大坂隧洞全斷面雙護盾掘進機管片安裝施工技術(shù)

大坂隧洞全斷面雙護盾掘進機管片安裝施工技術(shù)

1管片襯砌及安裝新疆八十一大坂洞工程采用全斷面雙護甲硬巖開挖機（以下簡稱tcm）與爆炸法相結(jié)合的設(shè)計方案。TBM施工段約23.50km,開挖直徑為6.84m,管片襯砌后直徑6.0m,襯砌采用預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成,襯砌管片厚280mm、寬1600mm。新疆八十一大坂隧洞工程,襯砌采用的管片類型為A-1型、A-2型、A型、B型、C型、D型6種類型。A-2型管片含筋率:69.88kg/m3,適用于鉆爆法開挖巖洞段(TBM滑行通過);A-1型管片含筋率:83.34kg/m3,適用于常規(guī)法土洞段(TBM滑行通過),Ⅱ,Ⅲ類圍巖;A型管片含筋率:86.87kg/m3,適用于Ⅲ類有外水、Ⅲ類～Ⅳ類無外水巖洞段;B型管片含筋率:100.17kg/m3,適用于Ⅲ類～Ⅳ類有外水,Ⅳ類無外水和Ⅳ類～Ⅴ類無外水巖洞段;C型管片含筋率:118.36kg/m3,適用于Ⅳ類,Ⅳ類～Ⅴ類有外水巖洞段,無外水Ⅴ類,Ⅴ1類巖土洞、斷層等特殊軟巖地層;D型管片含筋率:180.38kg/m3,適用于Ⅴ類,Ⅴ1類富水巖土洞、斷層等特殊軟巖地層。預(yù)制管片襯砌在TBM護盾的尾部進行安裝,安裝后所承受的主要外力為:山巖壓力;輔助液壓缸的軸向推力。本文將結(jié)合新疆八十一大坂隧洞工程,TBM施工中襯砌管片拼裝工藝進行介紹。2緩沖壓板制造工藝2.1tbm過程配套系統(tǒng)的配套在洞外采用16t門機,將一環(huán)中所需的4塊預(yù)制管片(底頂各一片、側(cè)兩片)裝入2個管片車上,管片車隨整列渣車運輸?shù)絋BM后配套上。在TBM后配套上,采用行走于桁架結(jié)構(gòu)上的專用管片運輸機(2×5t太空車),將管片從管片車上卸入喂片機上(喂片機上能存放4塊管片),放于該裝置上的管片由一液壓伸縮牽引系統(tǒng)(由2根直徑100/70mm×2000mm的油缸組成)通過1個縱向滑道、1個垂直升降裝置(由5組升降小油缸組成的液壓升降系統(tǒng),每組2根直徑80/56mm×50mm的油缸)輸送至管片安裝器的夾具。2.2缸伸縮節(jié)功能TBM主機上專門設(shè)計了管片安裝器,管片安裝器有軸向行走、徑向旋轉(zhuǎn)及徑向油缸伸縮等功能。管片操作手通過有線或無線控制器將要拼裝的管片沿隧洞徑向拼裝,拼裝時首先拼裝底管片和頂管片,然后拼裝側(cè)向管片。在底管片拼裝時要注意將底部的漏渣清理干凈,防止由于漏渣將底管片抬高而導(dǎo)致側(cè)管片安裝的難度增大。2.2.1tbm管片定位在TBM進洞后安裝第一環(huán)管片時,應(yīng)設(shè)定位支撐,對起始環(huán)管片進行準確定位且要承受TBM單護盾掘進時來自輔推部分的作用力,定位支撐應(yīng)錨固并焊接牢靠,不變形,上下左右對稱,誤差不大于1mm。2.2.2單護盾掘進模式雙護盾掘進模式適應(yīng)于圍巖穩(wěn)定性較好,支撐靴與洞壁緊密接觸為刀盤和前護盾提供牢靠的基準點,在10根主推進油缸的作用下,使TBM向前推進。在完成一個行程的開挖及換步后TBM可繼續(xù)掘進,而此時開始安裝管片,此種模式下掘進與安裝管片同步進行,極大的提高了掘進效率。同時也留下足夠的時間安裝管片,使得管片的安裝工藝更細致,管片拼裝的質(zhì)量更高,見圖1。單護盾掘進模式適應(yīng)于不穩(wěn)定及不良地質(zhì)地段,洞壁不能提供足夠的支撐反力。這時,不再使用支撐靴與主推進系統(tǒng),伸縮護盾處于收縮位置,在完成一個掘進行程后開始安裝管片,此種模式下掘進和管片安裝不是同步進行,此時管片安裝就占用掘進時間,見圖2。2.2.3允許誤差連接和安裝環(huán)的制造徑向允許誤差為±20mm;管片中心區(qū)接縫的寬度75%以上不大于5mm;管片接縫處的最大不平整度(錯臺)不大于±5mm。2.2.4現(xiàn)縫接口時造成的質(zhì)量由于彎段處未使用異型管片,因此彎道外側(cè)接縫寬度大于內(nèi)側(cè)。彎段處管片的拼裝接縫要嚴格控制,防止出現(xiàn)接縫過寬的情況。彎段內(nèi)側(cè)的管片內(nèi)緣環(huán)向縫寬度宜控制在4mm以內(nèi),彎段外側(cè)管片內(nèi)緣環(huán)向縫寬度宜控制在7mm以內(nèi),管片接縫使用能發(fā)生輕微形變的材質(zhì)墊塊來調(diào)整,為不影響安裝速度,提前將準備好的木質(zhì)墊塊涂上不溶于水的潤滑脂粘貼于需加寬的管片接縫環(huán)上,但不得妨礙止水條結(jié)合和燕尾槽內(nèi)勾縫。3通過質(zhì)量保證措施和改善管道裝飾的質(zhì)量維護措施3.1清理后安裝管片1)嚴格檢查進場管片,破損的、裂縫的不用。吊裝及運輸過程中應(yīng)注意保護管片和止水條;2)管片安裝前應(yīng)對管片安裝區(qū)進行清理,清除如污泥、渣料,保證安裝區(qū)及管片相接面的清潔;3)管片安裝時必須運用管片安裝的微調(diào)裝置將待裝的管片與已安裝管片的內(nèi)弧面縱面調(diào)整到平順相接以減小錯臺。調(diào)整時要動作平穩(wěn),避免管片碰撞破損;4)同步注漿壓力必須嚴格控制,不得超過限值;5)粘止水條前應(yīng)對管片接觸面進行徹底清潔,以保證粘貼穩(wěn)定牢固;6)管片存放區(qū)要有防雨設(shè)施。3.2提高穿織設(shè)備質(zhì)量的措施3.2.1噴射豆礫石時管片的位移由于本工程的成洞內(nèi)徑大,在剛安裝好的管片不能進行噴射豆礫石的時候,管片很容易發(fā)生位移。為了控制好管片安裝的質(zhì)量,在預(yù)制底管片及頂管片時設(shè)埋件,在管片出窯后,在埋件上焊接鋼板。3.2.2連接列表和連接列表之間的組合為了提高管片的安裝質(zhì)量,在管片安裝時,通過機械連接件(管片連接銷)的控制,保證管片安裝接縫平順。3.2.3增加木材墊為了保證隧洞成型的質(zhì)量