盾构负环管片拆运方法与流程

本发明属于盾构施工技术领域，涉及一种盾构负环管片拆运方法。

背景技术：

负环管片也称临时管片，盾构始发时在反力架和盾构千斤顶之间安装环状管片，以给盾构机掘进向前推进的作用力，盾构始发时，在始发工作竖井里，盾构机的后端是一个反力架(提供反力的后背)，在反力架和盾构千斤顶之间安装环状管片，以给盾构机掘进向前推进的作用力，直到将盾构机构的盾尾进入井壁另一侧的洞口，并向前掘进一段距离，使得地层与正环管片之间的摩擦力能够抵消盾构机推进产生的反力，那么此时从反力架到盾尾之间的临时管片就完成了使命，可以进行拆除了。

盾构法隧道施工技术目前已在国内城市地铁、输水隧洞、电力隧道等领域应用广泛，盾构法施工具有施工工艺成熟，机械化水平高，施工速度快，施工安全等优点，不论何种盾构应用场合，盾构负环管片拆运是一项必不可少的环节。以城市地铁盾构施工为例，盾构管片根据功用分为正环和负环两种，正环管片是永久性构件，拼装完成后不拆除，必须使用质量外观完好的新管片，负环管片是零时构件，起到过渡和提供支撑力的作用，是需要拆卸的管片，采用的是使用过的旧管片，对管片整体外观质量要求不高，在保证强度的情况下，只需要能够完成环向拼装和纵向拼装即可。正负环管片的环向以及纵向均采用强度等级为8.8级的弧形管片螺栓连接。第一环管片由6块管片拼装而成，包含3块a型管片，2块b型管片，一块楔形k型管片，单环管片最大重量约为5t。a型管片上有6个纵向连接螺栓孔，4个环向连接螺栓孔，一个中间拼装孔，b型管片螺栓孔数量以及排布与a型相同，k型管片体积小，只有a、b型管片的三分之一，有4个环向连接螺栓孔，2个纵向连接螺栓孔。管片连接成环需要12个环向连接螺栓，与前一环拼装在一起需要16个纵向连接螺栓，纵向每两个螺栓孔之间弧度为22.5°，根据纵向螺栓孔的数量和分布将管片拼装分为16个点位，正上方为16点位，顺时针90度位置为4点位，正下方为8点位，依次类推，拼装成连续环形结构。

当地铁隧道区间较长时，为满足通风换气的要求，需要在隧道区间的中间部位开设中间风井，盾构掘进通过中间风井时要在风井段拼装负环管片为盾构持续向前掘进提供反作用力。盾构机通过风井段进入正环掘进里程后继续向前掘进约100环顶程，已拼装注浆稳固后的正环管片能够为盾构机后续掘进提供足够的支撑力而且本身不受力滑移时，就可以拆掉中间风井负环管片为风井后续施工提供作业空间。

通常情况下，负环管片采用的常规拆运方法是先从背后钻开管片螺栓的中间拼装孔，拧上拼装头，然后人工拆下其它负环管片与该块管片的连接螺栓，最后强力提吊出该块管片，依次拆下整环负环的所有管片。但是城市征地拆迁困难，政府对施工单位占用土地的时间有严格的要求，中间风井处施工时间往往比较早，连续施做风井和顶板可以节约成本和尽早对维护结构加强支撑，具有技术经济上的优越性，很多情况下，风井前段盾构隧道掘进被耽误以后，风井处不得不提前封闭上层顶板。如果提前施做风井顶板，封闭上层吊装作业空间，会使得该处的负环管片不具备竖向拆卸吊装条件，要另寻它法解决问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构负环管片拆运方法，当中间风井上层顶板封闭，竖向拆运负环成为不可能时，利用有限空间和现场原有设备，在正环管片顶部安装拼装头和定滑轮，钢丝绳与负环管片和土斗连接，机头与土斗连接拉倒负环管片并起吊负环管片，平板车与土斗连接装载负环管片运输至始发井口，可在狭小空间中作业，成本低，提高了施工效率，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种盾构负环管片拆运方法，它包括如下步骤：

步骤1,设定起吊拖拽点；拖拽点位于倒数第二环的正环管片顶部；

步骤2,准备拖拽运输设备；一个机头、两个土斗和一列平板车；

步骤3,拆卸第一环负管片；依次拆卸k管片、b管片和a管片；

步骤4,转运，将拆卸后的管片转运到始发井口；

步骤5,拆卸第二环负管片；先拆卸上半部管片，再拆卸下半部管片；

步骤6,拆卸后续负管片；依次重复步骤5、步骤4，直至整体负环管片拆卸完。

步骤1中，拖拽点的拼装头安装在倒数第二环的正环管片顶部，定滑轮通过锁紧扣与拼装头连接；两根钢丝绳其中的一根穿过定滑轮；两根钢丝绳两端与多个锁扣组成吊拉环。

所述步骤2中，机头分别与两个土斗串联，土斗朝向负环管；将土斗内装满土；靠近负环管一端的土斗与平板车采用楔销连接。

所述步骤3中，它包括如下具体步骤，

步骤3-1，穿过定滑轮的钢丝绳的两端分别与k管片和土斗连接；

步骤3-2，松开并取下k管片和b管片环向连接的螺栓；

优选地，此步骤中，由于负环管片自身重力的环向挤压和纵向螺栓的未抽出，整环管片仍然会维持稳定。

步骤3-3，操作者退出至第二环负管片下部；拆卸k管片和b管片与第二环负管片纵向连接的螺栓和垫片；操作者撤离；

步骤3-4，解除平板车与土斗之间的连接；启动机头带动土斗拉动k管片，k管片在自重下掉落；退回机头至原位，解除钢丝绳与k管片的连接；

步骤3-5，另一根钢丝绳的两端分别与b管片和土斗连接；启动机头带动土斗拉动b管片，b管片在自重下掉落；解除钢丝绳与b管片的连接；

步骤3-6，将步骤3-5中的b管片替换成a管片，拆卸a管片；退回机头至原位；

所述步骤4中，它包括如下具体步骤，

步骤4-1，将穿过定滑轮的钢丝绳的一端与拆卸后的a管片连接；

步骤4-2，启动机头带动土斗拉动k管片垂直上升；

步骤4-3，将平板车推至k管片下部；

步骤4-4，启动机头后退，k管片逐步下降落入到平板车上；

步骤4-5，将平板车与土斗连接；

步骤4-6，启动机头前进，将k管片运输至始发井口；

步骤4-7，重复步骤4-1~步骤4-6将其余的第一环负管片运输至始发井口。

所述步骤5中，它包括如下具体步骤，

步骤5-1，拆卸第二环负环管片与后一节负环管片上的环向连接的螺栓、纵向连接的螺栓和垫片；

优选地，在此步骤中，进行第二环负环管片拆卸时，由第一环环负环管片已拆卸，作业空间足够，可以省去先拆k块的环节，直接整体拉下上半环。

步骤5-2，将未穿过定滑轮的钢丝绳的一端接入多个分支的钢丝绳，与第二环负环管片上半部分的管片连接；启动机头带动土斗将拉动上半部分的管片一次拉动，上半部分的管片在自重下掉落；解除钢丝绳与掉落的管片连接；依次拆卸下半部分的管片；

步骤5-3，将穿过定滑轮的钢丝绳的一端与拆卸后的其中一负环管片连接；

步骤5-4，启动机头带动土斗拉动负环管片垂直上升；

步骤5-5，将平板车推至负环管片下部；

步骤5-6，启动机头后退，负环管逐步下降落入到平板车上；

步骤5-7，重复步骤5-3~步骤5-6，将其余的负环管片吊至平板车上；

步骤5-8，将平板车与土斗连接；

步骤5-9，启动机头前进，将多个负环管片运输至始发井口。

一种盾构负环管片拆运方法，当中间风井上层顶板封闭，竖向拆运负环成为不可能时，利用有限空间和现场原有设备，在正环管片顶部安装拼装头和定滑轮，钢丝绳与负环管片和土斗连接，机头与土斗连接拉倒负环管片并起吊负环管片，平板车与土斗连接装载负环管片运输至始发井口。本发明克服了原隧道中间段施工过程中，不能竖向拆卸盾构机负环管片，拆卸成本高，施工进度缓慢的问题，具有可在狭小空间中作业，成本低，提高了施工效率，操作简单方便的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的工作状态示意图。

图2为a管片俯视示意图。

图3为本发明平板车限位块的结构示意图。

图中：正环管片1，机头2，土斗3，平板车4，k管片5，b管片6，a管片7，拼装头8，定滑轮9，钢丝绳10。

具体实施方式

如图1~图3中，一种盾构负环管片拆运方法，它包括如下步骤：

步骤1,设定起吊拖拽点；拖拽点位于倒数第二环的正环管片1顶部；

步骤2,准备拖拽运输设备；一个机头2、两个土斗3和一列平板车4；

步骤3,拆卸第一环负管片；依次拆卸k管片5、b管片6和a管片7；

步骤4,转运，将拆卸后的管片转运到始发井口；

步骤5,拆卸第二环负管片；先拆卸上半部管片，再拆卸下半部管片；

步骤6,拆卸后续负管片；依次重复步骤5、步骤4，直至整体负环管片拆卸完。

步骤1中，拖拽点的拼装头8安装在倒数第二环的正环管片1顶部，定滑轮9通过锁紧扣与拼装头连接；两根钢丝绳10其中的一根穿过定滑轮9；两根钢丝绳10两端与多个锁扣组成吊拉环。

优选的方案中，所述步骤2中，机头2分别与两个土斗3串联，土斗3朝向负环管；将土斗3内装满土；靠近负环管一端的土斗3与平板车4采用楔销连接。

优选地，平板车4两侧设置限位块。

优选的方案中，所述步骤3中，它包括如下具体步骤，

步骤3-1，穿过定滑轮9的钢丝绳10的两端分别与k管片5和土斗3连接；

步骤3-2，松开并取下k管片5和b管片6环向连接的螺栓；

步骤3-3，操作者退出至第二环负管片下部；拆卸k管片5和b管片6与第二环负管片纵向连接的螺栓和垫片；操作者撤离；

步骤3-4，解除平板车4与土斗3之间的连接；启动机头2带动土斗3拉动k管片5，k管片5在自重下掉落；退回机头2至原位，解除钢丝绳10与k管片5的连接；

步骤3-5，另一根钢丝绳10的两端分别与b管片6和土斗3连接；启动机头2带动土斗3拉动b管片6，b管片6在自重下掉落；解除钢丝绳10与b管片6的连接；

步骤3-6，将步骤3-5中的b管片6替换成a管片7，拆卸a管片7；退回机头2至原位；

优选的方案中，所述步骤4中，它包括如下具体步骤，

步骤4-1，将穿过定滑轮9的钢丝绳10的一端与拆卸后的a管片7连接；

步骤4-2，启动机头2带动土斗3拉动k管片5垂直上升；

步骤4-3，将平板车4推至k管片5下部；

步骤4-4，启动机头2后退，k管片5逐步下降落入到平板车4上；

步骤4-5，将平板车4与土斗3连接；

步骤4-6，启动机头2前进，将k管片5运输至始发井口；

步骤4-7，重复步骤4-1~步骤4-6将其余的第一环负管片运输至始发井口。

优选的方案中，所述步骤5中，它包括如下具体步骤，

步骤5-1，拆卸第二环负环管片与后一节负环管片上的环向连接的螺栓、纵向连接的螺栓和垫片；

步骤5-2，将未穿过定滑轮9的钢丝绳10的一端接入多个分支的钢丝绳，与第二环负环管片上半部分的管片连接；启动机头2带动土斗3将拉动上半部分的管片一次拉动，上半部分的管片在自重下掉落；解除钢丝绳10与掉落的管片连接；依次拆卸下半部分的管片；

步骤5-3，将穿过定滑轮9的钢丝绳10的一端与拆卸后的其中一负环管片连接；

步骤5-4，启动机头2带动土斗3拉动负环管片垂直上升；

步骤5-5，将平板车4推至负环管片下部；

步骤5-6，启动机头2后退，负环管逐步下降落入到平板车4上；

步骤5-7，重复步骤5-3~步骤5-6，将其余的负环管片吊至平板车4上；

步骤5-8，将平板车4与土斗3连接；

步骤5-9，启动机头2前进，将多个负环管片运输至始发井口。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。