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浅谈盾构出洞施工技术

杭州地铁1 号线下沙西站至下沙中心站工程位于杭州市下沙经济开发区,由两个盾构区间组成:下沙西站至下沙中心站盾构区间和下沙中心站至下沙东站盾构区间。本工程隧道从下沙西站开始, 沿拟建的九沙大道抵达下沙中心站,该区间总长约1 072.30 m;里程范围K31+791.16(起始里程)~K32+863.46(终点里程),洞径6.20 m。区间隧道纵坡为“V”型坡,最大坡度为25‰,隧道顶部埋深为8.10~15.00m,最小平面曲线半径为700 m。

1 盾构出洞准备工作
1.1 出洞口旋喷桩土体地基加固为了确保盾构始发时施工安全,确保地层稳定,以防端头地层发生坍塌或涌漏水等意外情况,本工程采用深层水泥搅拌桩加高压旋喷桩结合的加固方法,与地下连续墙相连的土体采用2 排旋喷桩,其余部位采用搅拌桩加固。
1.2 深井降水
本工程降水采用真空管井降水,结合真空泵及潜水泵,降水运行在盾构出洞前15 天进行,以保证地下水水位能及时降低到基坑底板以下1 m。
1.3 盾构始发基座就位
盾构基座为钢结构预制成品,盾构基座位置按设计轴线准确放样,安装时按照测量放样的基线,吊入井下就位焊接。两根轨道中心线与基座上的盾构必须对准洞门中心且与隧道设计轴线反向延长线基本一致。
1.4 后座、反力架及支撑系统
1)后座安装。本工程后座采用钢筋混凝土管片拼成开口环。后座必须满足:①足够的强度、刚度和井壁之间的紧密度,保证传力的可靠性;②留有足够的空间,使垂直运输和水平运输大型物件方便通过,并留有人行的安全通道空间;③盾构推进轴线和后座壁要保持垂直,使盾构推进方向能得到保证;④后座基面应有足够的平整度,保证管片能获得良好拼装质量。
2)反力架、始发台的定位与安装。在盾构主机与后配套车架连接之前,开始进行反力架的安装。反力架端面应与始发台水平轴垂直,以便盾构轴线与隧道设计轴线保持平行。反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实,保证反力架脚板安全稳定。由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力以及初始的空间姿态,在安装反力架和始发台时,反力架左右偏差控制在±10 mm、高程偏差控制在±5 mm、上下偏差控制在±10 mm。始发台水平轴线的垂直方向与反力架的夹角在±2‰以内,盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差<2‰(且盾尾只能向上偏),水平趋势偏差在±2‰以内。
1.5 导向轨制作
洞圈内盾构支座制作需满足支撑盾构机出洞时的本体重量,并起到一个导向作用。支座材料采用43 kg/m 重型轨道,共布置2 根,准确位置为盾构基座上2 根43 kg/m 重型轨道在洞圈上的延伸段。
1.6 洞门的密封装置安装
为了防止盾构始发掘进时土体或水从洞门间隙处流失,盾尾通过后立即进行背衬注浆填充。车站施工时在洞门圈预埋环状钢圈,盾构始发前在洞门圈借助预埋的钢圈安装由帘布橡胶板、翻板(防止帘布橡胶板翻转)等组成的密封设备,以起到施工阶段临时的防水、防漏浆作用。洞口密封采用折叶式密封压板,该施工分两步进行,第一步在始发端墙施工工程中,做好始发洞门预埋件的埋设工作。预埋件必须与端墙结构钢筋连接在一起。

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