班组必须全部接收技术培训,工程部、测量组、物机部、安质部等人员全部在岗,各行其职。在钢套筒接收前,应急物资及应急设备全部到场,并提前进行安全演练。4.3 钢套筒设计与制作根据工程实际状况,为了满足盾构接收需求,需要制作筒体长H=盾构机主机长度+1.2m,如图4-24-3,直径(内径)用洞门钢环等同的钢套筒一套,钢套筒接收对钢套筒制
5、作精度、密封性要求很高,因此需要委托专业公司对钢套筒进行机加工。图4-2 钢套筒整体设计图图4-3 钢套筒照片 筒体部分长10500mm,直径(内径)6700mm,分四段(加每段长),如图4-3,每段又分为上、下两块,筒体材料用16mm厚的Q235A钢板,每段筒体的外周焊接纵、环向筋板形成网状以保证筒体刚度,筋板厚20mm,高150mm,间隔约550600mm;每段筒体的端头和上、下两段圆弧接合面均焊接连接法兰,法兰用24mm厚的Q235A钢,上、下两段连接处以及两段筒体之间均采用M3090 8.8级螺栓连接,中间加3mm厚橡胶垫,以保证密封效果。在筒体底部框架分四块制作。底部框架承力板用20
6、mm厚Q235A钢板,筋板用20mmQ235A钢,底板用20mm Q235A钢板,如图4-4。图4-4 接收钢套筒底部框架托架与下部筒体焊接连成一体,焊接时托架板先与筒体焊接,再焊接横向筋板,焊接底板和工字钢。托架组装完后,工字钢底边与车站底板预埋件焊接,托架须用型钢与车站侧墙顶紧,钢套筒上部采用槽钢与中板梁顶紧。 后端盖为平面盖,如图4-54-6,材料用30mm厚的Q235A 钢板,平面环板加焊4道厚30mm、高500mm的钢板筋板,井字形焊接在后端盖上。后盖边缘法兰与钢套筒端头法兰采用M30130 8.8级螺栓连接。图4-5 钢套筒后端盖图4-6 钢套筒后端盖照片 盾构接收反力架紧靠在端头
7、井负一层环框梁和底横梁上。反力架用I20的工字钢做斜撑,与车站底板顶紧,反力架上部顶在中板上,如图4-74-8。反力架定好位置后,先用400t千斤顶顶平面盖和反力架,消除洞门到后盖板的安装间隙后,反力架上下均布4道I20的工字钢与后端盖平面板顶紧,承力工字钢管两端用楔形块垫实并焊接。图4-7 钢套筒加固图图4-8 钢套筒加固照片 在原洞门环板预埋板的基础上,钢套筒与洞门环板之间设一过渡连接板(厚度为20mm),如图4-7,过渡连板的长度可以根据盾构接收井的长度进行调整,洞门环板与过渡连接板采用烧焊连接,钢套筒的法兰端与过渡连接板采用M3665 8.8级螺栓连接。在过渡连板2、4、8、10点(钟
8、表点位)位置有4个观测孔(带球阀),用来检查洞门密封质量。在钢套筒的过渡连板上安装应力计,以检测过渡连板的受力情况。图4-7 过渡连接板示意图 钢套筒上预留下料口位于第二块上,靠近第二块、第三块连接部位的正上方。图4-8 进料口平面图 在后端盖平面板设置一个泄料闸门,1个带球阀注排浆管。洞门凿除的渣土和盾构接收完成后最后残留的回填料都需要从泄料闸运出。图4-9 泄料口剖面图图4-10 泄料口平视图 在后端盖平面板设置1个压力表,用以观测钢套筒内部压力情况。4.4 钢套筒安装钢套筒安装工艺流程见图4-11。图4-11 钢套筒安装工艺流程图 在开始安装钢套筒之前,首先在基坑里确定井口盾体中心线,也
9、就是钢套筒的安装位置,使从地面上吊下来的钢套筒力求一次性放到位,钢套筒定位时,要求钢套筒架中心线、线路中心线两条控制线重合,误差不大于1cm。 在地面组装好钢套筒的传力架1,并把过渡连板与传力架1连接好,整体下放到端头井内,使钢套筒的中心与事先确定好的线路中心线重合,向前移动过渡连板与传力架1并与洞门钢环焊接,。 在地面组装好钢套筒的传力架2,下放到端头井内,使钢套筒的中心与事先确定好的线路中心线重合,向后移动传力架2并与传力架1连接。 在地面组装好钢套筒的传力架3,下放到端头井内,使钢套筒的中心与事先确定好的线路中心线重合,向前移动传力架3并与传力架2连接。 在地面组装好钢套筒的传力架4,下
10、放到端头井内,使钢套筒的中心与事先确定好的线路中心线重合,向前移动传力架4并与传力架3连接。 钢套筒安装完成后,对筒体位置进行复测,检查与盾构机到达的中心线是否重合。两段传力架放好橡胶密封垫后,拧紧连接螺栓,连接部位密封均采用8mm橡胶垫密封,如图4-12。图4-12 筒体连接面密封图 后盖板与筒体之间加8厚的橡胶板后,用M30螺栓(8.8级)上紧在钢套筒后法兰上。图4-13 受力架连接面密封图 将已经连接好的钢套筒向洞门位置平移,如图4-14。利用2个60t液压千斤顶一边顶在车站底板横梁上,另一边顶在后端盖板的平面位置,将已经连接好的钢套筒沿隧道中心线向洞门方向平移,直至过渡连接板与洞门环板
11、相接。并保持隧道中心线与钢套筒中心线不偏离。图4-14 钢套筒向洞门平移示意图 反力架安装反力架的安装采用类似盾构始发反力架安装方式,反力架紧靠在端头井负一层环框梁和底横梁上。反力架用I20的工字钢做斜撑,与车站底板顶紧。反力架定好位置后,先用400t千斤顶顶平面盖和反力架,消除洞门到后盖板的安装间隙后,反力架上下均布9道300300mm支撑柱与后端盖平面板顶紧,支撑柱与反力架之间用支撑楔块垫实并焊接,支撑斜撑与底板预埋件焊接要牢固,焊缝位置要检查,确保无夹渣、虚焊等隐患。在此过程中注意检查反力架各支撑是否松动,各段法兰连接螺栓是否松动。完成后检查各部连接处,对每一处联结安装的地方进行检验,确
12、保其连接的完好性,尤其是对于钢套筒的上下半圆和节与节部分之间联结的检查,还要检查过渡连接板与洞门环板之间的焊接,看是否存在着点焊或浮焊,发现有隐患要及时处理。 反力架安装完成后,经对中心线复测,确认无误后,将洞门环板与过渡连接板进行焊接。钢套筒的过渡连接板与洞门环板相接触后,要检查两个平面是否全部能够连接,由于洞门环板在预埋的过程中可能出现变形或平面度偏差较大的情况,所以有可能出现过渡连接板有些地方无法与洞门环板密贴的情况,这时就需在这些空隙处填充钢板并与过渡板焊接牢固,务必将空隙尽可能地堵住。在确定洞门环板与过渡板全部密贴后将过渡板满焊在洞门环板上。 支撑安装钢套筒与洞门环板焊接完成后,检查
13、确认后,即进行安装筒体上部支撑。钢套筒每边共设置4道横向支撑,顶在中板梁上,如图4-154-17。图4-15 钢套筒上部支撑安装位置示意图图4-16 支撑柱示意图图4-17 支撑柱楔块示意图支撑安装完成后,对托架左右、反力架的支撑进行牢固性的检查。钢套筒的位置检验,对安装好的筒体位置进行复测,与盾构机到达的中心线是否重合。 钢套筒通过预埋件同接收井结构进行连接及固定,如图4-18。图4-18 钢套筒与接收井底板连接示意图 钢套筒组装完成后,在筒体内压水检查其密封性,气压为0.2Mpa,若在12小时内,压力保持在0.18Mpa上,则可满足钢套筒接收要求,如果小于0.18Mpa,找出漏气部分,检查
14、并修复其密封质量,然后再次进行试压,直至满足试压要求。 在钢套筒底部60范围内浇筑15cm后的C20砂浆基座,如图4-19。图4-19 钢套筒底部砂浆基座4.5 洞门破除钢套筒安装完成后,在钢套筒内进行洞门破除作业,洞门凿除的渣土从泄料闸运出。4.6 钢套筒内回填钢套筒安装加固完毕后,向钢套筒内填料,主要是填盾构掘进出来的渣土及水,必要时对土体进行改良,增强土体的流动性。为了将填料输送至钢套筒内,需要从地面引一条输送管道至钢套筒上,采用一条609mm的管路连接,地面设置一个漏斗,将填料直接从漏斗输送至钢套筒内。填料过程中如果出现填料输送不够顺畅时,可以采用冲水方式,将填料冲下去,回填完成后筒体
15、内土压与外部土压保持平衡。钢套筒回填完成后,封闭进料口4.7 盾构接收段推进不同的端头加固方式,盾构接收段推进阶段划分不同,以三轴搅拌+冷冻法加固为例进行说明。盾构进洞段的推进施工分三个阶段,如图4-20。图4-20 盾构机进洞阶段划分区示意图刀盘中心刀进入加固体1.97m后,切断刀盘前后的水力联系,刀盘中心刀进入加固体3.5m后,盾构停机检查,要求盾构机处于最佳状态,蒸汽发生器安装并试用后,再次开始推进,准备进入第二阶段的推进。在第一阶段的推进过程中,需要注意以下事项: 推进过程中严格控制推进速度和总推力,避免进刀量过大引起的刀盘被卡。推进速度在12cm/min为宜。在刀盘转动过程中土仓内及
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