CN105386770A - 用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法 - Google Patents

用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法 Download PDF

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安文河
张书伟
邢杨
梁国辉
韩风光
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徐利
任富芝
刘倩
张乾
刘庆楠
张彦栋
王玉鹏
周磊
肖弼文
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Abstract

本发明公开了一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用以下步骤：一)端头加固施工：加固中间风井盾构机出洞端和进洞端的端头；加固端头位于中间风井围护地连墙的外侧；二)隔墙施工和洞门破除施工：在左右两条隧道之间施工隔墙；破除中间风井围护地连墙的局部以形成供盾构机通过的洞门；形成回填区，在回填区的内侧设有泡沫板；三)回填施工：在回填区6回填砂浆；四)待回填砂浆的强度满足掘进要求后开始盾构掘进，盾构机通过回填后的中间风井。本发明：采用合适的回填材料回填中间风井，使经过的盾构机在保持连续掘进的状态下直接穿越中间风井，能够避免盾构机在中间风井处的始发和接收。

Description

用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法
技术领域
本发明涉及一种盾构机通过中间风井的方法，特别是涉及一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法。
背景技术
目前，在盾构施工过程中，在遇到中间风井时，通常需要将盾构机从中间风井的一侧接收，再从另一侧始发，然后开始掘进，费时费力，成本高。而地质情况复杂，地下水含量丰富，周边建筑物多，周围环境复杂等施工条件均为盾构始发和接收带来了巨大的难度，同时，防止涌水涌砂也是盾构始发及接收的重难点。
为了避免多次始发和接收，降低风险，针对工程特点，选择合适的穿越方法，是确保盾构安全施工的关键。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，该方法能够使盾构机直接穿越中间风井，而无需进行始发和接收的吊装工作。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用以下步骤：一)端头加固施工：加固中间风井盾构机出洞端和进洞端的端头；加固端头位于中间风井围护地连墙的外侧；二)隔墙施工和洞门破除施工：在左右两条隧道之间施工隔墙；破除中间风井围护地连墙的局部以形成供盾构机通过的洞门；隔墙和与其相对的中间风井结构侧墙以及它们两端的中间风井围护地连墙和中间风井结构端墙围成回填区，在回填区的内侧设有泡沫板；三)回填施工：在回填区6回填砂浆，所述砂浆是由水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成的，各组份的重量份比为：水泥：60～100，河砂：1200～1300，粉煤灰：140，矿粉：70～80，减水剂：2～5，水：240，膨润土：100～150；四)待回填砂浆的强度满足掘进要求后开始盾构掘进，盾构机通过回填后的中间风井。
所述步骤二)，在进行洞门破除施工时，先进行洞门探水试验，探水合格后进行洞门处中间风井围护地连墙的混凝土及钢筋破除。
所述步骤一)，采用双高压旋喷桩进行端头加固。
所述步骤二)，施工两道相互隔开的所述隔墙。
所述步骤三)，各组份的重量份比为：水泥：60～70，河砂：1200～1300，粉煤灰：140，矿粉：70，减水剂：3～4.5，水：240，膨润土：100～120。
本发明具有的优点和积极效果是：采用合适的回填材料回填中间风井，使经过的盾构机在保持连续掘进的状态下直接穿越中间风井，能够避免盾构机在中间风井处的始发和接收。采用水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水搅拌制成的砂浆回填盾构施工部位，能够保证盾构机穿越时，土压平衡稳定，使盾构机能够稳定顺畅地穿越回填部位，极大地增加盾构机穿越中间风井的安全系数；同时，使用该回填材料，可以极大地降低盾构机刀盘磨损程度，延长其使用寿命，保护盾构机的工作功能。
附图说明
图1为本发明应用的平面图；
图2为本发明应用的立面图。
图中：1、加固端头；2、中间风井围护地连墙；3、隔墙；4、中间风井结构侧墙；5、中间风井结构端墙；6、回填区。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图2，一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用以下步骤：
一)端头加固施工：加固中间风井盾构机出洞端和进洞端的端头；加固端头1位于中间风井围护地连墙2的外侧。并且可以采用双高压旋喷桩进行端头加固。
二)隔墙施工和洞门破除施工：在左右两条隧道之间施工隔墙3；破除中间风井围护地连墙2的局部以形成供盾构机通过的洞门；隔墙2和与其相对的中间风井结构侧墙4以及它们两端的中间风井围护地连墙2和中间风井结构端墙5围成回填区6，在回填区6的内侧设有泡沫板，设置泡沫板是为了保护风井结构端墙及侧墙。
在进行洞门破除施工时，先进行洞门探水试验，探水合格后进行洞门处中间风井围护地连墙的混凝土及钢筋破除。隔墙3可以设置相互隔开的两道，一方面分隔两条隧道分别回填；另一方面减小回填材料用量，节约成本。
三)回填施工：在回填区回填砂浆，所述砂浆是由水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成的，各组份的重量份比为：水泥：60～100，河砂：1200～1300，粉煤灰：140，矿粉：70～80，减水剂：2～5，水：240，膨润土：100～150；
四)待回填砂浆的强度满足掘进要求后开始盾构掘进，盾构机通过回填后的中间风井。
待盾构机通过后，对风井内回填材料进行挖除，挖除完毕后继续风井后续施工。
关于上述回填穿越方法现例举以下四个实施例：
实施例1：
一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用上述步骤完成，其中，上述砂浆采用水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成，各组份的重量份比为：水泥：100，河砂：1300，粉煤灰：140，矿粉：80，减水剂：5，水：240，膨润土：150。使用时，在施工现场，将上述各组份利用现场搅拌装置进行混合，混合均匀后制得拌和砂浆，其稠度12.6cm，抗压强度(28d)为5.8Mpa。将拌合砂浆注入回填区。拌合砂浆回填一天后，其强度达到预设值，在本实施例中，回填砂浆强度的预设值为0.8～1.0Mpa，使盾构机通过中间风井。实践证明：盾构机能够顺利通过中间风井。在盾构机穿越中间风井的过程中土仓压力为0.03MPa-0.05MPa；每环出渣量为45方～50方；推进速度为2～2.5cm/min，推力为850～950t，刀盘扭矩及其它相关参数均在正常范围内。
实施例2：
一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用上述步骤完成，其中，上述砂浆采用水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成，各组份的重量份比为：水泥：60，河砂：1200，粉煤灰：140，矿粉：70，减水剂：3，水：240，膨润土：100。使用时，在回填施工现场，将上述各组份利用现场搅拌装置进行混合，混合均匀后制得拌和砂浆，其稠度13.3cm，抗压强度(28d)为5.1Mpa。将拌合砂浆注入回填区。拌合砂浆回填一天后，其强度达到预设值，在本实施例中，回填砂浆强度的预设值为0.6～0.8Mpa，使盾构机通过中间风井。实践证明：盾构机能够顺利通过中间风井。在盾构机穿越中间风井的过程中土仓压力为0.02MPa-0.03MPa；每环出渣量为45方～50方；推进速度为2～2.5cm/min，推力为850～950t，刀盘扭矩及其它相关参数均在正常范围内。
实施例3：
一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用上述步骤完成，其中，上述砂浆采用水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成，各组份的重量份比为：水泥：60，河砂：1200，粉煤灰：140，矿粉：70，减水剂：2，水：240，膨润土：100。现场施工时将上述各组份拌制成砂浆，其稠度12.8cm，抗压强度(28d)为5.4Mpa。将拌合砂浆注入回填区。拌合砂浆回填一天后，其强度达到预设值，在本实施例中，回填砂浆强度的预设值为0.6～1.0Mpa，使盾构机通过中间风井。实践证明：盾构机能够顺利通过中间风井。在盾构机穿越中间风井的过程中土仓压力为0.02MPa-0.04MPa；每环出渣量为45方～50方；推进速度为2～2.5cm/min，推力为850～950t，刀盘扭矩及其它相关参数均在正常范围内。
实施例4：
一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，采用上述步骤完成，其中，上述砂浆采用水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成，各组份的重量份比为：水泥：70，河砂：1300，粉煤灰：140，矿粉：70，减水剂：4.5，水：240，膨润土：120。现场施工时将上述各组份拌制成砂浆，其稠度12.8cm，抗压强度(28d)为5.5Mpa。将拌合砂浆注入回填部位，例如：中间风井。拌合砂浆回填一天后，其强度达到预设值，在本实施例中，回填砂浆强度的预设值为0.6～1.0Mpa，使盾构机通过中间风井。实践证明：盾构机能够顺利通过中间风井。在盾构机穿越中间风井的过程中土仓压力为0.02MPa-0.04MPa；每环出渣量为45方～50方；推进速度为2～2.5cm/min，推力为850～950t，刀盘扭矩及其它相关参数均在正常范围内。
在本发明中，水泥是主要粘合剂，是粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，是回填材料的核心物料。
河砂是较为经济实用的细骨料，在砂浆及混凝土中经常使用。
粉煤灰和矿粉是水泥代用品，也是浆液固结体的胶结材料，可以降低造价。
减水剂是一种常用的混凝土外加剂，可以在维持混凝土坍落度不变的情况下，减少拌合用水量。减水剂大多属于阴离子表面活性剂，含有木质素磺酸盐和萘磺酸盐甲醛聚合物。减水剂加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性能，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。
膨润土作为一种外加剂，能够极大地提高浆液的稠度，使浆液的稳定性得到极大地提高。膨润土作为溶胀材料，其溶胀过程将吸收大量的水，使砂浆中的自由水减少，导致砂浆的流动性降低，流动性损失加快；膨润土是以蒙脱石为主的硅酸盐，具有柱状结构，因而水解后，在砂浆中可以形成卡屋结构，增大砂浆的稳定性，同时其特有的滑动效应，在一定程度上可以提高砂浆的流动性能，增大可泵性，在一定程度上防止堵管。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，其特征在于，采用以下步骤：
一)端头加固施工：加固中间风井盾构机出洞端和进洞端的端头；加固端头位于中间风井围护地连墙的外侧；
二)隔墙施工和洞门破除施工：在左右两条隧道之间施工隔墙；破除中间风井围护地连墙的局部以形成供盾构机通过的洞门；隔墙和与其相对的中间风井结构侧墙以及它们两端的中间风井围护地连墙和中间风井结构端墙围成回填区，在回填区的内侧设有泡沫板；
三)回填施工：在回填区6回填砂浆，所述砂浆是由水泥、河砂、粉煤灰、矿粉、减水剂和水拌合而成的，各组份的重量份比为：水泥：60～100，河砂：1200～1300，粉煤灰：140，矿粉：70～80，减水剂：2～5，水：240，膨润土：100～150；
四)待回填砂浆的强度满足掘进要求后开始盾构掘进，盾构机通过回填后的中间风井。
2.根据权利要求1所述的用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，其特征在于，所述步骤二)，在进行洞门破除施工时，先进行洞门探水试验，探水合格后进行洞门处中间风井围护地连墙的混凝土及钢筋破除。
3.根据权利要求1所述的用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，其特征在于，所述步骤一)，采用双高压旋喷桩进行端头加固。
4.根据权利要求1所述的用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，其特征在于，所述步骤二)，施工两道相互隔开的所述隔墙。
5.根据权利要求1所述的用于盾构机通过中间风井的回填穿越方法，其特征在于，所述步骤三)，各组份的重量份比为：水泥：60～70，河砂：1200～1300，粉煤灰：140，矿粉：70，减水剂：3～4.5，水：240，膨润土：100～120。
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