盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法
【專利摘要】一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，包括以下步驟：（1）人工開挖檢查井；（2）綁扎鋼筋并澆筑混凝土護壁；（3）綁扎玻璃纖維筋并澆筑混凝土護壁；（4）以檢查井和盾構(gòu)外殼交界處為中心向上下兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)設(shè)有玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)；（5）以合適的盾構(gòu)參數(shù)控制盾構(gòu)機穿越檢查井。本發(fā)明有益效果是：通過局部增加玻璃纖維筋箍筋的配箍率，不僅為盾構(gòu)檢查井開挖提高了安全儲備，而且增強了檢查井和盾構(gòu)外殼接觸區(qū)域玻璃纖維筋格柵的抗剪承載力，防止出現(xiàn)整體抗剪破壞，極大提高了盾構(gòu)穿越檢查井的安全性。選擇合適的總推力、掘進速度、扭矩和刀盤轉(zhuǎn)速等盾構(gòu)參數(shù)，也是保證盾構(gòu)能夠安全穿越檢查井的重要因素。
【專利說明】盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及盾構(gòu)機掘進隧道的方法，具體是一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，包 括檢查井的施工方法(檢查井和盾構(gòu)外殼接觸區(qū)域局部加強的結(jié)構(gòu)構(gòu)造）和盾構(gòu)穿越檢查 井的參數(shù)設(shè)置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前盾構(gòu)法隧道是國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一種隧道掘進方法，盾構(gòu)法施工一般劃 分為三個階段，即盾構(gòu)始發(fā)、正常掘進、接收。
[0003] 由于水文地質(zhì)條件和施工環(huán)境的復(fù)雜性，盾構(gòu)機掘進過程中不可避免會出現(xiàn)各種 機械故障和刀盤磨損，尤其是在砂卵石地層等復(fù)雜地質(zhì)條件下，刀盤磨損非常嚴重，將直接 影響工程進度，甚至在掘進過程中發(fā)生停頓，完全喪失掘進功能。為滿足盾構(gòu)機檢修的需 要，沿盾構(gòu)掘進方向上施工一系列盾構(gòu)檢查井，重點檢查盾構(gòu)刀盤磨損情況以及更換刀盤。 盾構(gòu)掘進范圍內(nèi)，檢查井井壁采用玻璃纖維筋混凝土的方法進行支護，可以避免人工破除 鋼筋混凝土護臂帶來的安全風(fēng)險，實現(xiàn)盾構(gòu)機刀盤直接低速切削檢查井玻璃纖維筋混凝土 護臂及底板。玻璃纖維筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar)，簡稱GFRP，是一種玻璃 纖維增強復(fù)合材料，由玻璃纖維和樹脂經(jīng)熱融合而成，可加工成與鋼筋一樣的形式與尺寸。 與鋼筋相比，GFRP筋具有抗拉強度高、重量輕、可切割性好、抗腐蝕性能好、熱傳導(dǎo)和電傳導(dǎo) 能力低等優(yōu)點，在很多情況下可以用來代替普通鋼筋。
[0004] 檢查井護臂采用玻璃纖維筋局部替代普通鋼筋后，盾構(gòu)穿越檢查井存在一些問 題。由于玻璃纖維筋具有較低的抗剪強度，同時盾構(gòu)推進的前方為檢查井，是臨空狀態(tài)，在 盾構(gòu)推力作用下，檢查井和盾構(gòu)外殼接觸區(qū)域玻璃纖維筋格柵易發(fā)生整體剪切破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：提供一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，設(shè)定合理的盾構(gòu)穿越檢 查井參數(shù)以及檢查井和盾構(gòu)外殼接觸區(qū)域局部加強的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。盾構(gòu)洞口玻璃纖維筋圍護 粧局部加強的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的盾構(gòu)芽越檢查井因檢查井和盾構(gòu)外殼接觸 區(qū)域玻璃纖維筋格柵抗剪承載力不足而容易導(dǎo)致工程事故的問題。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，主要包括以 下步驟： (1) 人工開挖檢查井：檢查井為從地面至盾構(gòu)通道中部的堅井； (2) 綁扎鋼筋并澆筑混凝土護臂：檢查井內(nèi)盾構(gòu)通道以上的部分的內(nèi)壁綁扎鋼筋； (3) 綁扎玻璃纖維筋并澆筑混凝土護臂：在距盾構(gòu)通道上端500mm處至井底用玻璃纖 維筋代替鋼筋，二者之間相互搭接，并用不少于兩個鋼制U型卡扣機械連接； (4) 以檢查井和盾構(gòu)外殼交界處為中心向上下兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)設(shè)有玻璃纖維筋箍 筋加強區(qū)，該玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)的箍筋間距小于其他區(qū)域的玻璃纖維筋的箍筋間距； (5) 以合適的盾構(gòu)參數(shù)控制盾構(gòu)機穿越檢查井。
[0007] 所述的鋼筋和玻璃纖維筋由多根軸向筋和圍繞在軸向筋的箍筋組成，所述的鋼筋 和玻璃纖維筋的箍筋間距為200mm，所述的玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)的箍筋間距為100mm。
[0008] 所述的鋼筋和玻璃纖維筋之間的搭接長度為軸向筋直徑的40倍。
[0009] 所述的盾構(gòu)穿越檢查井的直徑為2nT3m，深度按下述公式計算： L=H+ (1/2 ?2/3)D 式中：L為檢查井深度；Η為盾構(gòu)覆土厚度；D為盾構(gòu)直徑。
[0010] 盾構(gòu)穿越檢查井時按照下列盾構(gòu)參數(shù)控制掘進：（1)盾構(gòu)總推力：800t~1000t ; ⑵推進速度：5mm/min ; (3)刀盤轉(zhuǎn)速：0. 5rad/min?1. 5rad/min ; (4)刀盤扭矩： 3600kNnT4000kNm。 toon] 本發(fā)明有益效果是：通過局部增加玻璃纖維筋箍筋的配箍率，不僅為盾構(gòu)檢查井 開挖提高了安全儲備，而且增強了檢查井和盾構(gòu)外殼接觸區(qū)域玻璃纖維筋格柵的抗剪承載 力，防止出現(xiàn)整體抗剪破壞，極大提高了盾構(gòu)穿越檢查井的安全性。選擇合適的總推力、掘 進速度、扭矩和刀盤轉(zhuǎn)速等盾構(gòu)的主要參數(shù)，也是保證盾構(gòu)能夠安全穿越檢查井的重要因 素。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明盾構(gòu)檢查井支護結(jié)構(gòu)玻璃纖維筋、鋼筋布置示意圖； 圖2是圖1中P處的放大圖。

【具體實施方式】
[0013] 參見圖1和圖2,本發(fā)明一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其工藝流程為：檢查井 開挖一盾構(gòu)掘進貼近檢查井一側(cè)護臂并切割一刀盤檢查與換刀一回填檢查井一盾構(gòu)切割 另一側(cè)護臂并繼續(xù)掘進。其特征在于，主要包括以下步驟： (1)人工開挖檢查井2 :檢查井2為從地面至盾構(gòu)隧道1中部的堅井。
[0014] (2)鋼筋護臂施做：每次開挖不能超過lm，綁扎鋼筋3并澆筑混凝土，直至開挖到 盾構(gòu)隧道上方500mm處。
[0015] (3)玻璃纖維筋護臂施做：在距盾構(gòu)隧道上方500mm處至井底用玻璃纖維筋6代 替鋼筋，二者之間相互搭接(搭接區(qū)4)用不少于兩個鋼制U型卡扣機械連接(為本單位的專 利技術(shù))，每次開挖也不能超過lm，并燒筑混凝土。
[0016] 以檢查井2和盾構(gòu)外殼(盾構(gòu)通道1的外沿)交界處為中心向上下兩側(cè)各500mm范 圍內(nèi)設(shè)有玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)5,該玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)5的箍筋間距小于其他區(qū)域 的玻璃纖維筋的箍筋間距。
[0017] (4)封底：底板用玻璃纖維筋封底，并澆筑混凝土。
[0018] (5)盾構(gòu)掘進：盾構(gòu)掘進貼近檢查井護臂并切割，刀盤進入檢查井，停機。
[0019] (6)檢查刀盤：架設(shè)步梯，人工檢查刀盤并進行換刀。
[0020] (7)回填檢查井2 :采用粘性土或低標(biāo)號混凝土回填檢查井。
[0021] (8)盾構(gòu)再次掘進：盾構(gòu)重新啟動，并切割另一側(cè)護臂進行掘進。
[0022] 所述的鋼筋3和玻璃纖維筋6由多根軸向筋和圍繞在軸向筋的箍筋組成(現(xiàn)有技 術(shù))，所述的鋼筋和玻璃纖維筋的箍筋間距為200mm，所述的玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)5的箍 筋間距為100mm。所述的鋼筋3和玻璃纖維筋6之間的搭接長度為軸向筋(主筋)直徑的40 倍。
[0023] 所述的盾構(gòu)穿越檢查井2的直徑為2nT3m，深度按下述公式計算： L=H+ (1/2 ?2/3)D 式中：L為檢查井深度；Η為盾構(gòu)覆土厚度；D為盾構(gòu)直徑。
[0024] 盾構(gòu)穿越檢查井2時按照下列盾構(gòu)參數(shù)控制掘進：（1)盾構(gòu)總推力：800t~1000t ; ⑵推進速度：5mm/min ; (3)刀盤轉(zhuǎn)速：0. 5rad/min?1. 5rad/min ; (4)刀盤扭矩： 3600kNnT4000kNm。
[0025] 圖中檢查井2的直徑2000mm，盾構(gòu)隧道1直徑6000mm，為預(yù)防盾構(gòu)掘進的尺寸偏 差，檢查井1底部從盾構(gòu)隧道1中心位置向下延長500mm。檢查井支護結(jié)構(gòu)配筋從上往下分 別為鋼筋(區(qū)）3、玻璃纖維筋和鋼筋的搭接區(qū)4、玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)5、玻璃纖維筋(區(qū)） 6〇
【權(quán)利要求】
1. 一種盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，主要包括以下步驟： (1) 人工開挖檢查井：檢查井為從地面至盾構(gòu)通道中部的堅井； (2) 綁扎鋼筋并澆筑混凝土護臂：檢查井內(nèi)盾構(gòu)通道以上的部分的內(nèi)壁綁扎鋼筋； (3) 綁扎玻璃纖維筋并澆筑混凝土護臂：在距盾構(gòu)通道上端500mm處至井底用玻璃纖 維筋代替鋼筋，二者之間相互搭接，并用不少于兩個鋼制U型卡扣機械連接； (4) 以檢查井和盾構(gòu)外殼交界處為中心向上下兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)設(shè)有玻璃纖維筋箍 筋加強區(qū)，該玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)的箍筋間距小于其他區(qū)域的玻璃纖維筋的箍筋間距； (5) 以合適的盾構(gòu)參數(shù)控制盾構(gòu)機穿越檢查井。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，所述的鋼筋和玻 璃纖維筋由多根軸向筋和圍繞在軸向筋的箍筋組成，所述的鋼筋和玻璃纖維筋的箍筋間距 為200mm，所述的玻璃纖維筋箍筋加強區(qū)的箍筋間距為100mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，所述的鋼筋和玻 璃纖維筋之間的搭接長度為軸向筋直徑的40倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，所述的盾構(gòu)穿越 檢查井的直徑為2nT3m，深度按下述公式計算 ： L=H+ (1/2 ?2/3)D 式中：L為檢查井深度；Η為盾構(gòu)覆土厚度；D為盾構(gòu)直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)穿越檢查井的施工方法，其特征在于，盾構(gòu)穿越檢查井 時按照下列盾構(gòu)參數(shù)控制掘進：（1)盾構(gòu)總推力：800t~1000t ;(2)推進速度：5mm/min ;(3) 刀盤轉(zhuǎn)速：〇· 5rad/min?1. 5rad/min ; (4)刀盤扭矩：3600kNm?4000kNm。
【文檔編號】E21D9/08GK104060997SQ201410329413
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】劉軍, 原海軍, 李京凡, 王芳, 宋旱云, 楊三資, 周洪 申請人:北京建筑大學(xué)