在地下排水管渠建设中,往往会面临新建工程与已建管渠的接合施工。如接合位置深度不大,则可采用建造基坑的方式实施地下管渠接合,但接合位置若处于大深度范围内,则需采用冻结法、高压喷射搅拌法等辅助工法进行施工,造价较高。为了避免城市开挖并降低施工成本,日本也在不断探索机械式地下接合方式。
机械式地下接合
目前,日本将机械式地下接合方式(包括正面对接和侧面T字接合)分成以下几类:
①刀盘滑动方式
2台中心驱动的掘进机正面接合,刀盘支架收缩至外壳内,隔板和驱动齿轮形成一体向后滑动,通过纠偏油缸控制钢壳板使两台盾构机的外壳相互嵌合,最后采用冻结工法稳固地层后,对钢壳板进行对焊。
②贯入环方式
其中1台盾构机采用3层外壳,内部设有贯入环;另一侧盾构机的相同结构内设有承压用橡胶环和贯入室。在到达位置推出贯入环进入贯入室实现机械性接合。该方式原则上无需辅助工法。
③切口环滑动方式
2台盾构机外壳配备了可滑动的切口环,在到达位置推出切口环相互嵌合。这种方式同样需要冻结工法辅助。
今天,小编为大家介绍一下切口环滑动方式的机械式地下接合技术,一起来看下吧~~~
分割切口环式盾构接合工法
该工法是由日本奥村组和奥村机械制作公司联合开发的一种盾构隧道斜向接合的技术,适用于雨水管渠、综合管廊等单层衬砌的盾构隧道分岔或接合部位。
工法特点:
• 盾构与已建管渠接合的最大角度为112.5°(直角90°+22.5°);
• 接合用盾构机的适用外径最小为2680mm(成型内径2000mm左右),开口率(接合用盾构机外径/主线隧道直径)最大80%;
• 通过盾构进行接合的部位,可以简化主线隧道开口部位的加固;
• 无需大规模地基改良,且由于开口加固简化,使地下接合施工成本降低。
接合施工步骤
①盾构机掘进至所需位置。
②刀盘伸缩用辐条缩小收纳后,拆除盾构推进油缸等设备,在切口环上安装旋转油缸和顶推油缸。
③与主线隧道间距较短的分割切口环在水刀辅助下压入主线隧道管片;通过分割切口环顶端进行注浆,对主线隧道的连接部位进行止水;然后相邻的分割切口环依次压入。单次行程500mm,顶推后延长推进管进行压入;分割切口环残留,回收水刀旋转喷射装置。
④重复所有分割切口环的压入作业。水刀旋转喷射装置和顶推油缸可再次利用。
完成所有分割切口环作业后,从盾构机侧面拆除刀盘部位,进行土体挖掘和主线管片开口的施工。由于相邻的分割切口环采用了啮合结构,能够形成整体发挥支撑土体以及止水的功能。
滑动式切口环盾构工法
日本江户川左岸流域下水道某标段需在避免地面施工的情况下完成与既有管渠的直接接合。因此采用了滑动式切口环盾构工法。
地下接合段的纵断图
工法特点:
• 可在短时间内完成管渠接合;
• 盾构机前盾采用外筒和内筒的双层结构,到达后外筒(滑动式切口环)顶出,可防止周边土体坍塌;
• 与既有管渠开口的加固方法为,拆除一部分二次衬砌后,安装拱形支护形成环加固构造。
施工步骤:
①盾构机在到达地点前约20m处停下后,对既有下水道管渠周边进行低压渗透方式的化学注浆。
②通过液压千斤顶收缩盾构机刀盘辐条,撤除管片拼装机、螺旋输送机、液压软管、注浆管等;随后在4个位置上安装切口环顶出用千斤顶。
③利用4台行程仅200mm的60t千斤顶将切口环顶出,顶出切口环的前端与既有管渠的管片形状一致,为上下不对称的曲线。因此需增加4台千斤顶的挪用次数,并在切口环上每50mm设置一个用来固定液压千斤顶的螺孔。
与使用中的既有管渠接合时,需在盾构机后方约3m处设置一道隔墙。采用人工挖掘方式,完成切口环的接合,并进行开口处加固。
无论是分割式还是滑动式,均是采用切口环技术来实现管渠接合处工作面的稳定。那么,在管渠接合的施工中,还有哪些工法可以实现非开挖地下接合呢?是可直接用盾构切削的T-BOSS工法?还是在各种非开挖领域均有涉猎的NEWTULIP工法?或者是国内备受推崇的联络通道盾构机/顶管机?各位也一起来谈谈看法吧!