CN111779493B - 一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 - Google Patents
一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111779493B CN111779493B CN202010650771.0A CN202010650771A CN111779493B CN 111779493 B CN111779493 B CN 111779493B CN 202010650771 A CN202010650771 A CN 202010650771A CN 111779493 B CN111779493 B CN 111779493B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slurry
- grouting
- shield
- pipe
- machine
- 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
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims description 9
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 title description 30
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 title description 28
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 66
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 40
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 33
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 23
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 9
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000009991 scouring Methods 0.000 claims description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 230000036544 posture Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
- E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
-
- 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
- E21D9/0607—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
-
- 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
- E21D9/0635—Tail sealing means, e.g. used as end shuttering
-
- 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
- E21D9/087—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 with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，包括如下步骤：步骤1，在距裂隙带前3m于盾尾处打设止水环箍；步骤2，穿越裂隙带过程中，严格控制掘进参数与操作方式，复核盾构机、管片姿态，减小砂浆初凝时间，加大泥浆比重；步骤3，采用增设注浆孔管片，并采用通长槽钢拉紧；步骤4，通过裂隙带3m范围后于盾尾处打设止水环箍；步骤5，盾构机拖车设备全部通过裂隙带后对裂隙带及前后5环范围管片背部进行回填注浆；步骤6，进行地层深孔注浆，对岩层裂隙加固。本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法的有益效果，具有实用性强、操作简便、有效保障盾构掘进安全、保障成型隧道质量、保证运营期列车行驶安全等特点。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法。
背景技术
近年来随着城市的快速发展，城市内的轨道交通建设越来越多，盾构法因施工快速，对地面的影响小而在城市轨道区间建设中得到广泛的应用。盾构机是一种隧道掘进的专用工程设备，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧衬砌、测量导向纠偏等功能。在一江两岸城市，常需要泥水盾构机下穿江河，若遇裂隙发育的全断面岩层，在盾构机通过期间，易造成排渣困难、气垫仓液位超限、盾构机姿态超限、同步注浆被稀释无法凝固及管片上浮破损等现象。在盾构机通过后，水体沿裂隙渗流浸泡隧道周边泥质粉砂岩，导致岩层软化崩解碎裂，在隧道运营期间列车行驶震动的影响下，裂隙继续发育造成地下水直接冲击隧道，隧道极易发生不均匀沉降导致管片破碎渗漏水，影响隧道运营安全。
例如，中国发明专利申请号CN201811590440.1公开了一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板，以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板；所述上层模板的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组合渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔组成；所述上层模板与下层模板之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管，使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构；解决断层破碎带地层清渣量大和裂隙水流动不规则的问题，既减少了人工清查繁重的体力劳动和盾构机掘进的安全性。
上述技术解决了盾构机掘进的安全性，同时也增加人财物的成本，且并未解决列车运营行驶中产生的震动对裂隙继续发育造成地下水直接冲击隧道，隧道极易发生不均匀沉降导致管片破碎渗漏水，影响隧道安全的运营。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法；
所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法；包括如下步骤：
步骤1，预设止水环箍：
盾构机刀盘距离裂隙带区域前2-5m处停机，在盾构机尾部依次连续至少设置3个环形止水环箍；
步骤2，盾构机穿越裂隙带区域：
步骤2.1，盾构机穿越过程中，调整盾构机刀盘转速和掘进速度，调整泥浆循环流量，使掘进过程中排渣顺畅，控制并调整气垫仓液位，气垫仓液位与地面水压相同；
步骤2.2，盾构机掘进过程中，控制盾构机姿态波动，以使盾尾能够平稳铺设管片；
步骤2.3，盾构机切削裂隙带区域地层时，调整破碎机由摆动变为咬合，增加携渣能力；
步骤2.4，盾构机通过裂隙层区域期间，需确保砂浆凝结；
步骤3，管片拼装加固：
在裂隙带区域两侧外延至止水环箍范围内，采用预设注浆孔管片进行拼装，预设注浆孔管片内侧设置通长槽钢相连并拉紧，使预设注浆孔管片连成整体；
步骤4，盾构机通过裂缝带区域后预设止水环箍：
盾构机尾部整体通过裂隙带区域2-5m范围后停机，在盾构机尾部依次连续设置3个环形止水环箍；
步骤5，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行回填注浆：
盾构机整体掘进通过裂隙带区域后，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行回填注浆，采用双液注浆机对管片背部的空腔内注入双液浆，通过管片上的预设注浆孔向管片背部注入双液浆，注浆液采用水泥浆与水玻璃浆混合而成的双液浆，其中水泥浆的水泥与水比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比为1:1；
步骤6，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行深孔注浆：
管片背部注浆凝结后，在管片背部3m处采用风钻钻孔，形成深层注浆孔，在深层注浆孔中插入注浆管，采用双液注浆机注入水泥浆与水玻璃浆混合而成的双液浆，水泥浆中水泥与水比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比为1:1，待深层注浆液凝结后形成深层注浆区域。
进一步的，步骤1中，止水环箍施工步骤如下：
步骤1.1，所述管片上至少钻设5个均匀分布的注浆孔，在注浆孔上安设注浆球阀，打开球阀阀门，使用冲击钻贯穿阀门打穿管片，拔出钻杆并关闭球阀；
步骤1.2，根据管片注浆孔和预埋注浆管螺纹直径加工注浆孔口管，外露端设置球阀；
步骤1.3，先在注浆管内部安装止浆阀，然后将注浆孔口管插入管片预留注浆孔内并卡固；
步骤1.4，采用注浆机从下至上，左右交叉对管片背部注入水泥水玻璃双液浆，水泥浆中水与水泥比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1；
步骤1.5，完成注浆，待浆液终凝后，拆下管片压浆口处的球阀，使用水泥封堵压浆孔，并用孔盖盖住压浆孔口处。
进一步的，步骤3，所述预设注浆孔管片上注浆孔至少16个。
进一步的，步骤3，所述预设注浆孔管片内侧的通长槽钢均匀分布且最少设置5道。
进一步的，步骤6，所述注浆管材质为PPR、注浆管总长为3m，靠近岩层端的注浆管上开有梅花形孔洞，梅花形孔洞总深度为2.5m，每个孔洞间距为200mm。
进一步的，步骤2.1，盾构机参数控制如下：
步骤2.1.1，降低刀盘转速：1.7r/min→1.2r/min，降低掘进速度：25mm/min→10mm/min；
步骤2.1.2，停机循环：掘进10min，循环5min；
步骤2.1.3，增大盾构机处排浆泵的转速，降低隧道内中继排浆泵转速，增大排渣能力，同时稳定液位；
步骤2.1.4，加大泥浆比重：1.08～1.1→1.1～1.13，增大泥浆的携渣能力；
步骤2.1.5，加大进、排浆流量，进浆流量：850m3/h→900m3/h，排浆流量：870m3/h→920m3/h；
步骤2.1.6，根据地面水头高度确定气垫仓压力，保证泥浆压力与水压平衡，防止水泥浆沿裂隙击穿地层。
进一步的，步骤2.2，盾构机操控如下：
步骤2.2.1，破碎机摆动变咬合，减少大块渣土堆积，加大进排浆流量保证大流量循环有利于渣土携带；
步骤2.2.2，泥水循环渣仓滞排堵仓：
盾构机掘进过程中要时刻观察泵进口压力，正常掘进情况下泵进口压力为1.0Bar左右，如果仓门出现排渣不畅或者堵仓的情况下压力会变小至0.5Bar甚至出现负压情况，掘进时若出现0.5Bar就要立即停机循环不要继续推进防止堵仓恶化，待循环通畅压力正常后恢复掘进，循环操作要以先清气垫仓后清刀盘仓的原则，每掘进30cm就要停机循环，循环过程中要对刀盘转向多次更换更利于渣土的流动。
进一步的，步骤2.2.2，停机循环时采用如下两种循环方式：
步骤2.2.2.1，正循环：先循环气垫仓，关闭开挖仓进浆，开启交替冲刷，循环15min。管路无撞击声后，循环开挖仓保留一路，全开交替冲刷后，刀盘转动，刀盘转动方向与冲刷方向相反，循环过程中刀盘正反向交替旋转；
步骤2.2.2.2，逆循环：气垫仓液位值降低，开启旁通阀，关闭进浆管，减小排浆流量，进浆通过排浆管逆流倒灌到开挖仓和气垫仓冲击仓门，反复循环。
与现有技术相比，本发明提供的一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法；有益效果如下：
1，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，在盾构通过裂隙带区域前端和后端2-5m范围内设置止水环箍，减小裂隙水对盾构掘进影响。
2，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，通过适当降低刀盘转速、降低掘进速度、增大泥浆循环流量、采用咬合式破碎机的工作方法，保证盾构机安全顺利通过破碎带。
3，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，通过在裂隙带区域至两端止水环箍范围内的管片拼装预设注浆孔的管片，方便后期对裂隙带区域地层加固施工。
4，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，通过在管片内设置通长槽钢拉紧固定，使管片连接为一整体，防止局部管片上浮造成破损，保证隧道质量。
5，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，通过在裂隙带区域至两端止水环箍范围内的管片背部注浆，使管片初步稳定，增强裂隙带区域范围隧道防水效果，并防止后期地层加固注浆浆液沿管片散失。
6，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，通过在裂隙带区域至两端止水环箍范围内的管片地层深孔注浆，防止运营期裂隙发育，保证列车行驶安全。
7，本发明所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层的施工方法，具有实用性强、操作简便、有效地提高掘进效率，快速穿越危险带，保证掘进过程中施工安全与质量，并在盾构穿越后对破碎带范围地层全面加固，保证运营期列车行驶安全。
附图说明
图1为本发明一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层的施工方法的纵断面示意图；
图2为本发明一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层的施工方法的止水环箍注浆横断面示意图；
图3为本发明一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层的施工方法的地层深孔注浆横断面示意图。
图中标记：1-裂隙带区域；2-深层注浆区域；3-管片，31-预设注浆孔管片；4-通长槽钢；5-止水环箍；6-深层注浆孔。
具体实施方式
如图1-3，所述泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法；包括如下步骤：
步骤1，预设止水环箍：
盾构机刀盘(图中未示)距离裂隙带区域1前2-5m处停机，最佳距离区域为3m，在盾构机尾部依次连续至少设置3个环形止水环箍5，防止盾构机穿越裂缝带区域期间地下水通过裂缝带区域稀释后方管片3背部砂浆，造成管片3上浮和破损。
步骤2，盾构机穿越裂隙带区域：
步骤2.1，根据地层实际情况，适当降低盾构机刀盘转速和掘进速度，降低刀盘转速：1.7r/min→1.2r/min，降低掘进速度：25mm/min→10mm/min，增加泥浆循环流量，进浆流量为850m3/h→900m3/h，排浆流量为870m3/h→920m3/h；使掘进过程中排渣顺畅，控制并调整气垫仓液位(图中未示)，气垫仓液位与地面水压相同；
步骤2.2，盾构机掘进过程中，控制盾构机姿态波动，防止盾尾安设的管片3不稳固影响隧道成型质量；
步骤2.3，盾构机切削裂隙带区域1地层，防止局部渣土大块掉落，造成排渣不畅，需调整破碎机由摆动变为咬合，减少大块渣土堆积，并加大泥浆比重由1.08～1.1增加至1.1～1.13；
步骤2.4，裂隙带区域1地下水对盾尾安设的管片3背部砂浆稀释，影响管片3稳定和防水，在盾构机通过期间，需减低砂浆初凝时间至4h内，确保砂浆凝结，注浆初凝时间由8h降低至4h，保证砂浆于管片背部能及时凝固；
步骤3，管片拼装加固：
在裂隙带区域两侧外延至止水环箍5范围内，采用预设注浆孔管片31进行拼装，预设注浆孔管片31内侧设置通长槽钢4相连并拉紧，使预设注浆孔管片3连成整体，防止局部预设注浆孔管片3上浮造成破损；
步骤4，盾尾处预设止水环箍：
盾构机尾部整体通过裂隙带区域1后2-5m范围后停机，在盾构机尾部依次连续至少设置3个环形止水环箍5，防止裂隙带区域1处地下水对掘进的影响；
步骤5，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行回填注浆：
盾构机整体掘进通过裂隙带区域后，对裂隙带区域1至止水环箍5范围内的3管片背部进行回填注浆，采用双液注浆机注入双液浆对管片3背部的空腔进行填充，注浆口通过管片3上的预设注浆孔向管片3背部注入双液浆，注浆液采用水泥水玻璃双液浆，水泥浆中水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1，通过管片3背部注浆填充能有效地防止深层注浆浆液沿管片3背部逃逸，加强深层注浆施工质量；
步骤6，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行深层注浆：
管片3背部注浆凝结后，采用直径48mm的风钻，开孔深度为管片背部3m处形成深层注浆孔，在深层注浆孔中插入注浆管(图中未示)，双液注浆机注浆口连接注浆管注入水泥-水玻璃双液浆，水泥浆中水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1，待深层注浆液凝结后形成深层注浆区域2。
进一步的，步骤1中，止水环箍施工步骤如下：
步骤1.1，管片3上至少钻设5个均匀分布的注浆孔(图中未示)，在注浆孔上安设注浆球阀(图中未示)，打开球阀阀门，使用冲击钻贯穿阀门打穿管片3，拔出钻杆并关闭球阀；
步骤1.2，根据管片3注浆孔和预埋注浆管(图中未示)螺纹直径加工注浆孔口管，外露端设球阀；
步骤1.3，先在注浆管内部安设止浆阀，然后将注浆孔口管插入管片预留注浆孔内并卡扣卡紧；
步骤1.4，注浆采用注浆机从下至上，左右交叉对管片3背部注入水泥-水玻璃双液浆，水泥浆中水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1；注浆压力控制：一般情况注浆出浆口压力比外侧理论水土压力值大0.3～0.5bar；若注浆后，止水效果不佳，可适当增加注浆压力。注浆量控制：压浆量和压浆点应根据注浆压力值和地层变形监测数据动态调整。
步骤1.5，完成注浆，待浆液终凝后，打开阀门确认无渗漏水现象，方可拆下管片3压浆口处的球阀，并将压浆孔采用快速水泥封堵并拧上手孔盖(图中未示)；注浆液初凝时间控制在20s左右，根据初凝时间对实际配比进行调整，终凝不得迟于12h。
进一步的，步骤3，所述预设注浆孔管片的注浆孔至少16个。
进一步的，步骤3，所述管片3内侧的通长槽钢4均匀分布且最少设置5道，裂隙带区域1两侧外延至止水环箍5范围内，管片3内侧采用5道通长槽钢4拉紧且均匀分布，通长槽钢4采用焊接耳装垫片穿过管片3螺栓固定，通长槽钢4每拼装5环管片3安装1次，每次安装与上根槽钢焊接固定形成通长效果，加强管片3整体稳定效果。
进一步的，步骤6中，所述注浆管为PPR材质，注浆管总长为3m，靠近岩层端的注浆管上设有梅花形孔洞，设孔总深度为2.5m，每个孔洞间距为200mm。
进一步的，步骤2.1，盾构机参数控制如下：
步骤2.1.1，降低刀盘转速：1.7r/min→1.2r/min，降低掘进速度：25mm/min→10mm/min；
步骤2.1.2，停机循环：掘进10min，循环5min；
步骤2.1.3，增大盾构机处P2.1排浆泵的转速，降低隧道内P2.2、P2.3及P2.4中继排浆泵转速，增大排渣能力，同时稳定液位；
步骤2.1.4，加大泥浆比重：1.08～1.1→1.1～1.13，增大泥浆的携渣能力；
步骤2.1.5，加大进、排浆流量，进浆流量：850m3/h→900m3/h，排浆流量：870m3/h→920m3/h；
步骤2.1.6，根据地面水头高度确定气垫仓压力，保证泥浆压力与水压平衡，防止水泥浆沿裂隙击穿地层。
进一步的，步骤2.2，盾构机操控如下：
步骤2.2.1，破碎机摆动变咬合，减少大块渣土堆积，加大进排浆流量保证大流量循环有利于渣土携带；
步骤2.2.2，泥水循环渣仓滞排堵仓：
掘进过程中要时刻观察P2.1泵进口压力，正常掘进情况下P2.1泵进口压力为1.0Bar左右，如果仓门出现排渣不畅或者堵仓的情况下压力会变小至0.5Bar甚至出现负压情况，掘进时若出现0.5Bar就要立即停机循环不要继续推进防止堵仓恶化，待循环通畅压力正常后恢复掘进；循环操作要以先清气垫仓后清刀盘仓的原则，每掘进30cm就要停机循环，循环过程中要对刀盘转向多次更换更利于渣土的流动。
进一步的，步骤2.2.2，停机循环时采用如下两种循环方式：
步骤2.2.2.1，正循环：先循环气垫仓(关闭开挖仓F17、F18进浆，开启F3、F4交替冲刷)，循环15min。管路无撞击声后，循环开挖仓(F3、F4保留一路，F17、F18全开交替冲刷，刀盘转动)，刀盘转动方向与冲刷方向相反，循环过程中刀盘正反向交替旋转；
步骤2.2.2.2，逆循环：气垫仓液位值降低，开启旁通阀F31，关闭F30进浆管，减小排浆流量，进浆通过F31、F32排浆管逆流倒灌到开挖仓和气垫仓冲击仓门，反复循环。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。
Claims (8)
1.一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，预设止水环箍:
盾构机刀盘距离裂隙带区域前2-5m处停机，在盾构机尾部依次连续至少设置3个环形止水环箍；
步骤2，盾构机穿越裂隙带区域:
步骤2.1，根据地层实际情况，调整盾构机刀盘转速和掘进速度，调整泥浆循环流量，使掘进过程中排渣顺畅，控制并调整气垫仓液位，气垫仓液位与地面水压相同；
步骤2.2，盾构机掘进过程中，控制盾构机姿态波动，以使盾尾能够平稳铺设管片；
步骤2.3，盾构机切削裂隙带区域地层时，调整破碎机由摆动变为咬合，增加携渣能力；
步骤2.4，盾构机通过裂隙层区域期间，确保砂浆及时凝结；
步骤3，管片拼装加固:
在裂隙带区域两侧外延至止水环箍范围内，采用预设注浆孔管片进行拼装，预设注浆孔管片内侧设置通长槽钢相连并拉紧，使预设注浆孔管片连成整体；
步骤4，盾构机通过裂缝带区域后预设止水环箍:
盾构机尾部整体通过裂隙带区域后2-5m范围后停机，在盾构机尾部依次连续至少设置3个环形止水环箍；
步骤5，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行回填注浆:
盾构机整体掘进通过裂隙带区域后，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行回填注浆，采用双液注浆机注入双液浆对管片背部的空腔进行填充，注浆口通过管片上的预设注浆孔向管片背部注入双液浆，注浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆中水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1；
步骤6，对裂隙带区域至止水环箍范围内的管片背部进行深孔注浆:
管片背部注浆凝结后，在管片背部3m处采用风钻钻孔，形成深层注浆孔，在深层注浆孔中插入注浆管，采用双液注浆机注入水泥浆与水玻璃浆混合而成的双液浆，水泥浆中水泥与水比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比为1:1，待深层注浆液凝结后形成深层注浆区域。
2.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤1中，止水环箍施工步骤如下：
步骤1.1，所述管片上至少钻设5个均匀分布的注浆孔，在注浆孔上安设注浆球阀，打开球阀阀门，使用冲击钻贯穿阀门打穿管片，拔出钻杆并关闭球阀；
步骤1.2，根据管片注浆孔和预埋注浆管螺纹直径加工注浆孔口管，外露端设置球阀；
步骤1.3，先在注浆管内部安装止浆阀，然后将注浆孔口管插入管片预留注浆孔内并卡固；
步骤1.4，采用注浆机从下至上，左右交叉对管片背部注入水泥水玻璃双液浆，水泥浆中水与水泥比为1:1，水泥浆与水玻璃浆体积比1:1；
步骤1.5，完成注浆，待浆液终凝后，拆下管片压浆口处的球阀，使用水泥封堵压浆孔，并用孔盖盖住压浆孔口处。
3.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤3，所述预设注浆孔管片上注浆孔至少16个。
4.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤3，所述预设注浆孔管片内侧的通长槽钢均匀分布且最少设置5道。
5.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤6，所述注浆管材质为PPR、注浆管总长为3m，靠近岩层端的注浆管上开有梅花形孔洞，梅花形孔洞总深度为2.5m，每个孔洞间距为200mm。
6.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤2.1，盾构机参数控制如下：
步骤2.1.1，降低刀盘转速1.7r/min→1.2r/min，降低掘进速度25mm/min→10mm/min；
步骤2.1.2，停机循环：掘进10min，循环5min；
步骤2.1.3，增大盾构机排浆泵的转速，降低隧道内中继排浆泵转速，增大排渣能力，同时稳定液位；
步骤2.1.4，加大泥浆比重：1.08～1.1→1.1～1.13，增大泥浆的携渣能力；
步骤2.1.5，加大进、排浆流量，进浆流量：850m3/h→900m3/h，排浆流量：870m3/h→920m3/h；
步骤2.1.6，根据地面水头高度确定气垫仓压力，保证泥浆压力与水压平衡，防止水泥浆沿裂隙击穿地层。
7.根据权利要求1所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤2.2，盾构机操控如下：
步骤2.2.1，破碎机摆动变咬合，减少大块渣土堆积，加大进排浆流量保证大流量循环有利于渣土携带；
步骤2.2.2，泥水循环渣仓滞排堵仓：
盾构机掘进过程中要时刻观察泵进口压力，正常掘进情况下泵进口压力为1.0Bar左右，如果仓门出现排渣不畅或者堵仓的情况下压力会变小至0.5Bar甚至出现负压情况，掘进时若出现0.5Bar就要立即停机循环不要继续推进防止堵仓恶化，待循环通畅压力正常后恢复掘进,循环操作要以先清气垫仓后清刀盘仓的原则，每掘进30cm就要停机循环，循环过程中要对刀盘转向多次更换更利于渣土的流动。
8.根据权利要求7所述一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法，其特征在于，步骤2.2.2，停机循环时采用如下两种循环方式：
步骤2.2.2.1，正循环：先循环气垫仓，关闭开挖仓进浆，开启交替冲刷，循环15min，管路无撞击声后，循环开挖仓保留一路，全开交替冲刷后，刀盘转动，刀盘转动方向与冲刷方向相反，循环过程中刀盘正反向交替旋转；
步骤2.2.2.2，逆循环：气垫仓液位值降低，开启旁通阀，关闭进浆管，减小排浆流量，进浆通过排浆管逆流倒灌到开挖仓和气垫仓冲击仓门，反复循环。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010650771.0A CN111779493B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010650771.0A CN111779493B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111779493A CN111779493A (zh) | 2020-10-16 |
| CN111779493B true CN111779493B (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=72759559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010650771.0A Active CN111779493B (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111779493B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112727480A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-04-30 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 用于硬岩段盾构施工注浆方法 |
| CN113898349B (zh) * | 2021-09-02 | 2024-08-06 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 一种盾构隧道扩挖的管廊施工方法 |
| CN115263320A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-11-01 | 中建海峡建设发展有限公司 | 一种基岩凸起及孤石地层盾构穿越筏板基础桥梁的施工方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02132295A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-21 | Mitsui Constr Co Ltd | トンネル覆工の構築方法 |
| JP2001254594A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Komatsu Ltd | トンネル掘進機におけるカッタヘッド回転支持部のシール方法とそのシール構造 |
| CN208416547U (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-22 | 北京市政建设集团有限责任公司 | 一种盾构出、进洞口处隧道纵向拉紧联系条结构 |
| CN110230499B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-03-22 | 中铁第六勘察设计院集团有限公司 | 富水软土地区盾构近穿运营隧道主动保护结构及施工方法 |
| CN110566233B (zh) * | 2019-09-20 | 2021-04-09 | 成龙建设集团有限公司 | 一种全断面硬岩地层盾构隧道施工管片壁后注浆的方法 |
| CN111350509A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-30 | 中铁二十二局集团轨道工程有限公司 | 一种砂卵石地层隧道盾构施工的渣土改良和注浆方法 |
-
2020
- 2020-07-07 CN CN202010650771.0A patent/CN111779493B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111779493A (zh) | 2020-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111779493B (zh) | 一种泥水盾构在裂隙发育的全断面岩层施工方法 | |
| CN103306687B (zh) | 软岩隧道长悬臂水平旋喷变形控制施工方法 | |
| CN103195442B (zh) | 一种煤矿巷道均布注浆结构及其施工工艺 | |
| CN105201518B (zh) | 一种大直径泥水平衡盾构洞内接收解体方法 | |
| CN106437726B (zh) | 浅埋暗挖隧道过地裂缝破碎带施工方法 | |
| CN111734420B (zh) | 一种设置洞门砂浆挡墙的富水地层盾构水下接收方法 | |
| CN108678777A (zh) | 隧道断层破碎带区段的支护方法 | |
| CN111997639B (zh) | Tbm施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法 | |
| CN105715296A (zh) | 一种隧道穿越煤矿采空区的吹砂回填注浆施工方法 | |
| JP3833403B2 (ja) | 大断面トンネルのいわし骨工法 | |
| CN112502720B (zh) | 敞开式tbm通过断层破碎带的方法 | |
| CN110080789A (zh) | 一种盾构空推拼管片施工工法 | |
| CN111206937A (zh) | 一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法 | |
| CN110685716A (zh) | 孤石爆破处理后的袖阀管注浆方法 | |
| CN110439582A (zh) | Tbm撑靴处不良地质处置方法、tbm撑靴处突发不良地质时掘进通过方法 | |
| CN116804369A (zh) | 一种tbm穿越不良地层组合施工方法 | |
| CN108590716A (zh) | 一种巷道过富水断层树根型疏堵水一体化施工方法 | |
| CN201448488U (zh) | 止回阀及设置有止回阀的钢管 | |
| CN111140243A (zh) | 泥水平衡盾构机及应用它顶管掘进施工方法 | |
| CN111828018B (zh) | 一种防治隧道突涌水迂回导坑施工方法 | |
| CN112523767A (zh) | 一种膨胀土地层盾构磨桩的施工方法 | |
| CN116816389A (zh) | 隧道富水岩溶塌腔处理方法 | |
| CN116575929A (zh) | 不良地质条件下tbm卡机脱困方法 | |
| CN112502719B (zh) | Tbm施工通过高压富水蚀变透镜体的方法 | |
| CN110645033A (zh) | 一种砂卵石地层盾构施工洞内深层注浆的装置及其方法 |
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 | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Zhijun Inventor after: Wang Qiulin Inventor after: Lei Mingxing Inventor after: Yang Juan Inventor after: Zhang Yunsheng Inventor after: Cui Ding Inventor after: Qiao Fumin Inventor after: Wang Jing Inventor after: Dong Jing Inventor after: Li He Inventor after: Li Yi Inventor after: Ai Houjun Inventor after: Zhang Ronghua Inventor after: Dai Yuming Inventor after: Hong Kairong Inventor after: Gong Xuedong Inventor after: Guo Xiaolong Inventor after: Peng Yanfeng Inventor after: Zhao Baofeng Inventor after: Yang Zhiyong Inventor before: Li Zhijun Inventor before: Yang Juan Inventor before: Zhang Yunsheng Inventor before: Cui Ding Inventor before: Qiao Fumin Inventor before: Wang Jing Inventor before: Dong Jing Inventor before: Li He Inventor before: Li Yi Inventor before: Tang Xu Inventor before: Zhang Ronghua Inventor before: Gong Xuedong Inventor before: Yao Shuchun Inventor before: Guo Xiaolong Inventor before: Peng Yanfeng Inventor before: Zhao Baofeng Inventor before: Yang Zhiyong Inventor before: Wang Qiulin Inventor before: Lei Mingxing Inventor before: Hong Kairong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |