CN106907157B - 一种盾构机常压开舱作业施工方法 - Google Patents
一种盾构机常压开舱作业施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106907157B CN106907157B CN201710071386.9A CN201710071386A CN106907157B CN 106907157 B CN106907157 B CN 106907157B CN 201710071386 A CN201710071386 A CN 201710071386A CN 106907157 B CN106907157 B CN 106907157B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shield machine
- cabin
- cutterhead
- normal pressure
- slurry
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 230000010410 reperfusion Effects 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本发明公开了一种盾构机常压开舱作业施工方法，此施工方法通过在盾构机前方处布置平面成U形的钢管排桩，钢管排桩的两端包覆盾构机前端，将钢管排桩与刀盘之间及刀盘上部范围内的土体清除后，注入固化灰浆，形成强度低、防渗性好的灰浆固结体，即将强度低、防渗性好的固结材料置换原土体及盾构机土舱内土料，由钢管排桩和灰浆固结体联合对盾构机土舱周围富水软弱土层进行支护和防渗，能有效确保在盾构机土舱内进行常压作业，保证施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，特别涉及一种盾构机常压开舱作业施工方法。
背景技术
盾构施工以其安全、快速、高效在城市基础设施—城市地铁、市政公用管路、输油气地下管道等各类地下工程建设中得到越来越广泛的应用。
盾构施工过程中，承担掘进功能的刀盘刀具是损耗件，在施工中需经常检查、维修保养和更换。因更换盾构机的刀盘刀具、处理受困刀盘等原因，需进入盾构机土舱内，而盾构机土舱与周围地层相通，人不能直接进入，尤其在地下水位高的软弱地层中，需采取一定的方法进行处理后才能进入。
目前主要的入舱处理方法有带压入舱法、搅拌桩加固地层法、冷冻加固地层法、低强度固结土舱法等。但带压入舱法要求人员素质高、工作效率低、施工费用高，搅拌桩加固地层法质量难保障、处理费用高、施工时间长，冷冻加固地层法系统繁杂、作业量大、工期长、费用高，低强度固结土舱法安全风险大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效降低施工费用、施工安全的盾构机常压开舱作业施工方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种盾构机常压开舱作业施工方法，包括以下步骤：
S1、停止盾构机掘进，盾构机前端的刀盘前方预定距离处测定钢管排桩的定位轴线，钢管排桩的定位轴线在平面上呈U形且两端定位轴线包覆盾构机前端；
S2、根据各定位轴线钻孔并植入钢管桩，各钢管桩底端嵌入盾构机底以下1m，各钢管桩顶端高出地面60cm；
S3、将钢管排桩与刀盘之间及刀盘上部的土体挖除，在土体挖除形成槽段过程中，采用泥浆护壁；
S4、在槽段内灌注水泥浆以将预定体量的护壁泥浆置换排出，对槽段内的水泥浆和护壁泥浆搅拌均匀；
S5、在槽段内再灌注水玻璃浆液并搅拌均匀，以形成固化灰浆；
S6、在槽段内充填形成固化灰浆的同时，通过盾构机的刀盘开口向舱内充填固化灰浆；
S7、槽段内的固化灰浆达到预定天数龄期固结后，人工清除舱内低强度灰浆固结体，进行刀盘更换或脱困作业；
S8、刀盘更换或脱困作业完成后，进行钢管排桩的拔除。
进一步地，步骤S4中，槽段内的水泥浆与护壁泥浆的比例控制在1∶1～1∶4之间。
进一步地，步骤S4中，水泥浆的水灰比例控制在0.4～0.6之间。
进一步地，步骤S5中，水玻璃浆液掺入体量为5％～15％之间。
进一步地，步骤S4和S5中，采用气拌法进行搅拌均匀。
有益效果：此盾构机常压开舱作业施工方法中，钢管排桩在平面上U形包覆盾构机前端，将钢管排桩与刀盘之间及刀盘上部范围内的土体清除后，注入固化灰浆，形成强度低、防渗性好的灰浆固结体，由钢管排桩和灰浆固结体联合对盾构机土舱周围富水软弱土层进行支护和防渗，确保在盾构机土舱内进行常压作业。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例中钢管排桩及固化灰浆平面布置示意图；
图2为本发明实施例中钢管排桩及固化灰浆立面布置示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，本发明一种盾构机常压开舱作业施工方法，包括以下步骤：
S1、停止盾构机掘进，盾构机前端的刀盘前方1.5m处测定钢管排桩的定位轴线，钢管排桩的定位轴线在平面上呈U形且两端定位轴线包覆盾构机前端。
S2、根据各定位轴线钻孔并植入钢管桩，各钢管桩底端嵌入盾构机底以下1m，各钢管桩顶端高出地面60cm，其中，可以采用旋挖钻机沿定位轴线旋挖钻孔，利用起重吊机将钢管植入孔内，随挖随植，形成钢管排桩；或者，采用振动沉管法将钢管逐根振入地层，形成钢管排桩；为了避免后续固化灰浆直接与钢管壁接触，减少钢管回收时的阻力，置入的钢管应在外壁涂抹黄油，并使用塑料薄膜包扎。
S3、采用液压抓斗将钢管排桩与刀盘之间及刀盘上部范围内的土体挖除，在土体挖除形成槽段过程中，采用泥浆护壁。
S4、在槽段内灌注水泥浆以将预定体量的护壁泥浆置换排出，使得槽段内的水泥浆与护壁泥浆的比例控制在1∶1～1∶4之间，对槽段内的水泥浆和护壁泥浆采用气拌法进行搅拌均匀，其中，水泥浆的水灰比例控制在0.4～0.6之间。
S5、在槽段内再灌注水玻璃浆液并采用气拌法进行搅拌均匀，以形成固化灰浆，其中，水玻璃浆液掺入体量为5％～15％之间。
S6、在槽段内充填形成固化灰浆的同时，通过盾构机的刀盘开口向舱内充填固化灰浆。
S7、槽段内的固化灰浆达到7天龄期固结后，人工清除舱内低强度灰浆固结体，进行刀盘更换或脱困作业，固化灰浆在7天龄期固结后，强度控制在0.5～1.0MPa之间，渗透系数小于1×10-6cm/s。
S8、刀盘更换或脱困作业完成后，进行钢管排桩的拔除，钢管排桩拔除时，先在每根钢管高出地面部分的顶端焊接对称的一组顶升牛腿，使用两个100吨手动千斤顶将钢管顶升松动后再使用起重吊机逐要拔除。
本发明盾构机常压开舱作业施工方法，钢管排桩1在平面上U形包覆盾构机2前端，将钢管排桩1与刀盘3之间及刀盘3上部范围内的土体清除后，注入固化灰浆4，形成强度低、防渗性好的灰浆固结体，由钢管排桩和灰浆固结体联合对盾构机土舱周围富水软弱土层进行支护和防渗，确保在盾构机土舱内进行常压作业。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种盾构机常压开舱作业施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、停止盾构机掘进，盾构机前端的刀盘前方预定距离处测定钢管排桩的定位轴线，钢管排桩的定位轴线在平面上呈U形且两端定位轴线包覆盾构机前端；
S2、根据各定位轴线钻孔并植入钢管桩，各钢管桩底端嵌入盾构机底以下1m，各钢管桩顶端高出地面60cm；
S3、将钢管排桩与刀盘之间及刀盘上部的土体挖除，在土体挖除形成槽段过程中，采用泥浆护壁；
S4、在槽段内灌注水泥浆以将预定体量的护壁泥浆置换排出，对槽段内的水泥浆和护壁泥浆搅拌均匀；
S5、在槽段内再灌注水玻璃浆液并搅拌均匀，以形成固化灰浆；
S6、在槽段内充填形成固化灰浆的同时，通过盾构机的刀盘开口向舱内充填固化灰浆；
S7、槽段内的固化灰浆达到预定天数龄期固结后，人工清除舱内低强度灰浆固结体，进行刀盘更换或脱困作业；
S8、刀盘更换或脱困作业完成后，进行钢管排桩的拔除。
2.根据权利要求1所述的盾构机常压开舱作业施工方法，其特征在于：步骤S4中，槽段内的水泥浆与护壁泥浆的比例控制在1∶1～1∶4之间。
3.根据权利要求1所述的盾构机常压开舱作业施工方法，其特征在于：步骤S4中，水泥浆的水灰比例控制在0.4～0.6之间。
4.根据权利要求1所述的盾构机常压开舱作业施工方法，其特征在于：步骤S5中，水玻璃浆液掺入体量为5％～15％之间。
5.根据权利要求1所述的盾构机常压开舱作业施工方法，其特征在于：步骤S4和S5中，采用气拌法进行搅拌均匀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710071386.9A CN106907157B (zh) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 一种盾构机常压开舱作业施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710071386.9A CN106907157B (zh) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 一种盾构机常压开舱作业施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106907157A CN106907157A (zh) | 2017-06-30 |
| CN106907157B true CN106907157B (zh) | 2019-01-04 |
Family
ID=59208271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710071386.9A Active CN106907157B (zh) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | 一种盾构机常压开舱作业施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106907157B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108425682A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-08-21 | 中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司 | 一种盾构换刀地连墙加固结构及加固施工方法 |
| CN109322672A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-12 | 中交二航局成都城市建设工程有限公司 | 一种基于辅助桩的盾构机正侧面维保空间系统及方法 |
| CN110080785A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 中铁隧道局集团有限公司 | 临水复合地层超大直径盾构常压进仓加固施工方法 |
| CN112576267B (zh) * | 2021-02-22 | 2021-12-21 | 中铁九局集团第四工程有限公司 | 富水砂卵石地层高效常压换刀施工方法 |
| CN113446015B (zh) * | 2021-08-03 | 2022-08-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种可调土压-矿山法双模式盾构机及其施工方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2782686B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1998-08-06 | 鹿島建設 株式会社 | シールド掘削機 |
| CN101403306A (zh) * | 2008-11-10 | 2009-04-08 | 西南交通大学 | 一种土压平衡式盾构模拟试验系统 |
| CN201354640Y (zh) * | 2008-12-09 | 2009-12-02 | 中铁隧道集团隧道设备制造有限公司 | 一种盾构机开挖舱压力平衡的自动控制系统 |
| CN101899978A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-12-01 | 上海隧道工程股份有限公司 | 砂卵石地层中盾构刀具更换方法 |
| CN102168565A (zh) * | 2011-03-21 | 2011-08-31 | 广东水电二局股份有限公司 | 一种实现盾构机常压开舱的土体加固方法 |
| CN102278119A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-12-14 | 河海大学 | 网格刀盘的泥水加压盾构施工方法及其施工设备 |
| CN102305082A (zh) * | 2011-07-23 | 2012-01-04 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种盾构机在风化槽中脱困及刀盘修复的方法 |
| CN102425425A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-04-25 | 中铁四局集团有限公司 | 盾构机舱内掌子面加固结构、其施工方法及设备 |
| CN103061777A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-24 | 中铁隧道集团有限公司 | 预设加固桩群建立城市地下隧道盾构刀盘修复空间的方法 |
| CN103161476A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-06-19 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种隧道和地下工程中盾构刀盘检修井机械成井的方法 |
| CN105298505A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-02-03 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种具有冻结功能的土压平衡盾构机及其换刀方法 |
| CN105569666A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-11 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法 |
-
2017
- 2017-02-09 CN CN201710071386.9A patent/CN106907157B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2782686B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1998-08-06 | 鹿島建設 株式会社 | シールド掘削機 |
| CN101403306A (zh) * | 2008-11-10 | 2009-04-08 | 西南交通大学 | 一种土压平衡式盾构模拟试验系统 |
| CN201354640Y (zh) * | 2008-12-09 | 2009-12-02 | 中铁隧道集团隧道设备制造有限公司 | 一种盾构机开挖舱压力平衡的自动控制系统 |
| CN101899978A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-12-01 | 上海隧道工程股份有限公司 | 砂卵石地层中盾构刀具更换方法 |
| CN102168565A (zh) * | 2011-03-21 | 2011-08-31 | 广东水电二局股份有限公司 | 一种实现盾构机常压开舱的土体加固方法 |
| CN102278119A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-12-14 | 河海大学 | 网格刀盘的泥水加压盾构施工方法及其施工设备 |
| CN102305082A (zh) * | 2011-07-23 | 2012-01-04 | 中铁十二局集团第二工程有限公司 | 一种盾构机在风化槽中脱困及刀盘修复的方法 |
| CN102425425A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-04-25 | 中铁四局集团有限公司 | 盾构机舱内掌子面加固结构、其施工方法及设备 |
| CN103161476A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-06-19 | 中铁隧道集团有限公司 | 一种隧道和地下工程中盾构刀盘检修井机械成井的方法 |
| CN103061777A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-24 | 中铁隧道集团有限公司 | 预设加固桩群建立城市地下隧道盾构刀盘修复空间的方法 |
| CN105298505A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-02-03 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种具有冻结功能的土压平衡盾构机及其换刀方法 |
| CN105569666A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-11 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106907157A (zh) | 2017-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106907157B (zh) | 一种盾构机常压开舱作业施工方法 | |
| CN105672348A (zh) | 一种深水区砂卵石地层截除桥梁桩基的施工方法 | |
| CN110924383A (zh) | 一种基于增强纤维和偏高岭土的加压灌注桩的施工方法 | |
| CN104499479A (zh) | 一种穿越砂砾石回填层的挖孔桩施工方法 | |
| CN107513994A (zh) | 一种分段变径自支护旋挖桩及其施工方法 | |
| CN206070508U (zh) | 一种加固地基基础的装置 | |
| JP2015183364A (ja) | ジオセル固定用施工補助体による土構造物ののり面表層すべり対策工法 | |
| CN106812149A (zh) | 一种桩基的施工方法 | |
| CN106948340A (zh) | 一种高聚物注浆防护的人工挖孔桩结构的施工方法 | |
| CN105442605A (zh) | 拔出phc桩再利用于深基坑支护施工方法 | |
| CN107100160B (zh) | 一种用于下水库拦沙坝振冲碎石桩的施工工艺 | |
| CN104480929A (zh) | 一种将咬合桩应用于永久地下室外墙的桩墙合一施工方法 | |
| CN206408630U (zh) | 锚头置于桩身的深基坑桩锚支护体系 | |
| CN104141304B (zh) | 一种挤压成形预制桩劲芯水泥土y形桩的施工方法 | |
| CN107653889A (zh) | 一种型钢压灌水泥土帷幕支护桩的施工方法 | |
| CN111364449A (zh) | 一种针对预制管桩贯穿溶洞的施工方法及结构 | |
| CN110777775A (zh) | 一种基坑结构及其施工方法 | |
| JP2019015100A (ja) | 山留壁の撤去方法 | |
| CN110080779A (zh) | 隧道隧底溶洞处理施工方法 | |
| CN102235007A (zh) | 上钉下桩组合的深基支护方法 | |
| CN104453915B (zh) | 大断面竖井预注浆加固快速开挖方法 | |
| CN107700508A (zh) | 一种型钢搅喷水泥土帷幕支护桩的施工方法 | |
| CN208472716U (zh) | 裂隙地质防漏浆钻孔灌注桩结构 | |
| CN110820756A (zh) | 一种盾构井及竖井深基坑开挖安全施工方法 | |
| CN105839620A (zh) | 一种塑料套管竹筋水泥土桩及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |