CN111485897A - 一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于盾构机施工领域，具体而言，涉及一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法，首先在结构底板上表面固定铺设预埋钢板，预埋钢板上安设钢套筒，其次在钢套筒下部基座两侧分别固设径向钢轨，通过液压千斤顶顶推钢套筒下部基座径向平移至指定位置，最后在钢套筒下部基座两端固设横向钢轨，通过液压千斤顶横向顶推钢套筒下部基座平移直至将钢套筒和盾构机顶推至吊装区域。本发明的有益效果是保证人员安全、作业简单便捷，提高施工效率。

Description

一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法

技术领域

本发明属于盾构机施工领域，具体而言，涉及一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法。

背景技术

盾构机是在地下封闭环境中进行工作，将盾构机械在土层中推进，通过盾构外壳和管片支承周围的岩土，防止发生隧道内坍塌，在隧道中用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构。盾构机在接收时需进行地基加固，因场地及地质原因无法进行地基加固的，多采用钢套筒进行接收，限于接收井上方无吊装孔洞且空间狭窄，接收完成后钢套筒及盾构机需利用环链葫芦分解、拆除平移至相邻线路孔洞处进行吊装，施工效率低、安全风险高。

例如，中国发明专利CN201711198690.6，公开了一种盾构机在工作井内的水平移动方法；其特征是：包括步骤1、钢板铺设；步骤2、安装推移基座；步骤3、将盾构机与辅助台车分离；利用盾构机千斤顶，将盾构机的盾体往前移动直至盾体完全处于推移基座上；步骤4、盾构机的平移，开启顶推千斤顶将承载着盾构机的推移基座整体移动并到达指定位置。本施工方法可应用于盾构施工工程中，特别针对仅有一个吊装孔或吊装孔异位的盾构机始发与盾构机接收施工中。有效解决了盾构机双线施工受接收井、吊装孔位置限制需要移动的问题。

又例如，中国发明专利CN201811258119.3，公开了一种盾构空推通过暗挖隧道并二次始发的施工方法及其结构，通过在暗挖隧道底部浇注带有孔洞的混凝土导台，导台上铺设轨道，在孔洞内安装钢牛腿，利用钢牛腿与千斤顶共同作用为盾构空推步进提供反作用力，实现盾构高效空推通过暗挖隧道；另通过在暗挖隧道二次衬砌预埋钢板，将预埋钢板、型钢反力支撑与反力刚环焊接，为盾构二次始发提供反力支撑，使盾构在暗挖隧道内顺利二次始发。上述技术整体施工量较大，耗时久。因此，急需解决在封闭环境中，盾构机和钢套筒整体平整至相邻线路孔洞处，提高施工效率和安全等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法；

所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，包括：盾构机、钢套筒、结构底板、预埋钢板、液压千斤顶、洞门结构墙、结构侧墙、径向钢轨、横向钢轨、吊装区域；结构底板上表面固定铺设预埋钢板，预埋钢板上安设钢套筒，盾构机放置在钢套筒内，钢套筒下部基座两侧分别固设径向钢轨，钢套筒通过液压千斤顶和洞门结构墙径向平移，在钢套筒下部基座两端固设横向钢轨，钢套筒通过液压千斤顶和结构侧墙横向平移，钢套筒平移至吊装区域。

所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，步骤如下:

步骤1，盾构机安放在钢套筒内；

步骤2，平移钢套筒；

步骤3，盾构机平移至吊装区域。

进一步的，步骤1中，步骤如下：

步骤1.1，清理结构底板区域并铺设预埋钢板，预埋钢板顶标高与结构底板顶标高一致，预埋钢板上表面清理干净，焊缝部位打磨光滑，表面涂抹黄油层减阻；

步骤1.2，在预埋钢板上安设钢套筒，钢套筒中心与洞门中心重合，采用拖车牵引盾构机进入钢套筒内至盾尾脱出洞门，分离钢套筒与洞门连接部位并拆除反力装置，同时将盾构机与拖车分离，使钢套筒、盾构机处于整体分离状态。

进一步的，步骤2中，步骤如下：

步骤2.1，在钢套筒下部基座径向两侧分别固设径向钢轨于预埋钢板上表面；

步骤2.2，通过洞门结构墙与钢套筒下部基座之间至少安设两个液压千斤顶，液压千斤顶与洞门结构墙接触面采用钢板垫撑；

步骤2.3，盾构机和钢套筒整体径向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层层，每次横向涂抹1m，钢套筒移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层层，保证移动区域内润滑；

步骤2.4，盾构机和钢套筒整体径向平移完成后，拆除预埋钢板上表面径向钢轨并清理、打磨平整预埋钢板上表面；

步骤2.5，钢套筒下部基座两端分别固设横向钢轨于预埋钢板上表面；

步骤2.6，通过结构侧墙与钢套筒下部基座之间安设至少两个液压千斤顶，每个液压千斤顶与结构侧墙接触面采用钢板垫撑；

步骤2.7，盾构机和钢套筒整体横向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层层，每次横向涂抹1m，钢套筒移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层层，保证移动区域内润滑；

步骤2.8，当盾构机和钢套筒整体横向平移中，液压千斤顶被顶推距离到达油缸行程后泄压，在液压千斤顶底座后部焊接钢牛腿于预埋钢板上表面，利用钢牛腿提供反力再次进行顶推，液压千斤顶被顶推达到油缸行程后，切割预埋钢板上表面钢牛腿并进行清理、打磨平整，重复在液压千斤顶底座后部焊接钢牛腿于预埋钢板上表面；

步骤2.9，重复上述步骤2.8，直至钢套筒和盾构机整体平移至吊装区域。

进一步的，步骤1.1所述预埋钢板采用标准尺寸9m×2m×0.03m，预埋钢板采用错缝焊接布置，焊缝点位于9m×2m中心处。

进一步的，步骤1.1所述预埋钢板间距为2m×1.8m处气割穿孔，穿孔设置直径ф25螺纹钢筋，螺纹钢筋植入结构底板250mm，螺纹钢筋焊接于预埋钢板上并打磨平整。

进一步的，步骤1.1所述预埋钢板上表面的径向钢轨、横向钢轨长度大于平移距离。

进一步的，步骤2.1所述钢套筒下部基座与径向钢轨之间间隙至少为30-70mm。

进一步的，步骤2.2所述液压千斤顶安设于钢套筒下部基座边缘400mm处。

进一步的，步骤2.5所述钢套筒下部基座与横向钢轨之间间隙至少为30-70mm。

进一步的，步骤2.6所述钢套筒下部基座与墙体两侧的结构墙柱距离大于300mm。

进一步的，步骤2.6所述液压千斤顶采用单泵控制，压缸通过液压平衡阀分别控制液压千斤顶的施力均衡，且液压泵站设置调压阀控制顶推压力平稳。

与现有技术相比，本发明提供的盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法有益效果如下：

1、本发明所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法，在无垂直连通吊装孔区域将钢套筒与盾构机快速整体平移、拆解、吊装，该方法缩短拆机时间，加快施工进度，保证作业安全。

2、本发明所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法，所投入材料均为钢材，可多次重复利用，对钢套筒无损伤。

3、本发明所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法，盾构机在满含砂浆钢套筒内随之平移，对盾构机扰动小。

4、本发明所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置及施工方法，该工法的成功研究与应用，为今后类似工程的设计、施工提供了经验和借鉴依据。

附图说明

图1为本发明一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置径向平移俯视结构图；

图2为本发明一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置横向平移俯视结构图；

图3为本发明一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置横向平移剖面结构图。

图中标记：1-预埋钢板；2-结构底板；3-钢套筒；4-盾构机；5-结构墙柱；6-吊装区域；7-液压千斤顶；8-径向钢轨；9-横向钢轨：10-钢牛腿；11-洞门结构墙；12-结构侧墙。13-洞门。

具体实施方式

实施例1

如图1至3所示，所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，包括：盾构机4、钢套筒3、结构底板2、预埋钢板1、液压千斤顶7、洞门结构墙11、结构侧墙12、径向钢轨8、横向钢轨9、吊装区域6；结构底板2上表面固定铺设预埋钢板1，预埋钢板1上安设钢套筒3，盾构机4放置在钢套筒3内，钢套筒3下部基座(图中未示)两侧分别固设径向钢轨8，钢套筒3通过液压千斤顶7和洞门结构墙11径向平移，在钢套筒3下部基座两端固设横向钢轨9，钢套筒3通过液压千斤顶7和结构侧墙12横向平移，钢套筒3平移至吊装区域6。

所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，步骤如下:

步骤1，将盾构机4安放在钢套筒3内：

进一步的，步骤1中，步骤如下：

步骤1.1，清理结构底板2区域并铺设预埋钢板1，预埋钢板1顶标高与结构底板2顶标高采用SOKKIA SET230RG全站仪测量，保证顶标高一致，预埋钢板1上表面清理干净，焊缝部位打磨光滑，表面涂抹黄油层减阻；

步骤1.2，在预埋钢板1上安设钢套筒3，钢套筒3中心与洞门13中心重合且误差小于于20mm，采用拖车牵引盾构机4进入钢套筒3内至盾尾脱出洞门13，分离钢套筒3与洞门13连接部并拆除反力装置，同时将盾构机4与拖车分离，使钢套筒3、盾构机4处于整体分离状态。

步骤2，平移钢套筒3：

进一步的，步骤2中，步骤如下：

步骤2.1，在钢套筒3下部基座径向两侧分别固设径向钢轨8于预埋钢板1上表面；

步骤2.2，通过洞门结构墙11与钢套筒3下部基座之间至少安设两个液压千斤顶7，液压千斤顶7与洞门结构墙11接触面采用钢板(图中未示)垫撑；

步骤2.3，盾构机4和钢套筒3整体径向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层，每次横向涂抹1m，钢套筒3移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层，保证移动区域内润滑；

步骤2.4，盾构机4和钢套筒3整体径向平移完成后，拆除预埋钢板1上表面径向钢轨8并清理、打磨平整预埋钢板1上表面；

步骤2.5，再钢套筒3下部基座两端分别固设横向钢轨9于预埋钢板1上表面；

步骤2.6，通过结构侧墙12与钢套筒3下部基座之间至少安设两个液压千斤顶7，每个液压千斤顶7与结构侧墙12接触面采用钢板垫撑；

步骤2.7，盾构机4和钢套筒3整体横向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层，每次横向涂抹1m，钢套筒3移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层，保证移动区域内润滑；

步骤2.8，当盾构机4和钢套筒3整体横向平移中，液压千斤顶7顶推距离到达油缸行程后泄压，在液压千斤顶7底座后部焊接钢牛腿10于预埋钢板1上表面，利用钢牛腿10提供反力再次进行顶推，液压千斤顶7被顶推达到油缸行程后，切割预埋钢板1上表面钢牛腿10并进行清理、打磨平整，重复在液压千斤顶7底座后部焊接钢牛腿10于预埋钢板1上表面；

步骤2.9，重复上述步骤2.8，直至钢套筒3和盾构机4整体平移至吊装区域6。

步骤3，将盾构机4平移到吊装区域6。

进一步的，步骤1.1中，预埋钢板1采用标准尺寸9m×2m×0.03m，预埋钢板1采用错缝焊接布置，焊缝点位于9m×2m中心处。

进一步的，步骤1.1中，预埋钢板1间距为2m×1.8m处气割穿孔，穿孔设置直径ф25螺纹钢筋(图中未示)，螺纹钢筋植入结构底板250mm，螺纹钢筋焊接于预埋钢板上并打磨平整。

进一步的，步骤2.1中，钢套筒3下部基座与径向钢轨8之间间隙至少为30-70mm。

进一步的，步骤2.2中，液压千斤顶7安设于钢套筒3下部基座边缘400mm处。

进一步的，步骤2.5中，钢套筒下3部基座与横向钢轨9之间间隙至少为30-70mm。

进一步的，预埋钢板1上表面的径向钢轨8、横向钢轨9长度大于平移距离。

进一步的，钢套筒3下部基座与墙体两侧的结构墙柱5距离大于300mm。

进一步的，液压千斤顶7采用单泵控制，压缸通过液压平衡阀分别控制液压千斤顶7的施力均衡，且液压泵站设置调压阀控制顶推压力平稳。

实施例2

本实施例中，所述液压千斤顶7采用油缸行程为0.5m，并分别预制顶推杆长度(图中未示)为0.5m、1m、1.5m、2m的，在平移过程中依次循环使用顶推杆，减少钢牛腿10的焊接次数，通过液压平衡阀分别控制液压千斤顶7的施力均衡，同时液压泵站设置有调压阀控制顶推压力平稳，采用顶推杆顶推减少工序，增加效率。其余结构和步骤均与实施例1相同。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，其特征在于，包括：盾构机、钢套筒、结构底板、预埋钢板、液压千斤顶、洞门结构墙、结构侧墙、径向钢轨、横向钢轨、吊装区域；结构底板上表面固定铺设预埋钢板，预埋钢板上安设钢套筒，盾构机放置在钢套筒内，钢套筒下部基座两侧分别固设径向钢轨，钢套筒通过液压千斤顶和洞门结构墙径向平移，在钢套筒下部基座两端固设横向钢轨，钢套筒通过液压千斤顶和结构侧墙横向平移，钢套筒平移至吊装区域。

2.一种盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，盾构机安放在钢套筒内；

步骤2，平移钢套筒；

步骤3，钢套筒平移至指定位置。

3.根据权利要求2所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤1中，步骤如下：

步骤1.1，清理结构底板区域并铺设预埋钢板，预埋钢板顶标高与结构底板顶标高一致，预埋钢板上表面清理干净，焊缝部位打磨光滑，表面涂抹黄油减阻；

步骤1.2，在预埋钢板上安设钢套筒，钢套筒中心与洞门中心重合且误差小于20mm，采用拖车牵引盾构机进入钢套筒内至盾尾脱出洞门，分离钢套筒与洞门连接部位并拆除反力装置，同时将盾构机与拖车分离，使钢套筒、盾构机处于整体分离状态。

4.根据权利要求2所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤2中，步骤如下：

步骤2.1，在钢套筒下部基座径向两侧分别固设径向钢轨于预埋钢板上表面；

步骤2.2，通过洞门结构墙与钢套筒下部基座之间至少安设两个液压千斤顶，液压千斤顶与洞门结构墙接触面采用钢板垫撑；

步骤2.3，盾构机和钢套筒整体径向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层，每次横向涂抹1m，钢套筒移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层，保证移动区域内润滑；

步骤2.4，盾构机和钢套筒整体径向平移完成后，拆除预埋钢板上表面径向钢轨并清理、打磨平整预埋钢板上表面；

步骤2.5，钢套筒下部基座两端分别固设横向钢轨于预埋钢板上表面；

步骤2.6，通过结构侧墙与钢套筒下部基座之间至少安设两个液压千斤顶，每个液压千斤顶与结构侧墙接触面采用钢板垫撑；

步骤2.7，盾构机和钢套筒整体横向平移前，分段对平移区域涂抹黄油层，每次横向涂抹1m，钢套筒移动至剩余0.2m时再次涂抹1m黄油层，保证移动区域内润滑；

步骤2.8，当盾构机和钢套筒整体横向平移中，液压千斤顶顶推距离到达油缸行程后泄压，在液压千斤顶底座后部焊接钢牛腿于预埋钢板上表面，利用钢牛腿提供反力再次进行顶推，液压千斤顶被顶推达到油缸行程后，切割预埋钢板上表面钢牛腿并进行清理、打磨平整，重复在液压千斤顶底座后部焊接钢牛腿于预埋钢板上表面；

步骤2.9，重复上述步骤2.8，直至钢套筒和盾构机整体平移至吊装区域。

5.根据权利要求1所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，其特征在于，所述预埋钢板间距为2m×1.8m处气割穿孔，穿孔设置直径ф25螺纹钢筋，螺纹钢筋植入结构底板250mm，螺纹钢筋焊接于预埋钢板上并打磨平整。

6.根据权利要求1所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，其特征在于，所述预埋钢板上表面安设的径向钢轨、横向钢轨长度大于平移长度。

7.根据权利要求1所述盾构机和钢套筒整体平移拆除装置，其特征在于，所述钢套筒下部基座与墙体两侧的结构墙柱距离大于300mm。

8.根据权利要求2所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤2.1中，所述钢套筒下部基座与径向钢轨之间间隙至少为30-70mm。

9.根据权利要求2所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤2.2中，所述液压千斤顶安设于钢套筒下部基座边缘400mm处。

10.根据权利要求2所述盾构机和钢套筒整体平移拆除施工方法，其特征在于，步骤2.5中，所述钢套筒下部基座与横向钢轨之间间隙至少为30-70mm。

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