一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法与流程

本发明属于隧洞工程盾构法施工，特别指在核电站厂区内场地环境受限情况下，隧洞工程盾构机与工作井端墙呈斜角状态下始发的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法。

背景技术：

1、现有技术中，隧道盾构法施工已逐渐应用于核电领域，但基于核电项目管理模式下，厂房、廊道、虹吸井、排水隧洞以及闸门井等整体布局环环相扣，很多相邻工作面需同步开展作业，导致排水隧洞线路设计受到地上、地下建构筑物的影响以及虹吸井井位限制，使得盾构法施工存在线路轴线与工作井端墙呈斜角状态下始发的特殊情况。盾构斜角始发不同于正常始发，由于掌子面切口为斜角，在始发掘进过程中产生反力以及侧向位移难以控制，使其在掘进过程中稳定性差，对反力架、始发基座、导向控制等方面的设计与施工均提出了极高要求，故需要采取措施使盾构能以90°交角始发。

2、某项目核电站排水项目，以虹吸井作为隧洞盾构法施工的始发井，由于周围已规划厂房及廊道等区域，因此其在设计阶段就存在始发井空间狭小、盾构线路轴线与工作井端墙呈72.12°斜角等不利因素，与轨道交通工程地铁车站作始发井不同，该项目盾构机的后配套台车无法下井拼装调试、盾构机掘进轴线与掌子面无法100%接触、反力架顶部横梁受力无法直接作用在主体结构上、井下垂直运输空间受限，这些问题累计起来使得盾构机斜向始发愈发困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，能够解决上述盾构机斜向始发所引起的一系列问题，使得盾构斜向始发顺利完成。

2、为实现上述目的，本发明了如下技术方案：一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1，优化始发导台；根据盾构机盾体的外弧长、盾体下导轨的尺寸规格，以及盾构机重量，绘制始发导台横断面图，计算两条始发导台的间距、导台的配筋，并在始发井底板施工时同步完成始发导台作业；

4、s2，加强反力架支撑；根据隧洞设计起始里程，对管片负环进行排版设计，从而确定反力架的支撑位置，并根据盾构机掘进最大推力对反力架规格型号、斜撑底撑的规格型号进行验算；

5、s3，盾构机分体始发吊装；根据始发井作业空间以及地面作业空间，对盾构机分体始发进行场地布置，将与始发井口大小相适应的掘进设备通过龙门吊吊装下井，并与地面后配套台车用延长管线进行连接、组装调试；

6、s4，异形延伸钢环安装；根据结构预埋钢环图纸进行异形延伸钢环的设计与加工，在异形延伸钢环顶部预留灌料孔，进场后现场先进行试拼装，确认合格后方可进行异形延伸钢环安装作业；

7、s5，异形区域填充；异形延伸钢环安装完成后，先拼装1环负环，将盾构机的刀盘顶进至异形延伸钢环，使刀盘前异形区域形成一个密闭空间，再通过异形延伸钢环顶部的预留灌料孔，将豆粒石填充至异形区域；

8、s6，负环半环拼装；异形区域填充完成后，刀盘进行试转，测试并调整刀盘压力后，进行盾构试掘进，再完成负环管片拼装；

9、s7，调整盾尾间隙；异形延伸钢环安装完成后，需调试盾构机主驱动千斤顶，结合隧洞轴线坡度、始发导台坡度、异形钢环轴线坡度，在盾构掘进、负环半环拼装的同时，调整盾构机盾尾间隙；

10、s8，顺利斜向始发；在负环拼装时同步将盾尾间隙调整到合适的位置，即可进入正环管片掘进拼装，掘进的同时将产生的渣土通过龙门吊将渣土倒入渣土池中，将管片吊装下井沿掘进设备推进的方向在盾构隧道的内侧壁处进行拼装，顺利完成盾构斜向始发。

11、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s1中，所述始发井底板施工作业的具体实施步骤为：

12、s11，清理始发井；

13、s12，浇筑结构底板；

14、s13，铺设盾体导轨；

15、s14，划分结构底板开槽区域并对始发井底板进行开槽；

16、s15，在反力架及支撑位置预埋锚固钢板。

17、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s2中，所述反力架和底撑设置在结构底板的开槽处，所述反力架在井下工作面移交至盾构施工时进行安装。

18、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s3中，所述地面作业空间包括龙门吊轨道区域、延长管线存放区域、盾构机分体吊装区域和盾构机分体后配套台车区域，所述盾构机分体吊装区域远离始发井的一侧依次设置有管片存放区域和渣土池，所述盾构机分体吊装区域、管片存放区域和渣土池同侧留有人行通道，所述掘进设备包括管片拼装机、螺旋输送机。

19、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s6中，所述负环管片采用通缝半环拼装，顶部管片与反力架之间采用4根钢支撑进行传力支顶。

20、本发明使用时，通过采用钢筋混凝土导台始发技术，与结构底板充分连接，使得盾构机重力能够较好的传到底板上；通过对结构底板开槽，反力架底撑能够直接顶在结构底板上、斜撑锚固在底板上，使得盾构掘进的反作用力有效地传递到结构底板上；通过采用盾构机分体始发，试掘进阶段仅下井盾构机盾体、管片拼装机与螺旋输送机，满足初步的掘进出渣，其余设备待隧洞掘进满足后配套台车空间时再进行吊装调试；通过采用异形延伸钢环的方法，将盾构机与工作井斜角端墙包裹住，同时在刀盘前异形区域注满豆粒石，以降低刀盘掘进时受力不均匀，减少盾构机盾体扭转偏位；根据盾构始发轴线与坡度，调整盾构初始阶段盾尾间隙，便于盾构掘进阶段调整掘进姿态控制以及降低试掘进阶段管片拼装破损情况；通过负环半环拼装，增加井下垂直运输作业空间，提高盾构掘进出渣效率。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法能够有效的将盾构自身的重力、掘进的反作用力传递到结构底板上，降低刀盘掘进时受力不均，减少盾构机斜向始发盾体扭转偏位，有利于盾构试掘进阶段轴线与管片拼装质量控制，提高盾构掘进效率，有着良好的安全保障。

技术特征：

1.一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，步骤s1中，所述始发井底板施工作业的具体实施步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，步骤s2中，所述反力架和底撑设置在结构底板的开槽处，所述反力架在井下工作面移交至盾构施工时进行安装。

4.根据权利要求1所述的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，步骤s3中，所述地面作业空间包括龙门吊轨道区域、延长管线存放区域、盾构机分体吊装区域和盾构机分体后配套台车区域，所述盾构机分体吊装区域远离始发井的一侧依次设置有管片存放区域和渣土池，所述盾构机分体吊装区域、管片存放区域和渣土池同侧留有人行通道，所述掘进设备包括管片拼装机、螺旋输送机。

5.根据权利要求1所述的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，其特征在于，步骤s6中，所述负环管片采用通缝半环拼装，顶部管片与反力架之间采用4根钢支撑进行传力支顶。

技术总结
本发明公开了隧洞工程盾构法施工领域内的一种核电站排水隧洞盾构斜向始发方法，包括优化始发导台、加强反力架支撑、盾构机分体始发吊装、异形延伸钢环安装、异形区域填充、负环半环拼装、调整盾尾间隙、顺利斜向始发步骤。本发明能够在核电站厂区内场地环境受限情况下，隧洞工程盾构机与工作井端墙呈斜角状态下始发顺利完成。

技术研发人员：刘成群,李继超,龙昊,董德文
受保护的技术使用者：中国核工业华兴建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13