大盾构始发延伸导轨组合固定结构及其施工方法与流程

本发明属于隧道施工
技术领域：
，特别是涉及一种大盾构始发延伸导轨组合固定结构及其施工方法，适用于大盾构机（超重刀盘）始发。
背景技术：
：在隧道施工过程中，盾构机始发之前，为解决盾构机始发栽头现象，传统做法是采用普通的钢轨作为防载头的导轨。但针对大直径盾构机，特别是施工工程中所用的重达430t及以上的超重刀盘，一般导轨受力无法保证，而且普通的固定措施也容易出现滑溜现象，因而很难保证大盾构机的始发安全。技术实现要素：本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种适用于大直径盾构机（超重刀盘）始发，有效防止其始发载头，从而保证始发安全的大盾构始发延伸导轨组合固定结构及其施工方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：设计一种大盾构始发延伸导轨组合固定结构，包括沿洞门预埋钢环径向均布的多个导轨，洞门预埋钢环铺设于地下连续墙上，所述导轨为钢板一次成型的导轨，贯穿导轨上下平面纵向设有一排直径及间距尺寸一定的预留螺栓孔，相应的、沿洞门预埋钢环长度方向设有一排直径及间距尺寸一定的导轨安放孔，每个导轨通过依次匹配穿设于各预留螺栓孔及相应导轨安放孔内的高强度平头螺栓固定在洞门预埋钢环上，且高强度平头螺栓顶部平面不高于导轨上平面。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构中，所述导轨的起始端后侧与洞门预埋钢环表面之间设有斜坡面，该斜坡面的顶部低于导轨的上平面；且所述斜坡面的顶部距导轨上平面的距离为15～25mm；同时导轨上平面为光滑面。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构中，所述导轨的末端前侧与洞门预埋钢环表面之间植入有高强度钢筋，用以防止导轨前移。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构中，所述导轨的两侧面与洞门预埋钢环表面之间分别加焊有筋板，所加焊筋板的顶部低于导轨的上平面。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构中，各高强度平头螺栓与洞门预埋钢环上相应所设的导轨安放孔内壁之间通过植筋胶固定。本发明还提供一种如上所述的大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法，包含以下工艺步骤：（1）导轨加工根据盾构机及洞门设计尺寸计算得出导轨的高度和宽度尺寸；根据所得出的高度和宽度尺寸，采用与宽度尺寸等值厚的钢板一次制作成型；制作成型后，在每根导轨上预留一定直径及间距尺寸大小的一排螺栓孔；（2）导轨定位首先根据设计要求，在洞门预埋钢环内导轨的摆放位置进行初步的划线定位；然后对导轨安放孔位进行定位，保持导轨安放孔位和待安装的导轨上所设预留螺栓孔孔位一致，以方便钻孔和安装固定；（3）导轨安装及固定依据定位线，对导轨安放孔位实施钻孔；钻孔完毕后，注入植筋胶，将导轨摆放到位后，逐孔快速插入高强度平头螺栓进行固定；固定后，高强度平头螺栓顶部平面不高于导轨上平面。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法中，在步骤（1）中，预留螺栓孔后，将导轨上平面打磨光滑，以减少盾构机推进时的摩擦力；在步骤（3）中，导轨安放孔位实施钻孔之前，对各导轨安放孔位重新进行复核，以便于导轨准确定位及安装固定；在步骤（3）中，钻孔完毕后，注入植筋胶之前，将每个钻孔内清理干净，以提高锚固强度。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法中，在步骤（3）中，导轨安装及固定后，每根导轨的起始端后侧与洞门预埋钢环表面之间设置由加焊筋板构成的斜坡面，且该斜坡面的顶部低于导轨的上平面，以方便刀盘上导轨。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法中，在步骤（3）中，导轨安装及固定后，每根导轨的末端前侧与洞门预埋钢环表面之间植入有高强度钢筋进行固定，用以防止导轨前移。优选地，在上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法中，在步骤（3）中，导轨安装及固定后，在导轨两侧面通过加焊筋板，将导轨和洞门预埋钢环再次固定，有效保证导轨的安稳性；且所加焊筋板的顶部低于导轨的上平面。上述大盾构始发延伸导轨组合固定结构及其施工方法中所提到的“导轨的起始端”是指具体施工时盾构机刚上的导轨端，“导轨的末端”是指施工时导轨靠近掌子面的最前端，导轨的起始端“后侧”和导轨的末端“前侧”均是以盾构机沿导轨的推进方向为参照。本发明技术方案的有益效果是：1、本发明采用钢板一次成型特制导轨，导轨受力有保证；并采用抗剪切螺栓穿孔将导轨固定于洞门预埋钢环上，不易出现溜滑现象，有效解决了大盾构始发栽头现象，能够保证大盾构机的始发安全。2、本发明导轨上平面为光滑，以减少盾构机推进时的摩擦力；钻孔内专门清理干净，以提高锚固强度。导轨起始端斜坡面的设置，且该斜坡面的顶部低于导轨的上平面，以方便刀盘上导轨。3、本发明每根导轨的末端前侧与洞门预埋钢环表面之间植入有高强度钢筋进行固定，用以防止导轨前移。在导轨两侧面通过加焊筋板，将导轨和洞门预埋钢环再次固定，多重措施有效保证了导轨的安稳性。附图说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本发明大盾构始发延伸导轨组合固定结构的示意图；图2为图1所示的局部ⅰ的放大结构示意图；图3为图2所示的a向结构示意图；图中序号：1、导轨，2、洞门预埋钢环，3、高强度平头螺栓，4、地下连续墙，5、加焊筋板，6、高强度钢筋，7、加焊有筋板。具体实施方式下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围，在以下实施例中所涉及的仪器元件如无特别说明，均为常规仪器元件。实施例1：参见图1-3，图中，本发明大盾构始发延伸导轨组合固定结构，包括导轨1，以及用以将导轨和洞门预埋钢环2二者固定连接的高强度平头螺栓3。导轨高度为150mm，宽度为100mm，固定螺栓为10.9级m30*490mm高强度平头螺栓。其中洞门预埋钢环铺设于地下连续墙4上，导轨有五个，且沿洞门预埋钢环径向均布设置，导轨为钢板一次成型的导轨，贯穿导轨上下平面纵向设有一排直径为20mm及间距为100mm的预留螺栓孔，相应的、沿洞门预埋钢环长度方向设有一排直径为40mm及间距为100mm的导轨安放孔，每根导轨通过依次匹配穿设于各预留螺栓孔及相应导轨安放孔内的高强度平头螺栓固定在洞门预埋钢环上，且高强度平头螺栓顶部平面不高于导轨上平面。具体的，各高强度平头螺栓与洞门预埋钢环上相应所设的导轨安放孔内壁之间通过植筋胶固定。进一步的，在导轨的起始端后侧与洞门预埋钢环表面之间设有由加焊筋板5形成的斜坡面，该斜坡面的顶部低于导轨的上平面，方便刀盘上导轨；且所述斜坡面的顶部距导轨上平面的距离a值为20mm；同时导轨上平面为光滑面，以减少盾构机推进时的摩擦力。进一步的，在导轨的末端前侧与洞门预埋钢环表面之间植入有高强度钢筋6，用以防止导轨前移。进一步的，在导轨的两侧面与洞门预埋钢环表面之间分别加焊有筋板7，将导轨和洞门预埋钢环再次紧密固定，多重措施有效的保证了导轨的安稳性；所加焊筋板的顶部低于导轨的上平面，以免影响盾构机沿导轨纵向正常推进。实施例2：下面以佛莞城际fgzh-3标狮子洋盾构隧道工程为例，说明实施例1所述大盾构始发延伸导轨组合固定结构的施工方法。该盾构隧道工程采用一台具备常压换刀功能的大直径泥水盾构，开挖直径13.61米;整机长度137米，主机长度14.4米（含刀盘430t），主机重量约2000t，整机重量约3500t。盾构始发采用新型延伸导轨，盾构刀盘顺利推进上延伸导轨，未发生盾构栽头现象。其中材料与设备准备见表1。表1材料及设备配置表：序号物资名称规格型号单位数量备注1钢板厚50mm㎡5.152螺栓10.9级，m30*490个803植筋胶支304氧气乙炔套15水钻直径40mm台1具体施工工艺流程及施工要点如下：（1）导轨加工：根据盾构机及洞门设计尺寸计算得出导轨的高度为15mm，宽度尺寸为100mm；根据所得出的高度和宽度尺寸，导轨采用100mm厚的钢板一次制作成型；制作成型后，在每根导轨上预留直径为40mm及间距为100mm的一排五个螺栓孔。预留螺栓孔后，将导轨上平面打磨光滑，以减少盾构机推进时的摩擦力。加工制作时必须确保螺栓孔直径及间距精度，方便后续安装。（2）导轨定位：导轨定位分两步，第一步由测量组根据设计要求在洞门预埋钢环内导轨的摆放位置进行初步的划线定位；第二步是对导轨安放孔位进行定位，方便钻孔和安装固定。该步骤重点是要确保导轨安放孔位和待安装的导轨上所设预留螺栓孔孔位一致，因此除加工制作导轨过程中严格控制预留螺栓孔位精度外，在导轨安放孔位钻孔前还需对各导轨安放位置的钻孔孔位重新进行复核，以便于准确定位、固定。（3）导轨安装及固定：依据定位线，对导轨安放孔位通过水钻实施钻孔；钻孔完毕后，注入植筋胶，将导轨摆放到位后，逐孔快速插入10.9级m30*490mm高强度平头螺栓进行固定；固定后，高强度平头螺栓顶部平面不高于导轨上平面。该步骤的重点是每个钻孔必须采用风管及面纱清理干净积水和残渣，再将植筋胶注入孔内，以提高锚固强度。每根导轨安装及固定后，还可以在盾构机刚上导轨端通过加焊筋板制成低20mm的坡面，方便刀盘上导轨。每根导轨靠近掌子面的最前端可通过植入高强度钢筋进行固定，防止导轨前移。在所有导轨安放完毕后，在导轨侧面通过加焊筋板，将导轨和洞门预埋钢环再次紧密固定，多重措施有效的保证了导轨的安稳性；且所加焊筋板的顶部低于导轨的上平面，以免影响盾构机沿导轨纵向正常推进。此外，该盾构隧道工程施工质量控制如下：（1）在安装钢板前先用气筒将孔内粉尘或者杂物清理干净。（2）在涂抹植筋胶前检查螺栓上是否粘接杂物，如果螺栓上面有锈蚀或者其他异物，必须用酒精或者棉纱擦拭干净方可涂抹。（3）在植筋胶未固化前严禁触动螺栓或者钢板，影响固化效果。（4）将螺栓旋转插入孔内，保证孔口有胶溢出（但不要过量露出），胶层是否饱满将直接影响锚固力的大小。该盾构隧道工程施工过程所采用安全措施如下：（1）在洞门附近施工时，时刻关注掌子面稳定情况，及时发现，及时上报领导，及时处理，以免出现涌水涌沙情况。（2）在涂抹胶时必须具备手套、口罩、护目镜等防护用品。（3）若不慎将胶弄到皮肤或衣物上，可用丙酮清洗并用大量清水冲洗，若不慎溅入眼睛，应立即就医。上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属
技术领域：
的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，如斜坡面的顶部距导轨上平面的距离为15mm或25mm等，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。当前第1页12