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盾構法頂涵施工工藝

發布時間:2010/06/27 來源:揚子工具集團 瀏覽次數:21862

盾構法頂涵施工工藝
“橋式盾構法”(以下簡稱“盾構法”)是一種較為先進的頂涵施工方法,是在保留傳統頂涵施工,橋涵結構路側預制工藝的基礎上,對結構頂進支護方法進行了重大改革,將明挖開槽改為地下暗挖盾構支護,暗挖推進減低了施工對行車的影響。
盾構由鋼柱、鋼梁、盾殼、子盾構、液壓推進系統(頂涵千斤頂)、輔助機構六大部分組成。裝配在第一節框架橋前端的盾構,作為帶土頂進時掘進面與路基的施工支護,同時也擔負頂推導向。
根據不同地質情況設計盾構長度以確保中心土天然支護作用是“橋式盾構法”的關鍵。盾構的橫向截面成簡支梁橋形,其外廓尺寸與剛架橋外廓尺寸基本相同,“橋形”梁跨中滯后挖掘的大斷面土體(中心土)從盾構入土直到出土前均保持1∶0.75坡比,并滯后子盾構掘進面一段距離開挖,它與盾構共同平衡周邊土壓,成為掘進面的強大支護體系。
盾構母體中的子盾構由液壓系統控制,單臺組錯開推進,擔負減阻板的牽引及掘進面的小斷面化。增強了開挖面的穩定性,被牽引的減阻板則將上部摩擦力分散。剛架橋推進前順坡清除底板前方部分中心土體,盾構母體隨剛架橋同步推進時,子盾構原推出部分被掘進面土體阻擋與子構箱體作相對運動,套回箱內,完成一盾構掘進工作循環。
施工工序
施工方法及工藝要求
盾構法頂涵施工,施工前期工作與普通施工方法相同主要為以下幾個方面:施工準備、基坑開挖及滑板制做、框架箱身預制、后座制做,下面主要就盾構的安制、掘進、監測及線路防護等幾個方面進行論述:
(一)盾構制安前要注意以下幾點
1、框架橋幾何尺寸修整
框架橋前端面為盾構止推梁、柱推力傳遞面。其不平整度將影響止推梁及相關柱的受力狀態,不均衡受力可能造成盾構變形與偏向推進,影響安全和破壞盾構的導向功能。所以在盾構安裝前必需對剛架橋前端面進行檢測、修整。同時也應對剛架橋外廓幾何尺寸進行嚴格檢查,對跑模較嚴重部分進行必要的修整來減低推進阻力,剛架橋各表面的整體平整度還直接影響線路沉降控制的效果。為此:剛架橋邊墻不允許誤差>3cm,剛架橋頂面不允許誤差>1cm。其檢查方法可采用儀器與拉線,對凸出部位采取鑿底后再補平,對較底部位則先鑿毛再水泥砂漿補平。
2、剛架橋底部潤滑層效果確認及預頂
采用“橋式盾構法”施工,框架推進時增加了盾構阻力,該狀況在框架初動時會較明顯。盾構安裝前必須預先將框架推動相應行程,以確認滑板無粘連,可保證盾構安裝后不因滑板粘連而又撤除。試頂方法為:使用油頂推動框架橋,行程3cm。預頂也是后座保護措施之一。
(二)橋式盾構制做安裝
1、盾構墩柱底板基底處理
在確認底板無粘連后,在路基邊坡下按框架橋軸線放出盾構各墩柱底板開槽邊線,開挖槽寬1.5m,槽長6.6m,槽深至框架底面下10cm。槽基底進行硬化處理。硬化層坡度視現場開挖地質狀況而定,硬化材料采用C20素混凝土,厚度平框架底。當地基承載力達180kPa以上時墩柱底板地基可不作硬化處理。
2、盾構墩柱安裝
將墩柱底板放入基槽中與預先埋設于框架橋前端預埋托板平整焊接,焊縫為v30°坡口,焊接前應復測底板坡度,并確認滿足要求。施工人員充足時,所有墩柱可同步平行作業。以減少吊機臺班費用。
墩柱下托梁按底板軸線平行等分安裝,下托梁與底板連接焊縫以受壓為主,剪應力小,可采用每焊接10cm空20cm不焊的間斷焊,為防下托梁在焊接過程中發生偏斜應采用兩側同步對稱焊接。
立柱吊裝前,應在預先搭設的工作平臺上采用鋼管腳手制做立柱定位架,在立柱安裝時起安全及臨時定位作用。將各條立柱的設計位置事前吊垂線標記于下托梁及定位架上可極大程度提高墩柱安裝進度與質量。當盾構墩柱安裝基本就緒時,視情況對邊坡槽進行簡易支護以確保路基穩定為原則。
墩柱上、下托梁安裝時必需注意:與線路斜交,盾構墩柱托梁不在同一水平面上,其各托梁高差值為基坑滑板坡度換算可得,由盾構設計人現場確定。
3、盾構主梁安裝
橋式盾構所用主梁在地面臨時平臺上精心制做,由于該主梁除上方負載外,還與盾構頂板共同承擔框架橋推進時的軸向力傳遞,因此,設計剛度較大。安裝時先測量標記定位線于墩柱上托梁上,然后由起吊能力大的吊機分榀吊裝就位。其梁墊在測量人員配合指揮下安裝,各榀梁的頂面高度需按設計要求進行調配。
4、子盾構箱體制做安裝
為加快制做速度與合理安排勞動力,子構箱從母構體兩側做起向中間發展,合攏后按實際尺寸制作非標型子盾構。子構箱下托板需在臨時設制的托架上調校后與第一榀盾構主梁下托板進行對接,其橫向受壓焊縫允許采用間距不大于30cm的雙面間斷焊,縱向受剪、受拉焊縫卻必需采用x60°坡口雙面滿焊以保證焊縫牢固度。便于總體吊裝的工地現場,子盾構箱可在就近工作平臺上制做,采用機械整體吊裝。
子盾構導向架各組件均在平臺上靠模中統一標準制做,安裝時采用定位裝置定位焊接,導梁滑道與子盾構配合間隙設計為4mm,誤差允許±1mm,子盾構箱制做完成后,將尚未編號子盾構進行試配,要求子盾構裝入箱后無卡滯現象,空載時以人力可推動為宜。裝配完成后進行編號與滑道注油。
子盾構箱底板厚20mm,蓋板厚16mm,板面靠前端均倒有上刃口,底板刃口為鏟除土體欠挖量用,箱蓋板刃口為防止減阻板卷曲之用,導向架用料I28B,要求材料平整無扭曲變形。
5、盾構外殼制做安裝
盾構外殼鋼板均采用16mm厚鋼板,其盾構尾部長30cm套在框架橋前端,作相互制約用。盾構外殼安裝后其總寬值大于框架橋總寬約32mm,由此間隙來降低頂推過程中框架橋兩側與土體產生的摩擦阻力,并有效地減小兩側土體的摩擦位移現象。超寬造成的土損失在剛架橋頂推到位后進行壓漿補空,也可在頂進時壓注水泥漿,以避免路基出現沉降。
盾構外殼頂面板采用16mm厚鋼板滿敷,左右兩邊與盾構邊板焊接,頂板底面與主梁間梁撐焊接。安裝時高于框架橋4mm以留出頂面扁鐵焊接位置。頂板敷設后需對整體平面進行檢測,不平整度高差應小于3mm,如大于3mm則應檢查調整。
 


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