CN110685700B - 一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，包括以下步骤：孔位布设、锁口施工、旋挖成孔、套筒加工、套筒安装、砂浆清理、套筒拆除、钻孔封堵。本发明所述的施工方法通过地面钻孔合理布局，同时在盾构两侧设置异形套筒，可保证盾体上部270°范围内附着砂浆得到有效清理；在盾构机不停机的情况下，提前利用旋挖机在区间线路预设位置钻孔，钻孔施工周期短，砂浆清理时，盾构机掘进与人工清理反复循环进行，提升清理施工效率；在完成盾构机砂浆清理后，套筒和护筒均可取出重复使用，降低施工成本；在进行人工清理时，工人位于套筒内，不受外界地质条件影响，且提前考虑通风、排水措施，保证了清理过程的施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及地铁隧道盾构施工领域，具体是指的一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法
背景技术
盾构机在掘进施工过程中，由于长时间停机，同步注浆、二次注浆不规范，通常会面临砂浆包裹的难题。一旦盾体被砂浆包裹，在掘进过程中极易出现铰接异常，姿态不受控制，管片破损等问题，最终影响成型隧道质量。目前国内在处理盾体表面附着砂浆难题时普遍采用的施工方案有两种，第一种是在盾构机停机位置打入旋喷桩，利用与旋喷机连接的高压水泵对附着砂浆进行冲洗。第二种是在盾构机尾部开孔暗挖至盾体侧面，在利用人工清理盾体表面固结砂浆。
在上述施工方法中，利用旋喷机打孔冲洗的施工方案虽然简便，但其适用地层较为单一，并且清理范围仅为盾体侧面，盾体顶部固结砂浆无法得到有效处理。而第二种方案通过暗挖清理盾体表面附着砂浆，对地层稳定要求高，施工风险大，并且在施工前需对暗挖区域和盾尾进行加固，增加大量型材的投入，成本，工期难以控制。因此设计一种工艺流程合理，周期更快的盾体表面附着砂浆清理方法是相关领域技术人员急需解决的问题
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法,包括以下步骤：
步骤一、孔位布设：在隧道施工线路方向上，盾构机即将到达的位置布设梅花型钻孔，在地面测量放样确定地面钻孔位置；
步骤二、锁口施工：在步骤一中各钻孔位置处，均安装护筒，再在地表以上沿护筒外侧浇筑钢筋混凝土，形成混凝土板，且将所有护筒连成一个整体，即锁口；
步骤三、旋挖成孔：待步骤二中混凝土板凝固达到所需强度后，利用旋挖机依次在护筒内钻孔；
步骤四、套筒加工：套筒采用多节钢管拼接而成，钢管之间采用钢板焊接连接固定，并根据盾构机开挖轮廓线位置确定套筒长度；
步骤五、套筒安装：将步骤四中套筒放入钻孔内，套筒靠近地面端与锁口固定；
步骤六、砂浆清理：盾构机到达前述钻孔位置后停机，在各套筒地面入口处安装出渣装置，并做好排水、通风准备措施后，工人进入套筒内进行盾体表面砂浆清理，清理完毕后工人撤离；
步骤七、套筒拆除：待清理完成，破除锁口，将套筒及护筒取出；
步骤八、封孔：将旋挖机所成钻孔填充密实。
步骤一钻孔共设置两排钻孔，且布设于盾构机前方，靠近盾构机的一排设置三个钻孔，远离盾构机的一排设置两个钻孔，每排钻孔的孔位间净距不大于一倍孔径，两排钻孔之间的排距设置为一倍孔径，靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔布设的平面范围不小于盾构机开挖轮廓线边侧1m，且钻孔底部至盾构机开挖轮廓线拱底以下1m，靠近盾构机的一排的中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔的底部至盾构机开挖轮廓线拱顶以下1m。
优选的，步骤二中护筒采用钢管切割而成，其直径大于钻孔孔径200mm，钢管厚度不小于10mm，伸出锁口高度400mm。
优选的，套筒用钢管选用壁厚不小于10mm的无缝钢管，钢管直径小于钻孔直径，靠近盾构机的一排中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔中的套筒长度控制在盾构机开挖轮廓线拱顶以上500mm，靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔的套筒长度与钻孔深度一致，靠近盾构机的一排钻孔的外侧两个钻孔的套筒与盾构机开挖轮廓线侧边冲突部分切割为圆弧形成异形套筒，圆弧边界至少控制在冲突线以外200mm，切割部分利用100型钢焊接横向支撑加固。
优选的，步骤六中出渣装置包括固定在锁口上的型钢三脚架，型钢三脚架上安装有10～20kN慢速卷扬机，卷扬机的钢丝绳的一端连接有吊桶。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：通过地面钻孔合理布局，同时在盾构两侧设置异形套筒，可保证盾体上部270°范围内附着砂浆得到有效清理；在盾构机不停机的情况下，提前利用旋挖机在区间线路预设位置钻孔，成孔后直接安装套筒，钻孔施工周期短，砂浆清理时，盾构机掘进与人工清理反复循环进行，提升清理施工效率；在完成盾构机砂浆清理后，孔内的套筒和孔外护筒均可取出重复使用，降低施工成本；在进行人工清理时，工人位于套筒内，不受外界地质条件影响，并且提前考虑通风、排水措施，极大的保证了清理过程的施工安全。
附图说明
图1是本发明专利一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法所提供的盾体到达钻孔位置的示意图。
图2是本发明专利一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法所提供的钻孔布设平面示意图。
图3是本发明专利一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法所提供的钻孔布设横断面示意图。
图4是本发明专利一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法所提供的套筒安装细部示意图。
如图所示：1、孔位；101、一类孔；102、二类孔；2、套筒；201、多节钢管；202、圆孔；203；横向支撑；204、连接钢板；3、钢棒；4、护筒；5、出渣装置；6、锁口；7、地面；8、盾构机；801、盾构机开挖轮廓线。
具体实施方式
下面结合附图1～4，一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、孔位布设：在隧道施工线路方向上，盾构机即将到达的位置布设梅花型钻孔，在地面测量放样确定地面钻孔位置；
步骤二、锁口施工：在所述步骤一中各钻孔位置处，均安装护筒，再在地表以上沿护筒外侧浇筑钢筋混凝土，形成混凝土板，且将所有护筒连成一个整体，即锁口；
步骤三、旋挖成孔：待所述步骤二中混凝土板凝固达到所需强度后，利用旋挖机依次在护筒内钻孔；步骤四、套筒加工：套筒采用多节钢管拼接而成，多节钢管之间采用钢板焊接连接固定，并根据盾构机开挖轮廓线位置确定套筒长度；
步骤五、套筒安装：将步骤四中所述套筒放入钻孔内，所述套筒靠近地面端与锁口固定；
步骤六、砂浆清理：盾构机到达前述钻孔位置后停机，在各套筒地面入口处安装出渣装置，并做好排水、通风准备措施后，工人进入套筒内进行盾体表面砂浆清理，清理完毕后工人撤离；
步骤七、套筒拆除：待清理完成，破除锁口，将套筒及护筒取出；
步骤八、封孔：将旋挖机所成钻孔填充密实；
所述步骤一钻孔共设置两排钻孔，且布设于盾构机前方，靠近盾构机的一排设置三个钻孔，远离盾构机的一排设置两个钻孔，每排钻孔的孔位间净距不大于一倍孔径，所述两排钻孔之间的排距设置为一倍孔径，所述靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔布设的平面范围不小于盾构机开挖轮廓线边侧1m，且钻孔底部至盾构机开挖轮廓线拱底以下1m，所述靠近盾构机的一排的中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔的底部至盾构机开挖轮廓线拱顶以下1m。
所述步骤二中护筒采用钢管切割而成，其直径大于钻孔孔径200mm，钢管厚度不小于10mm，伸出锁口高度400mm。
所述套筒用多节钢管选用壁厚不小于10mm的无缝钢管，钢管直径小于钻孔直径，所述靠近盾构机的一排中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔中的套筒长度控制在盾构机开挖轮廓线拱顶以上500mm，所述靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔的套筒长度与钻孔深度一致，所述靠近盾构机的一排钻孔的外侧两个钻孔的套筒与盾构机开挖轮廓线侧边冲突部分切割为圆弧形成异形套筒，圆弧边界至少控制在冲突线以外200mm，切割部分利用100型钢焊接横向支撑加固。
所述步骤六中出渣装置包括固定在锁口上的型钢三脚架，所述型钢三脚架上安装有10～20kN慢速卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳的一端连接有吊桶。
本发明的工作原理：所述步骤三中旋挖钻开孔直径大小与管片单环宽度一致，所述步骤五中套筒2具体的吊运安装方式为：将多节钢管201的第一节吊入孔内，在其顶部预留2个圆孔202，穿入50mm钢棒3悬挂于护筒4上，吊起多节钢管201的第二节，将两节钢管对接处等距焊接8块连接钢板204，取出预留圆孔202内的钢棒3，将焊接好的多节钢管201吊运下孔，重复上述步骤完成套筒2安装，在多节钢管201的最后一节顶端预留圆孔202内穿入钢棒3将套筒2整体固定在护筒4顶端。
所述步骤六中排水施工前，应提前在脱出盾尾环管片附近位置施做止水环，套筒2内积水先抽运至盾构机8土仓内，再由土仓内水泵排出。
所述步骤六中人工清理砂浆步骤为：当盾构机8到达第一排钻孔的套筒2时，工人分别进入套筒2内进行砂浆清理，当盾构机8到达第二排钻孔套筒2时，工人分别进入所有钻孔的套筒2内进行砂浆清理，当盾尾脱离第一排钻孔的套筒2但未脱离第二排钻孔时，工人只进入第二排钻孔的套筒2内清理，最后直至盾尾脱离所有套筒2，完成清理，在进行砂浆清理时，每个清理循环，盾构机8向前掘进1/2管片长度。所述步骤七中套筒2或护筒4在拆卸吊运前，可先采用50t千斤顶进提升，待松动后，再利用吊车吊运。
所述步骤八中，盾尾离开钻孔位置10环以后进行封孔处理，位于盾构机开挖轮廓线801拱顶以下灌注素混凝土，盾构机开挖轮廓线801拱顶以上回填素土。
本技术领域人员也可根据实际情况调整钻孔数量，确保盾构机8上表面横向范围全部覆盖钻孔。以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、孔位布设：在隧道施工线路方向上，盾构机即将到达的位置布设梅花型钻孔，在地面测量放样确定地面钻孔位置；
步骤二、锁口施工：在所述步骤一中各钻孔位置处，均安装护筒，再在地表以上沿护筒外侧浇筑钢筋混凝土，形成混凝土板，且将所有护筒连成一个整体，即锁口；
步骤三、旋挖成孔：待所述步骤二中混凝土板凝固达到所需强度后，利用旋挖机依次在护筒内钻孔；
步骤四、套筒加工：套筒采用多节钢管拼接而成，多节钢管之间采用钢板焊接连接固定，并根据盾构机开挖轮廓线位置确定套筒长度；
步骤五、套筒安装：将步骤四中所述套筒放入钻孔内，所述套筒靠近地面端与锁口固定；
步骤六、砂浆清理：盾构机到达前述钻孔位置后停机，在各套筒地面入口处安装出渣装置，并做好排水、通风准备措施后，工人进入套筒内进行盾体表面砂浆清理，清理完毕后工人撤离；
步骤七、套筒拆除：待清理完成，破除锁口，将套筒及护筒取出；
步骤八、封孔：将旋挖机所成钻孔填充密实；
所述步骤一钻孔共设置两排钻孔，且布设于盾构机前方，靠近盾构机的一排设置三个钻孔，远离盾构机的一排设置两个钻孔，每排钻孔的孔位间净距不大于一倍孔径，所述两排钻孔之间的排距设置为一倍孔径，所述靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔布设的平面范围不小于盾构机开挖轮廓线边侧1m，且钻孔底部至盾构机开挖轮廓线拱底以下1m，所述靠近盾构机的一排的中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔的底部至盾构机开挖轮廓线拱顶以下1m。
2.根据权利要求1所述的一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，其特征在于：所述步骤二中护筒采用钢管切割而成，其直径大于钻孔孔径200mm，钢管厚度不小于10mm，伸出锁口高度400mm。
3.根据权利要求1所述的一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，其特征在于：所述套筒用多节钢管选用壁厚不小于10mm的无缝钢管，钢管直径小于钻孔直径，所述靠近盾构机的一排中间钻孔与远离盾构机的一排的两个钻孔中的套筒长度控制在盾构机开挖轮廓线拱顶以上500mm，所述靠近盾构机的一排的外侧两个钻孔的套筒长度与钻孔深度一致，所述靠近盾构机的一排钻孔的外侧两个钻孔的套筒与盾构机开挖轮廓线侧边冲突部分切割为圆弧形成异形套筒，圆弧边界至少控制在冲突线以外200mm，切割部分利用100型钢焊接横向支撑加固。
4.根据权利要求1所述的一种地面钻孔清理盾体表面附着砂浆的施工方法，其特征在于：所述步骤六中出渣装置包括固定在锁口上的型钢三脚架，所述型钢三脚架上安装有10～20kN慢速卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳的一端连接有吊桶。
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