CN110924965A - 注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，适用于土压平衡盾构机刀盘“抱死”故障处理，以及类似盾构施工需要开舱进入土舱内部进行故障排查处理的施工。注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：化学浆液注浆加固土体施工；步骤2：人员进舱检查、处理施工方案。本发明提供的注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，采用注浆加固及内部支撑法进入刀盘内侧，替代传统施工竖井方法，避免施工围护桩、支撑体系、土方开挖有效节约工期，降低材料和机械成本。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，适用于土压平衡盾构机刀盘“抱死”故障处理，以及类似盾构施工需要开舱进入土舱内部进行故障排查处理的施工。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，交通拥堵现象日趋严重，为缓解日益增大的交通压力，地铁建设工程在全国各地大量开展。盾构施工技术具有施工速度快、成本低、安全系数高等特点，在城市轨道交通中得到大量的应用。盾构施工的广泛应用，使施工中遇到障碍的情况也屡见不鲜，盾构刀盘“抱死”是盾构过程中经常出现的问题。传统盾构刀盘故障处理采用竖井施工方法，该方法施工成本高，周期长，特别是当现场环境无法进行竖井施工，以及施工现场周边环境要求干扰较小的工程则无法进行。
针对上述问题，采用注浆加固及型钢支撑在盾构刀盘“抱死”而盾构自身机械故障全部排除的故障处理上的应用，有效的缩短施工工期，降低施工成本，提高故障处理的安全性，经过实际应用，注浆加固及型钢支撑在盾构刀盘“抱死”处理使用效果良好，因此具有较好的推广应用价值。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供的注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，采用注浆加固及内部支撑法进入刀盘内侧，替代传统施工竖井方法，避免施工围护桩、支撑体系、土方开挖有效节约工期，降低材料和机械成本。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法步骤如下：
步骤1：化学浆液注浆加固土体施工
(1)喷浆孔的设置
用清水从喷浆混合室的端点送出，用钻孔机将喷浆管打至间距为0.3-0.5m的喷浆孔内；
(2)喷浆
将喷入材料施加压力进行水平渗透，以10-20cm为一区间进行阶梯回抽喷射；
(3)结束
所有阶梯喷射完毕后，对喷浆后桩缝实行封密，恢复原状；
步骤2：人员进舱检查、处理施工方案
(1)常压开舱
旋转紧闭式舱旋转出螺杆一定间隙，使得螺杆能够脱离准备舱舱门，向内侧拉起舱门，打开准备舱第一道舱门；用同样的方法将第二道准备舱舱门向内侧打开，人员进入准备舱，由爬梯上至准备舱第三道舱门处，用气动扳手将舱门的螺栓卸下，并将舱门向内侧打开进入主舱；
(2)开挖舱内土体清理
将人舱周围土进行疏松装入橡胶土斗，由人舱运至准备舱内及盾构拼装机处，再由电瓶车及土斗运至地面进行处理；
(3)舱内型钢支撑焊接
采用125工字钢焊接于主刀盘外围轮廓的侧壁上，当土体开挖至1米时，相邻两个大臂之间焊接一道加强肋125工字钢，工字钢之间利用90*90mm方木进行别挡，直至两个大臂之间的掌子面全部被工字钢刚肋及方木别挡封住，随着掌子面的区域封闭，作业平台进行向下移动，直至到达刀盘底部；
(4)故障处理
进行故障排查并解除，人员撤离舱外，进行试机运转；
(5)型钢支撑拆除
刀盘恢复正常后，人员再次进入开挖舱内，采用与型钢支撑相反的施工顺序由下至上，依次拆除焊接于刀盘大臂上的工字钢，并拆除夹于工字钢内侧的方木，运至舱外；
(6)碎石回填
每拆除1米型钢支撑，采用碎石将拆除部位进行回填，以平衡开挖舱内侧及外侧土体应力，回填材料填充至舱门下部；
(7)恢复盾构施工
最后在关闭舱门前，再次进行试机运转，舱门环处涂刷防水密封胶后关闭开挖舱舱门，关闭钢柄开关，采用气动扳手旋紧舱门螺栓，依次关闭准备舱3道舱门，恢复盾构掘进施工。
其中，所述化学浆液注浆加固土体施工，化学液参数控制如下：
(1)注浆布孔间距：分排并列布置，每排半径1m，间距0.8m。
(2)注浆扩散半径：R＝0.5m；
(3)注浆压力：1.5～2MPa；
(4)入浆率：A、B(C)双液浆约38％；
(5)初凝时间：5s～2分钟为速凝注浆；
(6)钻杆回抽幅度：10～20cm。
其中，所述化学浆液包括：
A液为稀释后的水玻璃由ρ＝1.37的硅酸钠330kg以及ρ＝1的稀释剂350kg稀释而成；
B液由磷酸和水组成，由磷酸10％～20％以及稀释剂90％～80％现场调配而成；
C液由水泥加稀释剂组成，由425#水泥400kg以及稀释剂350kg调配而成；
悬浊液由A、C液组成调配而成。
本发明的有益效果是：本发明提供的注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，采用注浆加固及内部支撑法进入刀盘内侧，替代传统施工竖井方法，避免施工围护桩、支撑体系、土方开挖，有效节约工期，降低材料、机械成本；采用化学浆液注浆加固，固化后的土体具有良好的稳定性，加固后土体对盾构壳体不具有固化性，有效解决盾构壳体注浆抱死，刀盘前方土体稳定性差的问题，且注浆机具小对盾构刀盘上方地形要求不高，施工便利；型钢支撑于刀盘内侧，增加施工安全性，型钢小施工便捷，解决了盾构内部管路复杂、施工空间狭小、不具备大型机具进入盾构刀盘内部的问题。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是本发明注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法的结构示意图；
图2是本发明注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法的工字钢及木方示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明采用磷酸、水玻璃配制的化学浆液，对盾构机刀盘上部及前部土体进行化学加固，加固前土体周围进行降水处理，确保水平面在盾构刀盘最低点以下1m范围内，降水后对土体按照设计范围进行化学浆液加固处理，土体加固后对盾构机内部进行土仓泄压，打开土仓门，进入土仓内部对土仓内部的土体进行清理，随着土体清理对裸露部位盾构刀盘辐条采用型钢进行焊接支档。型钢内侧采用方木进行支撑，避免盾构土仓前部加固后的土体坍塌，直至整个刀盘内部土体全部清除，刀盘前部型钢支档全部形成，保证安全后进行刀盘故障处理，处理后采用“后退式”型钢及木方拆除方法，即由刀盘下部至上部逐渐拆除型钢及木方，拆除高度当达到1.5米时，采用5mm碎石进行刀盘内部空间填充，直至型钢全部拆除，碎石填充土仓内部空间至土仓门部位，最后关闭土仓门，停止降水，整个故障处理完成，恢复盾构施工。
注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法步骤如下：
步骤1：化学浆液注浆加固土体施工
(1)喷浆孔的设置
用清水从喷浆混合室的端点送出，用钻孔机将喷浆管打至间距为0.3-0.5m的喷浆孔内；
(2)喷浆
将喷入材料施加压力进行水平渗透，以10-20cm为一区间进行阶梯回抽喷射；
(3)结束
所有阶梯喷射完毕后，对喷浆后桩缝实行封密，恢复原状；
请参阅图1，步骤2：人员进舱检查、处理施工方案
(1)常压开舱
旋转紧闭式舱旋转出螺杆一定间隙，使得螺杆能够脱离准备舱舱门，向内侧拉起舱门，打开准备舱第一道舱门；用同样的方法将第二道准备舱舱门向内侧打开，人员进入准备舱，由爬梯上至准备舱第三道舱门处，用气动扳手将舱门的螺栓卸下，并将舱门向内侧打开进入主舱；
(2)开挖舱内土体清理
将人舱周围土进行疏松装入橡胶土斗，由人舱运至准备舱内及盾构拼装机处，再由电瓶车及土斗运至地面进行处理；
(3)舱内型钢支撑焊接
请参阅图2，采用125工字钢1焊接于主刀盘外围轮廓的侧壁上，当土体开挖至1米时，相邻两个大臂之间焊接一道加强肋125工字钢1，工字钢1之间利用90*90mm方木2进行别挡，直至两个大臂之间的掌子面全部被工字钢刚1及方木2别挡封住，随着掌子面的区域封闭，作业平台进行向下移动，直至到达刀盘底部；
(4)故障处理
进行故障排查并解除，人员撤离舱外，进行试机运转；
(5)型钢支撑拆除
刀盘恢复正常后，人员再次进入开挖舱内，采用与型钢支撑相反的施工顺序由下至上，依次拆除焊接于刀盘大臂上的工字钢，并拆除夹于工字钢内侧的方木，运至舱外；
(6)碎石回填
每拆除1米型钢支撑，采用碎石将拆除部位进行回填，以平衡开挖舱内侧及外侧土体应力，回填材料填充至舱门下部；
(7)恢复盾构施工
最后在关闭舱门前，再次进行试机运转，舱门环处涂刷防水密封胶后关闭开挖舱舱门，关闭钢柄开关，采用气动扳手旋紧舱门螺栓，依次关闭准备舱3道舱门，恢复盾构掘进施工。
其中，所述化学浆液注浆加固土体施工，化学液参数控制如下：
(1)注浆布孔间距：分排并列布置，每排半径1m，间距0.8m。
(2)注浆扩散半径：R＝0.5m；
(3)注浆压力：1.5～2MPa；
(4)入浆率：A、B(C)双液浆约38％；
(5)初凝时间：5s～2分钟为速凝注浆；
(6)钻杆回抽幅度：10～20cm。
其中，所述化学浆液包括：
A液为稀释后的水玻璃由ρ＝1.37的硅酸钠330kg以及ρ＝1的稀释剂350kg稀释而成；
B液由磷酸和水组成，由磷酸10％～20％以及稀释剂90％～80％现场调配而成；
C液由水泥加稀释剂组成，由425#水泥400kg以及稀释剂350kg调配而成；悬浊液由A、C液组成调配而成。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：化学浆液注浆加固土体施工
(1)喷浆孔的设置
用清水从喷浆混合室的端点送出，用钻孔机将喷浆管打至间距为0.3-0.5m的喷浆孔内；
(2)喷浆
将喷入材料施加压力进行水平渗透，以10-20cm为一区间进行阶梯回抽喷射；
(3)结束
所有阶梯喷射完毕后，对喷浆后桩缝实行封密，恢复原状；
步骤2：人员进舱检查、处理施工方案
(1)常压开舱
旋转紧闭式舱旋转出螺杆一定间隙，使得螺杆能够脱离准备舱舱门，向内侧拉起舱门，打开准备舱第一道舱门；用同样的方法将第二道准备舱舱门向内侧打开，人员进入准备舱，由爬梯上至准备舱第三道舱门处，用气动扳手将舱门的螺栓卸下，并将舱门向内侧打开进入主舱；
(2)开挖舱内土体清理
将人舱周围土进行疏松装入橡胶土斗，由人舱运至准备舱内及盾构拼装机处，再由电瓶车及土斗运至地面进行处理；
(3)舱内型钢支撑焊接
采用125工字钢焊接于主刀盘外围轮廓的侧壁上，当土体开挖至1米时，相邻两个大臂之间焊接一道加强肋125工字钢，工字钢之间利用90*90mm方木进行别挡，直至两个大臂之间的掌子面全部被工字钢刚肋及方木别挡封住，随着掌子面的区域封闭，作业平台进行向下移动，直至到达刀盘底部；
(4)故障处理
进行故障排查并解除，人员撤离舱外，进行试机运转；
(5)型钢支撑拆除
刀盘恢复正常后，人员再次进入开挖舱内，采用与型钢支撑相反的施工顺序由下至上，依次拆除焊接于刀盘大臂上的工字钢，并拆除夹于工字钢内侧的方木，运至舱外；
(6)碎石回填
每拆除1米型钢支撑，采用碎石将拆除部位进行回填，以平衡开挖舱内侧及外侧土体应力，回填材料填充至舱门下部；
(7)恢复盾构施工
最后在关闭舱门前，再次进行试机运转，舱门环处涂刷防水密封胶后关闭开挖舱舱门，关闭钢柄开关，采用气动扳手旋紧舱门螺栓，依次关闭准备舱3道舱门，恢复盾构掘进施工。
2.根据权利要求1所述的注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，其特征在于，所述化学浆液注浆加固土体施工，化学液参数控制如下：
(1)注浆布孔间距：分排并列布置，每排半径1m，间距0.8m。
(2)注浆扩散半径：R＝0.5m；
(3)注浆压力：1.5～2MPa；
(4)入浆率：A、B(C)双液浆约38％；
(5)初凝时间：5s～2分钟为速凝注浆；
(6)钻杆回抽幅度：10～20cm。
3.根据权利要求1所述的注浆加固及内部支撑法解决盾构刀盘停转施工方法，其特征在于，所述化学浆液包括：
A液为稀释后的水玻璃，由ρ＝1.37的硅酸钠330kg以及ρ＝1的稀释剂350kg稀释而成；
B液由磷酸和水组成，由磷酸10％～20％以及稀释剂90％～80％现场调配而成；
C液由水泥加稀释剂组成，由425#水泥400kg以及稀释剂350kg调配而成；
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