CN107091105B - 用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台及其施工方法，所述叠交隧道包括工作井、形成于工作井内壁的圈梁以及形成于所述圈梁上下两侧的下层隧道及上层隧道；其中，所述钢平台于盾构完成所述下层隧道接收并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成；借此，在完成钢平台搭建后，即可随后恢复下层隧道施工，同时进行上层隧道的始发、调头及接收等施工，解决现有上下叠交隧道无无法连续施工的难题，且本申请钢平台不影响隧道施工后期洞门环梁、填仓混凝土浇筑以及大型设备的吊装施工。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通建设的施工技术领域，具体来说涉及一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台及其施工方法。
背景技术
随着城市地下空间不断的开发和利用，地下资源趋于紧张，为了节约地下资源及便于交通换乘，部分城市在轨道交通建设中，将双线并于一个车站，这就形成了一个端头四个洞门，两两叠交。这种情况下建设过程中也经常采用两台盾构机推进，在一侧盾构接收后同层调头继续始发推进另一侧的区间。上层盾构接收、调头及始发所采用的平台形式及如何确保上下洞叠交隧道的连续施工为关键的研究对象。
值得注意是，以往临时钢平台的搭设仅仅为解决上层隧道施工，难以实现下层隧道的同步施工；另有浇筑永久混凝土结构板的施工平台，然而，该类施工平台又存在无法解决后期洞门环梁、填仓混凝土浇筑以及大型设备吊装等技术问题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台及其施工方法，所述钢平台于所述下层隧道接收完并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成，借此，在完成钢平台搭建后，即可随后恢复下层隧道施工，同时进行上层隧道的始发、调头及接收等施工，解决现有上下叠交隧道无法连续施工的难题，且本申请钢平台不影响隧道施工后期洞门环梁、填仓混凝土浇筑以及大型设备的吊装施工。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，所述叠交隧道包括工作井、形成于工作井内壁的圈梁以及形成于所述圈梁上下两侧的下层隧道及上层隧道；其中，所述钢平台于盾构完成所述下层隧道接收并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成；所述钢平台包括：主梁，沿隧道口径向延伸地间隔设置于所述圈梁的相对两侧之间，所述主梁由包括主梁构件及连接梁的构件设置构成，所述主梁构件与所述连接梁皆是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢；其中，所述主梁构件设于二相邻立柱之间，所述连接梁设于立柱顶端；所述主梁构件与所述连接梁的腹板两侧面上设有连接板固定连接，所述连接板是通过螺栓依序穿置腹板第一侧面的连接板、腹板及腹板第二侧面的连接板实现主梁构件与连接梁之间的固定连接，所述主梁构件与所述连接梁的上翼板之间及下翼板之间焊接固定；次梁，间隔设置于所述主梁之间并与所述主梁相交构成一平台；立柱，其顶端与所述主梁底面固接，其底端与所述工作井底部固接；面板，铺设于所述主梁与所述次梁构成的平台上。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，所述立柱是成形有腹板及两侧翼板的型钢；所述立柱的底端焊设有底板，所述底板与所述腹板之间焊设有筋板；所述立柱通过锚栓穿置所述底板以固设于所述工作井的底部。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，所述圈梁和与其相邻的主梁之间设有连接座固接；所述连接座包括呈T形焊接的第一连接板及第二连接板，所述第一连接板通过锚栓固定连接于所述圈梁侧面上；所述主梁成形有腹板、上翼板及下翼板，所述腹板与所述上翼板、下翼板之间焊设有筋板，所述第二连接板与所述筋板焊接固定。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述腹板的两侧面与所述上翼板、下翼板之间分别焊设有筋板；所述次梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，所述腹板的两端延伸形成连接部；所述次梁两端通过其连接部与相邻二主梁的筋板叠合固定连接。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述腹板的两侧面与所述上翼板、下翼板之间分别焊设有筋板；
所述立柱的顶端与所述主梁的下翼板焊接固定，且所述立柱的二翼板与所述主梁的筋板位置对应设置。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，相邻的次梁之间另设有与所述主梁平行的内侧加强筋连接，所述内侧加强筋成形为截面呈倒T形的型钢，其具有腹板及下翼板；所述内侧加强筋的相对两端与所述相邻的次梁焊接，所述内侧加强筋的腹板端缘及下翼板端缘与所述次梁的腹板焊接，所述内侧加强筋的腹板上缘与所述面板底面焊接。
本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的进一步改进在于，所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述腹板的两侧面与所述上翼板、下翼板之间分别焊设有筋板；相邻的主梁之间另设有与所述次梁平行的外侧加强筋连接，所述外侧加强筋成形为截面呈L形的型钢，其具有腹板及下翼板；所述外侧加强筋的相对两端与所述相邻主梁焊接，所述外侧加强筋的腹板对应所述主梁的上翼板凹入形成闪避缺口，所述外侧加强筋的腹板末端侧面及下翼板边缘与所述主梁的筋板焊接，所述外侧加强筋腹板上缘与所述面板底面焊接。
另外，本发明提供一种叠交隧道连续施工的施工方法，所述叠交隧道包括位于下层的第一下洞隧道、第二下洞隧道以及位于上层的第一上洞隧道、第二上洞隧道，各隧道之间通过设于隧道两端的工作井连通；其中，所述施工方法的步骤包括：
进行第一下洞隧道的盾构施工；
于盾构完成所述第一下洞隧道的接收作业并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成如前述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台；
完成钢平台搭设后，同时进行第二下洞隧道的盾构施工，以及第一上洞隧道、第二上洞隧道的盾构施工。
进一步地，本发明叠交隧道连续施工的施工方法中，所述盾构通过在其中一端的工作井内预设一段下翻梁区间，以形成叉道，实现盾构在工作井内的水平运输。
附图说明
图1是本发明钢平台设于工作井内的平面示意图。
图2是本发明图1的A-A剖线剖视示意图。
图3是本发明图1的B-B剖线剖视示意图。
图4是本发明图2的C框的立柱底端结构放大示意图。
图5是本发明图4的立柱底板的平面结构示意图。
图6是本发明图4、图5的立柱筋板的立面结构示意图。
图7是本发明图3的D框的主梁与圈梁、次梁的结合结构放大示意图。
图8是本发明图7的E-E剖线对连接座的剖视结构示意图。
图9是本发明钢平台的平面结构示意图。
图10是本发明图9的A-A剖线剖视示意图。
图11是本发明图9的B-B剖线剖视示意图。
图12是本发明图10的C框的主梁连接结构放大示意图。
图13是本发明图12的侧视结构示意图。
图14是本发明图10的D框的主梁与立柱顶端结合结构放大示意图。
图15是本发明图14的侧视结构示意图。
图16是本发明图10的E-E剖线对主梁、次梁结合结构剖视示意图。
图17是本发明图16的N-N剖线剖视示意图。
图18是本发明图11的F框的次梁强化结构放大示意图。
图19是本发明图18的侧视结构示意图。
图20是本发明叠交隧道连续施工的施工方法中设置下翻梁及叉道用以进行水平运输的平面示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
工作井11；圈梁12；下层隧道13；上层隧道15；下翻梁14；主梁20；主梁构件201；连接梁202；腹板21；上翼板22；下翼板23；筋板24；连接板25；高强螺栓26；次梁30；腹板31；上翼板32；下翼板33；连接部34；立柱40；顶端41；底端42；腹板43；翼板44；底板45；筋板46；锚栓47；面板50；连接座60；第一连接板61；第二连接板62；锚栓63；内侧加强筋 70；腹板71；下翼板72；闪避缺口73；外侧加强筋80；腹板81；下翼板82；闪避缺口83；水平运输通道90。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图20，本发明提供一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其主要由主梁20、次梁30、立柱40及面板50构成。其中，如图1、图2、图3所示，所述叠交隧道包括工作井11、形成于工作井11内壁的圈梁12以及形成于所述圈梁12上下两侧的下层隧道13及上层隧道 15；所述钢平台于盾构完成所述下层隧道13接收并在所述工作井11内完成调头及始发后搭设形成。
具体地，如图1至图3、图9至图11所示，所述主梁20沿隧道口径向延伸地间隔设置于所述圈梁12的相对两侧之间；所述次梁30间隔设置于所述主梁20之间并与所述主梁20相交构成一平台；所述立柱40的顶端 41与所述主梁20底面固接，底端42与所述工作井11底部固接；所述面板50铺设于所述主梁20与所述次梁30构成的平台上。其中，如图7所示，所述次梁30的顶面与所述主梁20的顶面较佳为齐平以铺设所述面板50。
于本发明实施例中，所述钢平台满铺所述工作井11，所述主梁20采用HN800×300×17×26型钢，以间距1.6m排列，所述次梁30采用 HN600×200×11×17型钢，以间距1.5m排列，所述立柱40采用 HN800×300×17×26型钢，以1.6m×7.4m的间距分布。主梁20与次梁30 通过10.9级摩擦型高强螺栓进行连接。立柱40与主梁20的连接方式为对接焊接，连接焊缝为全熔透坡口焊，其余焊缝为角焊缝，焊接质量等级为二级，主梁20、次梁30构成的平台上覆盖2cm钢板做为所述面板50。整个钢平台与圈梁12、立柱40与底板45均通过M20化学锚栓进行连接。如图20，所述钢平台另预留下层隧道13的水平运输通道90。
如图4、图5、图6所示，所述立柱40是成形有腹板43及两侧翼板 44的型钢；所述立柱40的底端42焊设有底板45，所述底板45与所述腹板43之间焊设有筋板46；所述立柱40通过锚栓47穿置所述底板45以固设于所述工作井11的底部。于本发明实施例中，所述锚栓47较佳为设有垫块的M20化学锚栓，所述筋板46的二斜对角端，其中一角端与立柱40 腹板43及底板45双面对称焊接，另一角端斜切形成倾斜边缘。
如图7、图8所示，所述圈梁12和与其相邻的主梁20之间设有连接座60固接；所述连接座60包括呈T形焊接的第一连接板61及第二连接板62，所述第一连接板61通过锚栓63固定连接于所述圈梁12侧面上；所述主梁20成形有腹板21、上翼板22及下翼板23，所述腹板21与所述上翼板22、下翼板23之间焊设有筋板24，所述第二连接板62与所述筋板 24焊接固定。于本发明实施例中，所述锚栓63较佳为设有垫块的M20化学锚栓。
如图7所示，所述主梁20是成形有腹板21、上翼板22及下翼板23 的型钢，且所述腹板21的两侧面与所述上翼板22、下翼板23之间分别焊设有筋板24；所述次梁30是成形有腹板31、上翼板32及下翼板33的型钢，所述腹板31的两端延伸形成连接部34；所述次梁30两端通过其连接部34与相邻二主梁20的筋板24叠合固定连接。于本发明实施例中，所述次梁30的连接部34与所述主梁20的筋板24通过10.9级摩擦型高强螺栓进行连接。
如图12、图13所示，所述主梁20由包括主梁构件201及连接梁202 的构件设置构成，所述主梁构件201与所述连接梁202皆是成形有腹板21、上翼板22及下翼板23的型钢；其中，所述主梁构件201设于二相邻立柱 40之间，所述连接梁202设于立柱40顶端；所述主梁构件201与所述连接梁202的腹板21两侧面上设有连接板25固定连接，所述主梁构件201 与所述连接梁202的上翼板22之间及下翼板23之间焊接固定。
于本发明实施例中，所述连接板25是通过10.9级摩擦型高强螺栓依序穿置腹板21第一侧面的连接板25、腹板21及腹板21第二侧面的连接板25实现主梁构件201与连接梁202之间的固定连接。更具体地，主梁构件201与连接梁202的每个连接节点上设有数量对称的高强螺栓26。更具体地，如图12，每个节点上设有32个对称分布于主梁构件201及连接梁202腹板21上的高强螺栓。所述主梁构件201与所述连接梁202的上翼板 22之间及下翼板23之间形成45°V形焊缝，以进行焊接。
如图14、图15所示，所述主梁20是成形有腹板21、上翼板22及下翼板23的型钢，且所述腹板21的两侧面与所述上翼板22、下翼板23之间分别焊设有筋板24；所述立柱40的顶端41与所述主梁20的下翼板23 焊接固定，且所述立柱40的二翼板44与所述主梁20的筋板24位置对应设置。于本发明实施例中，所述立柱40的二翼板44与所述主梁20的下翼板23之间形成单边V形焊缝，以进行焊接。
如图16、图17所示，所述主梁20是成形有腹板21、上翼板22及下翼板23的型钢，且所述腹板21的两侧面与所述上翼板22、下翼板23之间分别焊设有筋板24；相邻的主梁20之间另设有与所述次梁30平行的外侧加强筋80连接，所述外侧加强筋80成形为截面呈L形的型钢，其具有腹板81及下翼板82；所述外侧加强筋80的相对两端与所述相邻主梁20 焊接，所述外侧加强筋80的腹板81对应所述主梁20的上翼板22凹入形成闪避缺口83，所述外侧加强筋80的腹板81末端侧面及下翼板82边缘与所述主梁20的筋板24焊接，所述外侧加强筋80腹板81上缘与所述面板50底面焊接。
于本发明实施例中，所述外侧加强筋80的腹板81末端侧面及下翼板 82边缘与所述主梁20的筋板24表面之间采用角焊焊接；所述外侧加强筋 80腹板81上缘与所述面板50底面之间采用双面对称焊接。
如图18、图19所示，相邻的次梁30之间另设有与所述主梁20平行的内侧加强筋70连接，所述内侧加强筋70成形为截面呈倒T形的型钢，其具有腹板71及下翼板72；所述内侧加强筋70的相对两端与所述相邻的次梁30焊接，所述内侧加强筋70的腹板71对应所述次梁30的上翼板32 凹入形成闪避缺口73，所述内侧加强筋70的腹板71端缘及下翼板72端缘与所述次梁30的腹板31焊接，所述内侧加强筋70的腹板71上缘与所述面板50底面焊接。于本发明实施例中，所述内侧加强筋70的腹板71 端缘与次梁30的腹板31之间以及腹板71上缘与面板50底面之间皆采用双面对称焊接；所述内侧加强筋70的下翼板72端缘与次梁30的腹板31 之间形成带钝边单边V形焊缝以进行焊接。
以上说明了本发明用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台的具体结构，以下请以图1配合参图20，说明本发明叠交隧道连续施工的施工方法。
本发明以天津地铁5、6号线文化中心站至天津宾馆站区间施工为工程背景，该工程中包括两两叠交的四条隧道外，其特殊性还表现在施工场地不随着盾构调头而转场，由此本发明提供一种通过搭建如前述空中钢平台的方法，实现叠交隧道连续施工的施工方法。
为便于说明，以下定义所述叠交隧道包括位于下层的第一下洞隧道、第二下洞隧道以及位于上层的第一上洞隧道、第二上洞隧道，各隧道之间通过设于隧道两端的工作井连通；其中，所述施工方法的步骤包括：
进行第一下洞隧道的盾构施工；
于盾构完成所述第一下洞隧道的接收作业并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成如前述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台；
完成钢平台搭设后，同时进行第二下洞隧道的盾构施工，以及第一上洞隧道、第二上洞隧道的盾构施工。
具体地，所述第一上洞隧道、第二上洞隧道的盾构施工包括盾构在第一上洞隧道、第二上洞隧道的接收、调头及始发等作业。
进一步地，由于在始发场地不随盾构调头而转场的情况下，盾构水平运输均需通过已贯通隧道运输至调头工作井后再运输至工作面。是以，如图20所示，本发明另于工作井内设置叉道，并于车站设计阶段预设一段下翻梁区间，以便电机车通过，完成盾构的水平运输作业。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，所述叠交隧道包括工作井、形成于工作井内壁的圈梁以及形成于所述圈梁上下两侧的下层隧道及上层隧道；其特征在于，所述钢平台于盾构完成所述下层隧道接收并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成；所述钢平台包括：
主梁，沿隧道口径向延伸地间隔设置于所述圈梁的相对两侧之间，所述主梁由包括主梁构件及连接梁的构件设置构成，所述主梁构件与所述连接梁皆是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢；其中，所述主梁构件设于二相邻立柱之间，所述连接梁设于立柱顶端；所述主梁构件与所述连接梁的腹板两侧面上设有连接板固定连接，所述连接板是通过螺栓依序穿置连接梁的腹板第一侧面的连接板、连接梁的腹板及连接梁的腹板第二侧面的连接板实现主梁构件与连接梁之间的固定连接，所述主梁构件与所述连接梁的上翼板之间及下翼板之间焊接固定；
次梁，间隔设置于所述主梁之间并与所述主梁相交构成一平台；
立柱，其顶端与所述主梁底面固接，其底端与所述工作井底部固接；
面板，铺设于所述主梁与所述次梁构成的平台上。
2.根据权利要求1所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
所述立柱是成形有腹板及两侧翼板的型钢；所述立柱的底端焊设有底板，所述底板与所述立柱的腹板之间焊设有筋板；所述立柱通过锚栓穿置所述底板以固设于所述工作井的底部。
3.根据权利要求1所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
所述圈梁和与其相邻的主梁之间设有连接座固接；所述连接座包括呈T形焊接的第一连接板及第二连接板，所述第一连接板通过锚栓固定连接于所述圈梁侧面上；所述主梁成形有腹板、上翼板及下翼板，所述主梁的腹板与所述主梁的上翼板、主梁的下翼板之间焊设有筋板，所述第二连接板与所述筋板焊接固定。
4.根据权利要求1所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述主梁的腹板的两侧面与所述主梁的上翼板、主梁的下翼板之间分别焊设有筋板；
所述次梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，所述次梁的腹板的两端延伸形成连接部；
所述次梁两端通过其连接部与相邻二主梁的筋板叠合固定连接。
5.根据权利要求2所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述主梁的腹板的两侧面与所述主梁的上翼板、主梁的下翼板之间分别焊设有筋板；
所述立柱的顶端与所述主梁的下翼板焊接固定，且所述立柱的二翼板与所述主梁的筋板位置对应设置。
6.根据权利要求1所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
相邻的次梁之间另设有与所述主梁平行的内侧加强筋连接，所述内侧加强筋成形为截面呈倒T形的型钢，其具有腹板及下翼板；所述内侧加强筋的相对两端与所述相邻的次梁焊接，所述内侧加强筋的腹板端缘及下翼板端缘与所述次梁的腹板焊接，所述内侧加强筋的腹板上缘与所述面板底面焊接。
7.根据权利要求1所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台，其特征在于：
所述主梁是成形有腹板、上翼板及下翼板的型钢，且所述主梁的腹板的两侧面与所述主梁的上翼板、主梁的下翼板之间分别焊设有筋板；
相邻的主梁之间另设有与所述次梁平行的外侧加强筋连接，所述外侧加强筋成形为截面呈L形的型钢，其具有腹板及下翼板；所述外侧加强筋的相对两端与所述相邻主梁焊接，所述外侧加强筋的腹板对应所述主梁的上翼板凹入形成闪避缺口，所述外侧加强筋的腹板末端侧面及下翼板边缘与所述主梁的筋板焊接，所述外侧加强筋腹板上缘与所述面板底面焊接。
8.一种叠交隧道连续施工的施工方法，其特征在于，所述叠交隧道包括位于下层的第一下洞隧道、第二下洞隧道以及位于上层的第一上洞隧道、第二上洞隧道，各隧道之间通过设于隧道两端的工作井连通；其中，所述施工方法的步骤包括：
进行第一下洞隧道的盾构施工；
于盾构完成所述第一下洞隧道的接收作业并在所述工作井内完成调头及始发后搭设形成如权利要求1至7中任一项所述的用于实现叠交隧道连续施工的空中钢平台；
完成钢平台搭设后，同时进行第二下洞隧道的盾构施工，以及第一上洞隧道、第二上洞隧道的盾构施工。
9.根据权利要求8所述的叠交隧道连续施工的施工方法，其特征在于：
所述盾构通过在其中一端的工作井内预设一段下翻梁区间，以形成叉道，实现盾构在工作井内的水平运输。
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