CN105221158A - 盾构进出洞注双液浆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构进出洞注双液浆施工方法，包括如下施工步骤：施工准备；测量放样；钻孔；浆液拌制；盾构机推进；使用双液注浆泵在注浆孔注入填充材料和添加剂，注浆过程中盾构机的刀盘持续转动；持续注入双液浆，当被包裹的盾构机主体与周围土体之间的摩擦力大于设定值后，盾构机开始往前推进；盾构机推进时持续注入双液浆；待浆液固结后，继续破除洞门直至盾构机刀盘完全脱出车站维护结构；该盾构进出洞注双液浆施工方法适用于所有地层；无需进行长时间注浆加固；洞门施工时无需再补充注浆；浆液包裹盾体可提供足够的推进反力，有效提高盾构机进出洞段成型隧道质量；设备简单，运输简便；高效利用材料和节约材料成本。

Description

盾构进出洞注双液浆施工方法

技术领域

本发明属于盾构隧道施工领域，特别涉及一种盾构进出洞注双液浆施工方法，该方法适应任何地层。

背景技术

盾构隧道施工中的盾构进洞和出洞是盾构施工中易发事故的高风险施工节点，目前国内盾构隧道施工进出洞主要采取端头预先加固施工和洞门防水系统措施。现有技术无法达到安全、经济、高效的施工要求，主要是端头加固难以保证质量，施工工期长，施工成本高，容易发生地面漏泥砂情况，甚至造成盾构机进出洞过程中塌方。

申请号为200810042120.2的中国发明专利公开了一种特殊地层中盾构进洞的施工方法。其特征在于有下列步骤组成：盾构进洞前，盾构逐渐接近洞门，向外层的土层中注入双液浆，凿除洞门钢圈内厚的地下连续墙砼，进行地面垂直分段探孔检查，在洞门钢圈上焊接预先准备好的双层弹簧钢板，洞门钢圈外侧安装进洞装置，切割地下连续墙内排钢筋，盾构推进破除砼保护层进洞，对加固土和未加固土体之间的接缝处再次进行双液浆的注入，盾构进洞时双层弹簧钢板和进洞装置紧贴盾构机壳体，盾构机头进入橡胶帘布板后停止推进，向外层的土层中注入单液或双液浆补浆。这种盾构进洞的施工方法施工成本高，整个进洞方法较为复杂，施工周期会比较长，同时这种特殊地层进行施工安全隐患比较多。

申请号为201410524858.8的中国发明专利公开了一种盾构进出洞施工方法，完成盾构井主体结构后，采用地下连续墙作为围护结构，在盾构机穿越地连墙槽壁的洞门部位采用玻璃纤维筋替代地连墙在该部位的钢筋；洞门前修筑钢筋混凝土箱体并在其内回填土密封，盾构始发时回填土将盾构机密闭在钢筋混凝土箱体中，盾构到达时回填土密闭填满整个钢筋混凝土箱体；盾构机直接切削洞门完成始发或到达，盾构始发时盾构机在密闭的钢筋混凝土箱体中直接切削洞门完成始发，盾构到达时盾构机直接切削洞门后进入密闭的钢筋混凝土箱体完成到达。这种盾构进出洞的方法同样存在施工量大，成本高的问题，使用这种方法同样会有安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种通用性好能够适应多种复杂地层、施工效率高用时少、施工质量能够保证、施工成本低廉的盾构进出洞注双液浆施工方法。

为了解决本发明所提出的技术问题，本发明公开了一种盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于包括如下施工步骤：

(1)施工准备：调查周边障碍物，平整场地，通水通电等；

(2)测量放样：测量盾构机位置，并准确定出注浆孔位置，做好标识，该注浆孔位置位于维护结构进洞口处；

(3)钻孔：采用坑道钻在步骤(2)放样所确定的注浆孔位置钻孔，钻孔前调整钻机平整度，调整钻杆垂直度，调整后开始钻孔，这个孔洞即为注浆孔；

(4)浆液拌制：使用拌浆桶拌制填充材料，调配添加剂浓度；

(5)盾构机推进：盾构机刀盘推进至车站维护结构加固边缘；

(6)注浆：使用双液注浆泵在注浆孔注入填充材料和添加剂，注浆过程中盾构机的刀盘持续转动；

(7)持续注入填充材料和添加剂组成的双液浆，使得盾构机主体被双液浆部分或全部包裹，双液浆包裹盾构机的过程中盾构机试掘进，当被包裹的盾构机主体与周围土体之间的摩擦力大于设定值后，盾构机开始往前推进；

(8)盾构机推进时持续注入双液浆，当盾构机刀盘的切口环完全进入维护结构后，盾构机暂停推进，但保持刀盘转动，使得双液浆将盾构机主体与车站维护结构之间的间隙填充饱满；

(9)待盾构机主体与维护结构之间间隙位置的浆液固结后，盾构机继续破除洞门，往前推进，同时注入双液浆，直至盾构机刀盘完全脱出车站维护结构。

作为本发明的一种改进，所述盾构机在进出洞过程中，发生渗漏，可间歇性地注入双液浆封堵渗漏通道，达到堵漏的目的。

作为本发明的一种改进，所述间歇地注入双液浆封堵渗漏通道包括如下步骤：

a、在地面引孔至涌砂部位后，调整填充材料和添加剂配比，使填充材料和添加剂组成的双液浆凝固时间控制在设定值以内；

b、开始按比例将该浆液注入，注入2分钟后，待双液浆从涌砂部位冒出即刻暂停注浆，15秒后继续注入，当涌砂部位冒出双液浆后再次暂停15秒，循环多次后，涌砂通道被快速固结的双液浆封堵，无渗漏，洞门堵漏完成。

作为本发明的一种改进，所述双液浆凝固时间的设定值为25秒。

作为本发明的一种改进，所述填充材料为水泥浆液、水泥和膨润土的混合浆液或水泥砂浆中的一种，所述添加剂包括水玻璃。

作为本发明的一种改进，所述添加剂还包括减水剂等。

作为本发明的一种改进，所述步骤(7)中摩擦力的设定值为7000KN。

作为本发明的一种改进，步骤(2)中采用全站仪准确测量盾构机位置。

作为本发明的一种改进，所述步骤(4)中填充材料和减水剂的浓度根据地层情况进行调整。

总的来说本发明具有如下有益效果：

1、通用功能

本发明盾构进出洞注双液浆施工方法适用于所有地层，特别在富水砂砾地层其他施工方法失效时，本发明可有效固结周围土体，防止渗漏，确保盾构进出洞施工安全；

2、高效

使用本发明施工，无需进行长时间注浆加固，盾构机开始破除围护桩时开始施工至盾构机完全进出洞即可；同时，使用该方法施工后，洞门施工时无需再补充注浆，即可拆除或割除，进行洞门施工；

3、保障施工质量

采用本发明施工，浆液包裹盾体可提供足够的推进反力，管片拼装过程中不会因反力不足导致管片拼装不密实，环缝过大造成渗漏等质量问题，采取该方法施工，可有效提高盾构机进出洞段成型隧道质量；

4、经济

使用该方法施工设备简单，运输简便；施工材料秏量少，可高效利用材料和节约材料成本。

附图说明

图1本发明工作状态剖面图；

图2本发明工作状态横截面；

其中：1—地层，2—注浆孔，3—车站维护结构，4—地铁车站，5—盾构机，6—刀盘，7—管片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

盾构进出洞注双液浆施工方法，包括如下施工步骤：

(1)施工准备：调查周边障碍物，平整场地，通水通电等；

(2)测量放样：采用全站仪准确测量盾构机位置，并准确定出注浆孔位置，做好标识，该注浆孔位置位于维护结构进洞口处；

(3)钻孔：采用坑道钻在步骤(2)放样所确定的注浆孔位置钻孔，钻孔前调整钻机平整度，调整钻杆垂直度，调整后开始钻孔，这个孔洞即为注浆孔；

(4)浆液拌制：使用拌浆桶拌制填充材料，调配添加剂浓度，填充材料和减水剂的浓度根据地层情况进行调整；

(5)盾构机推进：盾构机刀盘推进至车站维护结构加固边缘；

(6)注浆：使用双液注浆泵在注浆孔注入填充材料和添加剂，其中填充材料为水泥浆液、水泥和膨润土的混合浆液或水泥砂浆中的一种，所述添加剂包括水玻璃和减水剂，注浆过程中盾构机的刀盘持续转动；

(7)持续注入填充材料和添加剂组成的双液浆，使得盾构机主体被双液浆部分或全部包裹，双液浆包裹盾构机的过程中盾构机试掘进，当被包裹的盾构机主体与周围土体之间的摩擦力大于7000KN后，盾构机开始往前推进；

(8)盾构机推进时持续注入双液浆，当盾构机刀盘的切口环完全进入维护结构后，盾构机暂停推进，但保持刀盘转动，使得双液浆将盾构机主体与车站维护结构之间的间隙填充饱满；

(9)待盾构机主体与维护结构之间间隙位置的浆液固结后，盾构机继续破除洞门，往前推进，同时注入双液浆，直至盾构机刀盘完全脱出车站维护结构。

盾构机在进出洞过程中，发生渗漏，可间歇性地注入双液浆封堵渗漏通道，达到堵漏的目的，其中间歇地注入双液浆封堵渗漏通道包括如下步骤：

a、在地面引孔至涌砂部位后，调整填充材料和添加剂配比，使填充材料和添加剂组成的双液浆凝固时间控制在25秒以内；

b、开始按比例将该浆液注入，注入2分钟后，待双液浆从涌砂部位冒出即刻暂停注浆，15秒后继续注入，当涌砂部位冒出双液浆后再次暂停15秒，循环多次后，涌砂通道被快速固结的双液浆封堵，无渗漏，洞门堵漏完成。

实施例1

盾构出洞注双液浆

广州某地铁项目盾构隧道施工采用本发明盾构进出洞注双液浆施工方法，该项目盾构出洞时接收端车站维护结构是Φ1200人工挖孔灌注桩。

如图1和图2所示，图中给出了地铁车站4的车站维护结构3，盾构机5对车站维护结构3的施工流程为：盾构机5向前推进至刀盘6进入车站维护结构3的维护桩时，暂停推进，采用坑道钻机在盾构机5正上方从车站维护结构3的维护桩外侧800mm距离处引孔至盾构机5主体上方200mm位置，此孔即为注浆孔2；钻孔完成后开始注入由填充材料和添加剂组成的双液浆，其中填充材料为水泥浆，添加剂为水玻璃，当然此过程中可以选择其它的填充材料，同时添加剂也可以增加减水剂，注浆过程中盾构机5的刀盘6需持续转动，防止刀盘6被浆液固结；注入一定时间后，开始试推进，根据推进总推力大小判断盾体被浆液包裹的程度，如被浆液包裹的盾构机5提供到7000KN以上摩擦力时，盾构机5可继续破除洞门，往前推进，如果浆液包裹提供的摩擦力未达到7000KN时需继续注浆，直至地层1对盾构机5提供的摩擦力大于7000KN方可继续推进；盾构机5在破除车站维护结构3的维护桩时，地面继续注入双液浆，直至刀盘(切口环)全部进入车站维护结构3。

当刀盘6(切口环)全部进入车站维护结构3后，暂停推进，地面继续注入双液浆，使得双液浆充实盾构机5与车站维护结构3之间的间隙，盾构机5与车站维护结构3之间的间隙被双浆液固结后，盾构机5继续推进，推进过程中地面同时注入双液浆，直至洞门被完全破除。

实例2

洞门堵漏注双液浆

深圳地铁某项目，盾构机端头采用了双管高压旋喷桩进行加固，盾构机进洞过程中应洞门防水措施受破坏，洞门部位发生涌砂，地面发生塌陷。

在发生险情时采取本发明施工方法进行抢险，在地面引孔至涌砂部位后，调整水泥浆和水玻璃配比，使浆液凝固时间控制在25秒以内，开始按水泥浆和水玻璃的配比注入浆料，注入2分钟后，有浆液从涌砂部位冒出，有浆液冒出后即刻暂停注浆，15秒后继续注入，当涌砂部位冒浆后再次暂停15秒，循环多次后，涌砂通道被快速固结的双液浆封堵，无渗漏，洞门堵漏完成。

通过上述具体实施方式的阅读理解，本领域的技术人员可容易地实现本发明。上述具体实施方式中的内容仅仅是示意性的，并不是出于限定目的而给出。尽管已经结合特定的实施例进行了详细描述和说明，但是对本领域的技术人员来说，显然可以在不脱离本发明精神的前提下对本发明作出各种各样的修改和变化。为使本发明得到有效的保护，本发明所附的权利要求书将试图覆盖所有落于本发明精神内的各种修改和变化的技术方案。

Claims (9)

1.盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于包括如下施工步骤：

(1)施工准备：调查周边障碍物，平整场地，通水通电等；

(2)测量放样：测量盾构机位置，并准确定出注浆孔位置，做好标识，该注浆孔位置位于维护结构进洞口处；

(3)钻孔：采用坑道钻在步骤(2)放样所确定的注浆孔位置钻孔，钻孔前调整钻机平整度，调整钻杆垂直度，调整后开始钻孔，这个孔洞即为注浆孔；

(4)浆液拌制：使用拌浆桶拌制填充材料，调配添加剂浓度；

(5)盾构机推进：盾构机刀盘推进至车站维护结构加固边缘；

(6)注浆：使用双液注浆泵在注浆孔注入填充材料和添加剂，注浆过程中盾构机的刀盘持续转动；

(7)持续注入填充材料和添加剂组成的双液浆，使得盾构机主体被双液浆部分或全部包裹，双液浆包裹盾构机的过程中盾构机试掘进，当被包裹的盾构机主体与周围土体之间的摩擦力大于设定值后，盾构机开始往前推进；

(8)盾构机推进时持续注入双液浆，当盾构机刀盘的切口环完全进入维护结构后，盾构机暂停推进，但保持刀盘转动，使得双液浆将盾构机主体与车站维护结构之间的间隙填充饱满；

(9)待盾构机主体与维护结构之间间隙位置的浆液固结后，盾构机继续破除洞门，往前推进，同时注入双液浆，直至盾构机刀盘完全脱出车站维护结构。

2.根据权利要求1所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述盾构机在进出洞过程中，发生渗漏，可间歇性地注入双液浆封堵渗漏通道，达到堵漏的目的。

3.根据权利要求2所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述间歇地注入双液浆封堵渗漏通道包括如下步骤：

a、在地面引孔至涌砂部位后，调整填充材料和添加剂配比，使填充材料和添加剂组成的双液浆凝固时间控制在设定值以内；

b、开始按比例将该浆液注入，注入2分钟后，待双液浆从涌砂部位冒出即刻暂停注浆，15秒后继续注入，当涌砂部位冒出双液浆后再次暂停15秒，循环多次后，涌砂通道被快速固结的双液浆封堵，无渗漏，洞门堵漏完成。

4.根据权利要求3所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述双液浆凝固时间的设定值为25秒。

5.根据权利要求1所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述填充材料为水泥浆液、水泥和膨润土的混合浆液或水泥砂浆中的一种，所述添加剂包括水玻璃。

6.根据权利要求5所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述添加剂还包括减水剂。

7.根据权利要求1所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述步骤(7)中摩擦力的设定值为7000KN。

8.根据权利要求1所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：步骤(2)中采用全站仪准确测量盾构机位置。

9.根据权利要求1所述的盾构进出洞注双液浆施工方法，其特征在于：所述步骤(4)中填充材料和添加剂的浓度根据地层情况进行调整。