盾構(gòu)始發(fā)負(fù)環(huán)管片拼裝間隙控制

盾構(gòu)始發(fā)負(fù)環(huán)管片拼裝間隙控制一工程描述工程簡介左線土壓平衡式、右線敞口式盾構(gòu)使用反力架、始發(fā)基座一致，右線土壓平衡式盾構(gòu)為租用設(shè)備，使用租賃單位反力架和始發(fā)基座。負(fù)環(huán)拼裝負(fù)環(huán)管片包括負(fù)環(huán)鋼管片和負(fù)環(huán)混凝土管片。負(fù)環(huán)鋼管片為300mm厚，寬度為300m,內(nèi)徑為5400mm,外徑為6000mm的鋼制圓環(huán)?；炷凉芷瑸?00mm厚，寬度為1200mm,內(nèi)徑為54001nm，外徑為6000刖。盾構(gòu)機盾體外徑61501nm，壁厚45mm。負(fù)環(huán)鋼管片起到連接負(fù)環(huán)混凝土管片和反力架的作用。負(fù)環(huán)管片采用整環(huán)錯縫拼裝。根據(jù)盾構(gòu)井結(jié)構(gòu)尺寸及盾構(gòu)機主機長度綜合考慮采用9環(huán)負(fù)環(huán)管片,其中0環(huán)插入結(jié)構(gòu)內(nèi)750mm。負(fù)環(huán)混凝土管片拼裝由管片拼裝機在盾尾內(nèi)按順序拼裝成型，用連接螺栓連接固定。因盾尾內(nèi)徑與管片外徑之間有30mm的間隙，在拼裝負(fù)環(huán)管片時,需要在盾尾下部盾殼內(nèi)避開千斤頂撐靴位置焊接約1.5米長的“30圓鋼4根，沿盾構(gòu)方向放置，尾部靠在盾尾刷附近。圓鋼靠近撐靴方向與盾殼點焊2個點,以方便負(fù)環(huán)管片安裝完成后將其移除?！?0圓鋼位置分布圖如圖14。圖14圓鋼位置分布圖第一環(huán)負(fù)環(huán)的位置對整個隧道管片的質(zhì)量影響很大，因此對第一環(huán)負(fù)環(huán)準(zhǔn)確定位。拼裝負(fù)環(huán)時，第一塊管片的位置在盾尾畫出線條標(biāo)記，拼裝手根據(jù)畫線給管片定位。負(fù)環(huán)拼裝先拼裝落底塊（標(biāo)準(zhǔn)型管片A2塊），再拼裝標(biāo)準(zhǔn)塊A1、A3,最后拼裝鄰接塊B1、B2及封頂塊C。每安裝一塊管片，立即將管片連接螺栓插入連接孔，并戴上螺帽用電動扳手緊固。管片安裝到位后，及時伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)千斤頂撐靴固定管片，防止管片傾覆，然后方可移開管片安裝機。第一環(huán)負(fù)環(huán)管片拼裝成圓后，用4?5組油缸完成管片的后移，管片在后移過程中，嚴(yán)格控制每組推進(jìn)油缸的行程，使每組推進(jìn)油缸的行程差小于10mm,保證管片的斷面與設(shè)計線路垂直。每拼一環(huán)管片由千斤頂推出盾尾,在管片脫離盾尾時及時用木楔墊實管片與始發(fā)基座導(dǎo)軌之間的間隙并對管片連接螺栓進(jìn)行二次緊固。然后采用鋼絲繩把負(fù)環(huán)管片與始發(fā)基座捆綁牢固,直至盾構(gòu)處于出洞前位置。管片與始發(fā)基座鋼絲繩拉緊圖如圖15圖15管片與始發(fā)基座鋼絲繩拉緊圖工程狀況盾構(gòu)始發(fā)拼裝負(fù)環(huán)期間,盾尾間隙控制存在問題。出現(xiàn)-9、-8環(huán)拼裝完后（往洞門方向為-9、-8至0環(huán)），盾尾里焊接930圓鋼脫落，插入盾尾刷，待-7負(fù)環(huán)拼裝完后（因盾構(gòu)還處于調(diào)試階段,-8環(huán)拼裝完后未后移,待機械修復(fù)才后移-8環(huán)并拼裝-7環(huán)）,又暫停拼裝,管片由于自重下沉,下部靠緊盾尾壁、無間隙的狀況。負(fù)環(huán)管片下沉示意圖如圖16圖16負(fù)環(huán)管片下沉示意圖二原因分析1）焊接“30圓鋼不牢固。本次焊接采用點焊的方法固定圓鋼，管片后移時由于焊接點部牢固，導(dǎo)致圓鋼隨管片后移而脫落后移，擊穿盾尾刷；2）始發(fā)階段，盾構(gòu)機各系統(tǒng)未完全調(diào)試合格，導(dǎo)致負(fù)環(huán)不能連續(xù)拼裝、將盾構(gòu)直接頂攏洞門。暫停拼裝期間，未注意加強管理，導(dǎo)致圓鋼焊點脫落、螺栓變形-7環(huán)拼裝完后無盾尾間隙未提前發(fā)現(xiàn)和解決；3）管片脫落盾尾后，木楔墊在管片與始發(fā)基座導(dǎo)軌之間未塞緊，基本靠連接螺栓受力；4）始發(fā)階段拼裝手與機械需要磨合，拼裝負(fù)環(huán)時出現(xiàn)縱向有些螺栓插不進(jìn)螺栓孔的狀況，導(dǎo)致連接螺栓數(shù)量不夠；5）負(fù)環(huán)鋼環(huán)上開孔不夠或開孔位置與管片螺栓孔不一致，導(dǎo)致與-9環(huán)僅10顆螺栓連接。三處理過程及結(jié)果1）拆除-7環(huán)管片，在-8環(huán)下部墊約30mm厚鋼板后重新拼裝-7環(huán)。將已脫出盾尾部分管片及時墊緊木楔、用鋼絲繩將管片與始發(fā)基座拉緊；2）對所有連接螺栓檢查復(fù)緊，并將變形比較嚴(yán)重的更換；3）在-9環(huán)與負(fù)環(huán)鋼環(huán)底部焊接幾塊垂直于接縫的小鋼板，擔(dān)起管片將力傳至反力架；4）加快盾構(gòu)機調(diào)試工作，使之能滿足正常施工需求。對勞務(wù)工人重新培訓(xùn)交底，縮短其磨合期。四經(jīng)驗教訓(xùn)1）始發(fā)基座長度應(yīng)根據(jù)始發(fā)井長度設(shè)計合理，使之距反力架不超過60cm,負(fù)環(huán)拼裝完后不至于懸空和下墜。若無合適始發(fā)基座，應(yīng)下部設(shè)置管片支撐。例如：右線土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)期間，始發(fā)基座與左線盾構(gòu)始發(fā)基座相比，高度矮40cm，長度短約1m。根據(jù)盾構(gòu)井預(yù)埋反力架鋼板位置安裝好反力架后，始發(fā)基座距反力架約1.5m，已大于一環(huán)管片1.2m的長度。此時，需加工一個簡易支架支撐盾構(gòu)管片，防止其下墜。負(fù)環(huán)管片拼裝后，及時用木楔墊緊和鋼絲繩拉緊。管片支撐如圖17圖17管片支撐圖2）負(fù)環(huán)鋼環(huán)與混凝土負(fù)環(huán)連接孔應(yīng)按管片型式、螺栓孔對應(yīng)位置和數(shù)量設(shè)計。安裝時，保證螺栓連接數(shù)量和質(zhì)量。北京地鐵6號線二期工程15表所用負(fù)環(huán)管片螺栓孔數(shù)量為16個，均布管片側(cè)面，即孔與孔之間角度為22.5°。負(fù)環(huán)鋼環(huán)孔位布置圖如圖18。

圖18負(fù)環(huán)鋼環(huán)孔位布置圖3）負(fù)環(huán)拼裝前，可根據(jù)盾構(gòu)頂攏洞門前所需拼裝管片數(shù)，建立簡易模型計算出因管片自重和相鄰管片影響的每環(huán)管片下沉量，然后根據(jù)計算結(jié)果在拼裝時于每環(huán)管片底部墊丁腈軟木墊（管片側(cè)面所貼防水材料）抵消其下沉量。管片下墊丁腈軟木墊示意如圖19圖19管片下墊丁腈軟木墊示意圖4）盾構(gòu)未頂攏洞門土體前，前方無反力，只需很小的力就可將管片頂出盾尾。因此，選擇推進(jìn)千斤頂時，管片騎縫處千斤頂必須選擇。5）始發(fā)期間，因為各種各樣的原因不能連續(xù)拼裝管片而暫停期間，應(yīng)派專人加強檢查管片連接螺栓是否有松動、變形現(xiàn)象，是否需要復(fù)緊和更換。應(yīng)加強監(jiān)測管片，保證盾尾間隙均勻和管片水平垂直位置準(zhǔn)確。6）盾尾中30圓鋼焊接時，應(yīng)保證其焊接質(zhì)量。寧可負(fù)環(huán)拼完拆除時比較麻煩，也不該偷工減料造成隱患。另外，保證盾尾間隙可設(shè)計一個可拆卸式鋼棒。鋼棒上部為保證負(fù)環(huán)管片不受損為圓弧型，下部為方形插入盾體內(nèi)。盾體于安裝位置設(shè)置凹槽，凹槽深5mm（因此鋼棒高35mm）。為防止鋼棒在凹槽左右擺動，凹槽處設(shè)高出尾