CN104060997A - 盾构穿越检查井的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种盾构穿越检查井的施工方法，包括以下步骤：（1）人工开挖检查井；（2）绑扎钢筋并浇筑混凝土护壁；（3）绑扎玻璃纤维筋并浇筑混凝土护壁；（4）以检查井和盾构外壳交界处为中心向上下两侧各500mm范围内设有玻璃纤维筋箍筋加强区；（5）以合适的盾构参数控制盾构机穿越检查井。本发明有益效果是：通过局部增加玻璃纤维筋箍筋的配箍率，不仅为盾构检查井开挖提高了安全储备，而且增强了检查井和盾构外壳接触区域玻璃纤维筋格栅的抗剪承载力，防止出现整体抗剪破坏，极大提高了盾构穿越检查井的安全性。选择合适的总推力、掘进速度、扭矩和刀盘转速等盾构参数，也是保证盾构能够安全穿越检查井的重要因素。

Description

盾构穿越检查井的施工方法
技术领域
本发明涉及盾构机掘进隧道的方法，具体是一种盾构穿越检查井的施工方法，包括检查井的施工方法（检查井和盾构外壳接触区域局部加强的结构构造）和盾构穿越检查井的参数设置。
背景技术
目前盾构法隧道是国内外应用最为广泛的一种隧道掘进方法，盾构法施工一般划分为三个阶段，即盾构始发、正常掘进、接收。
由于水文地质条件和施工环境的复杂性，盾构机掘进过程中不可避免会出现各种机械故障和刀盘磨损，尤其是在砂卵石地层等复杂地质条件下，刀盘磨损非常严重，将直接影响工程进度，甚至在掘进过程中发生停顿，完全丧失掘进功能。为满足盾构机检修的需要，沿盾构掘进方向上施工一系列盾构检查井，重点检查盾构刀盘磨损情况以及更换刀盘。盾构掘进范围内，检查井井壁采用玻璃纤维筋混凝土的方法进行支护，可以避免人工破除钢筋混凝土护臂带来的安全风险，实现盾构机刀盘直接低速切削检查井玻璃纤维筋混凝土护臂及底板。玻璃纤维筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar），简称GFRP，是一种玻璃纤维增强复合材料，由玻璃纤维和树脂经热融合而成，可加工成与钢筋一样的形式与尺寸。与钢筋相比，GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、可切割性好、抗腐蚀性能好、热传导和电传导能力低等优点，在很多情况下可以用来代替普通钢筋。
检查井护臂采用玻璃纤维筋局部替代普通钢筋后，盾构穿越检查井存在一些问题。由于玻璃纤维筋具有较低的抗剪强度，同时盾构推进的前方为检查井，是临空状态，在盾构推力作用下，检查井和盾构外壳接触区域玻璃纤维筋格栅易发生整体剪切破坏。
发明内容
本发明的目的是：提供一种盾构穿越检查井的施工方法，设定合理的盾构穿越检查井参数以及检查井和盾构外壳接触区域局部加强的结构构造。盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强的结构构造，以解决现有技术存在的盾构穿越检查井因检查井和盾构外壳接触区域玻璃纤维筋格栅抗剪承载力不足而容易导致工程事故的问题。
本发明的技术方案是：一种盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）人工开挖检查井：检查井为从地面至盾构通道中部的竖井；
（2）绑扎钢筋并浇筑混凝土护臂：检查井内盾构通道以上的部分的内壁绑扎钢筋；
（3）绑扎玻璃纤维筋并浇筑混凝土护臂：在距盾构通道上端500mm处至井底用玻璃纤维筋代替钢筋，二者之间相互搭接，并用不少于两个钢制U型卡扣机械连接；
（4）以检查井和盾构外壳交界处为中心向上下两侧各500mm范围内设有玻璃纤维筋箍筋加强区，该玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距；
（5）以合适的盾构参数控制盾构机穿越检查井。
所述的钢筋和玻璃纤维筋由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成，所述的钢筋和玻璃纤维筋的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距为100mm。
所述的钢筋和玻璃纤维筋之间的搭接长度为轴向筋直径的40倍。
所述的盾构穿越检查井的直径为2m~3m，深度按下述公式计算：
L=H+（1/2~2/3）D
式中：L为检查井深度；H为盾构覆土厚度；D为盾构直径。
盾构穿越检查井时按照下列盾构参数控制掘进：(1) 盾构总推力：800t~1000t；(2) 推进速度：5mm/min；(3) 刀盘转速：0.5rad/min~1.5rad/min；(4) 刀盘扭矩：3600kNm~4000kNm。
本发明有益效果是：通过局部增加玻璃纤维筋箍筋的配箍率，不仅为盾构检查井开挖提高了安全储备，而且增强了检查井和盾构外壳接触区域玻璃纤维筋格栅的抗剪承载力，防止出现整体抗剪破坏，极大提高了盾构穿越检查井的安全性。选择合适的总推力、掘进速度、扭矩和刀盘转速等盾构的主要参数，也是保证盾构能够安全穿越检查井的重要因素。
附图说明
图1是本发明盾构检查井支护结构玻璃纤维筋、钢筋布置示意图；
图2是图1中P处的放大图。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明一种盾构穿越检查井的施工方法，其工艺流程为：检查井开挖—盾构掘进贴近检查井一侧护臂并切割—刀盘检查与换刀—回填检查井—盾构切割另一侧护臂并继续掘进。其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）人工开挖检查井2：检查井2为从地面至盾构隧道1中部的竖井。
（2）钢筋护臂施做：每次开挖不能超过1m，绑扎钢筋3并浇筑混凝土，直至开挖到盾构隧道上方500mm处。
（3）玻璃纤维筋护臂施做：在距盾构隧道上方500mm处至井底用玻璃纤维筋6代替钢筋，二者之间相互搭接（搭接区4）用不少于两个钢制U型卡扣机械连接（为本单位的专利技术），每次开挖也不能超过1m，并浇筑混凝土。
以检查井2和盾构外壳（盾构通道1的外沿）交界处为中心向上下两侧各500mm范围内设有玻璃纤维筋箍筋加强区5，该玻璃纤维筋箍筋加强区5的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距。
（4）封底：底板用玻璃纤维筋封底，并浇筑混凝土。
（5）盾构掘进：盾构掘进贴近检查井护臂并切割，刀盘进入检查井，停机。
（6）检查刀盘：架设步梯，人工检查刀盘并进行换刀。
（7）回填检查井2：采用粘性土或低标号混凝土回填检查井。
（8）盾构再次掘进：盾构重新启动，并切割另一侧护臂进行掘进。
所述的钢筋3和玻璃纤维筋6由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成（现有技术），所述的钢筋和玻璃纤维筋的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区5的箍筋间距为100mm。所述的钢筋3和玻璃纤维筋6之间的搭接长度为轴向筋（主筋）直径的40倍。
所述的盾构穿越检查井2的直径为2m~3m，深度按下述公式计算：
L=H+（1/2~2/3）D
式中：L为检查井深度；H为盾构覆土厚度；D为盾构直径。
盾构穿越检查井2时按照下列盾构参数控制掘进：(1) 盾构总推力：800t~1000t；(2) 推进速度：5mm/min；(3) 刀盘转速：0.5rad/min~1.5rad/min；(4) 刀盘扭矩：3600kNm~4000kNm。
图中检查井2的直径2000mm，盾构隧道1直径6000mm，为预防盾构掘进的尺寸偏差，检查井1底部从盾构隧道1中心位置向下延长500mm。检查井支护结构配筋从上往下分别为钢筋（区）3、玻璃纤维筋和钢筋的搭接区4、玻璃纤维筋箍筋加强区5、玻璃纤维筋（区）6。

Claims (5)

1.一种盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）人工开挖检查井：检查井为从地面至盾构通道中部的竖井；
（2）绑扎钢筋并浇筑混凝土护臂：检查井内盾构通道以上的部分的内壁绑扎钢筋；
（3）绑扎玻璃纤维筋并浇筑混凝土护臂：在距盾构通道上端500mm处至井底用玻璃纤维筋代替钢筋，二者之间相互搭接，并用不少于两个钢制U型卡扣机械连接；
（4）以检查井和盾构外壳交界处为中心向上下两侧各500mm范围内设有玻璃纤维筋箍筋加强区，该玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距；
（5）以合适的盾构参数控制盾构机穿越检查井。
2.根据权利要求1所述的盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，所述的钢筋和玻璃纤维筋由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成，所述的钢筋和玻璃纤维筋的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距为100mm。
3.根据权利要求2所述的盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，所述的钢筋和玻璃纤维筋之间的搭接长度为轴向筋直径的40倍。
4.根据权利要求1所述的盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，所述的盾构穿越检查井的直径为2m~3m，深度按下述公式计算：
L=H+（1/2~2/3）D
式中：L为检查井深度；H为盾构覆土厚度；D为盾构直径。
5.根据权利要求1所述的盾构穿越检查井的施工方法，其特征在于，盾构穿越检查井时按照下列盾构参数控制掘进：(1) 盾构总推力：800t~1000t；(2) 推进速度：5mm/min；(3) 刀盘转速：0.5rad/min~1.5rad/min；(4) 刀盘扭矩：3600kNm~4000kNm。
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