申请/专利权人：中铁九局集团第一建设有限公司

申请日：2021-05-10

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113047853B

主分类号：E21D9/06

分类号：E21D9/06;E21D11/38;E21D9/14;E21D11/10;E21D11/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.09.17#专利申请权的转移;2021.07.16#实质审查的生效;2021.06.29#公开

摘要：本发明适用于隧道施工技术领域，提供了一种富水软土地质地区盾构始发施工方法，所述方法包括步骤：S1、端头井处土体加固；S2、对加固后的土体进行质量检查；S3、安装盾构机；S4、安装反力架；S5、将洞门进行破除；S6、安装洞门止水装置帘布橡胶板；S7、安装负环管片；S8、对所述盾构机加压贯入作业面和掘进；S9、对洞门封堵和进洞封环。本发明能够提高隧道的始发进洞的施工效率，节约成本，施工的安全性高，使用广泛。

主权项：1.一种富水软土地质地区盾构始发施工方法，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、端头井处土体加固；盾构井端头加固体采用φ850@600三轴搅拌桩，在A、B区弱加固区投影面积内的综合水泥掺量为9.7％，A区强加固体投影面积内的综合水泥掺量为27.69％，B区强加固体投影面积内的综合水泥掺量为20.7％；止水帷幕采用φ850@600三轴搅拌桩，搭接400mm，投影面积内的综合水泥掺量为25.63％；止水帷幕与围护结构接缝处采用2根双重管旋喷桩补强，水泥掺量为300kgm；在止水帷幕范围内布置6口降水井及2口观测井，若漏水情况严重，减少一口观测井；弱加固区为空桩段，强加固区为实桩段；S2、对加固后的土体进行质量检查；成桩28天后，钻芯取样检测无侧限抗压强度，检查无侧限抗压强度不小于1.0Mpa，检验数量为施工总数的4％，且不少于9孔；在加固体的强度达到要求以后，需对加固体的渗漏性进行检查，在车站端头的每一个洞眼的范国内水平钻9孔，长度深入到加固体后0.5m，孔径50mm；测定9孔流水量的总和、要求9个孔的总流水量30升小时；如果出水量超过限值，就要重新进行地面补浆并加强降水，直至符合要求；S3、安装盾构机；S4、安装反力架，反力架竖梁后面留有48个螺栓孔，用于支撑连接，支撑采用钢管材料，钢管外径600mm，壁厚10mm，钢管中间部位焊接环形钢板增加抗弯强度，在环形钢板与钢管之间焊接三角形筋板加强，焊接管纵向焊缝为V形坡口，钢管两头焊接30mm厚钢板，与反力架竖梁和车站边墙的预埋钢板连接，钢管纵向对接焊缝为II级，端头手腿部分角焊，焊缝为II级，其余为III级，保证焊接质量，焊接为满焊，焊缝高度不小于15mm，焊接钢管的加工精度为椭圆度不应大于2D1000，D为钢管直径，斜撑采用的钢管为车站主体围护结构施工完毕后，在进行土方开挖时用以支撑基坑的钢支撑，隧道进行施工准备时，主体结构已经完成过半，钢支撑已拆卸过半，从中选取合适尺寸的钢支撑进行拼接，直接作为反力架的斜撑使用；S5、将洞门进行破除；盾构始发前，需对始发井始发侧洞门围护结构进行分阶段凿除，开凿前，搭设脚手架，由上往下分层凿除，先用气焊切割掉外层钢筋，安排3台风镐按照1、2、3一组，4、5、6一组，7、8、9一组的顺序依次分层凿除地连墙混凝土，随后内层钢筋暴露出来；当盾构机刀盘抵达连续墙前约0.5～1m时停止，然后再将剩下的钢筋割掉，并仔细检查清理残余钢筋，在洞门围护结构凿除前，须打探孔进一步直观地观察盾构始发土体加固的效果，判断始发区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全始发的要求；S6、安装洞门止水装置帘布橡胶板；始发洞门密封装置包括帘布橡胶板、扇形折叶压板、连接螺栓、螺母和垫圈；在竖井内衬墙结构施工时在预留洞门处预埋环状钢板，洞门预埋环与内衬墙结构一同施工；盾构进入预留洞门前在外围刀盘和帘幕橡胶板外侧涂润滑油以免盾构刀盘刮破帘幕橡胶板影响密封效果；帘布橡胶板通过双头螺栓固定，然后安装圆环板、折页压板；S7、安装负环管片；负环安装前，先涂好盾尾钢丝刷油脂，每米10kg，手工掰开钢丝刷，在钢丝刷内部填充油脂，负环在盾构机内用拼装机拼装完成后，由千斤顶逐环顶出，期间要保证管片的法面与始发轴线垂直，必要时需粘贴纠偏材料；同时将洞门导轨安装完毕；盾构始发采用8环负环，错缝拼装；在拼装负环管片时，在盾尾下部盾壳内避开千斤顶撑靴位置焊接1.2米长的φ30圆钢4根，沿盾构方向放置；采用三角木楔填充始发支座轨道与管片外侧的空隙，将负环混凝土管片托起，并在始发台上焊工字钢顶住环片与环片的接缝；通过手拉葫芦，采用20的钢丝绳将管片环向箍紧；S8、对所述盾构机加压贯入作业面和掘进；在初始掘进段内，对盾构的推进速度、土仓压力、注浆压力作了相应的调整，指标为：推进速度20～30mmmin，土仓压力：0.06～0.11Mpa，注浆压力：0.15～0.2Mpa；通过初始推进，选定六个施工管理的指标：①土仓压力；②推进速度；③总推力；④排土量；⑤刀盘转速和扭矩；⑥注浆压力和注浆量；S9、对洞门封堵和进洞封环；封环应在盾尾远离0号环至第4环的时候开始，采用自下而上环间加密的方法进行；先进行第三环的注浆孔灌浆，再进行1号环的孔灌浆，最后进行第2环注浆孔灌浆；1环、3环注浆压力为1MPa，第2环注浆压力为1.5MPa；采用二次注浆对同步注浆进行补强；所述步骤S1具体包括：将地面整平；根据预设的施工图进行施工放样；将钻机就位；通过所述钻机下沉钻进喷浆至孔底；通过上提喷浆强制搅；复搅；将所述钻机提起并进行移位施工；通过填写施工原始记录，复查桩的位置，止水帷幕与围护结构接缝处采用2根双重管旋喷桩补强，水泥掺量为300kgm；所述步骤S3具体包括：在台车下井前进行轨道铺设；使用工字钢加工T型支架，然后将其置于工作井内，直接在上面铺轨，然后台车和电瓶车在地面上组装完毕后，先行将电瓶车吊装下井。然后依次从6号台车到1号台车按照倒序将后配套吊装下井，利用电瓶车将台车牵引至车站内，根据前面确定的始发架的中线位置，用全站仪放样确定台车轨道和电瓶车轨道的中线位置，然后铺设轨道加以固定，钢轨采用43kgm钢轨；安装盾构始发架；对所述盾构机进行组装和调试；盾构机下井吊装顺序为：6#台车→5#台车→4#台车→3#台车→2#台车→1#台车→设备桥→螺旋机下井→中盾→前盾→拼装机→盾尾→螺旋机安装→刀盘；对所述盾构机调试完成后进行现场二次验收；在盾构机调试完成后，应按业主要求进行盾构机的二次验收，验收项目主要包括盾构壳体、切削刀盘、拼装机、螺旋输送机、皮带运输机、同步注浆系统、集中润滑系统、液压系统、铰接系统、电气系统、渣土改良系统、盾尾密封系统；所述安装盾构始发架具体包括：在盾构机下井组装前，根据隧道设计轴线和洞门预埋钢环的中心位置，定出盾构始发姿态的空间位置；根据始发里程计算出第一环管片的里程和工作井的结构尺寸确定所述始发架的平面位置；所述步骤S9具体包括：在所述盾构机盾尾距洞门1m左右处开始壁后注浆，通过注浆量及注浆压力进行双控，以确保洞门封堵密实；当所述注浆量及注浆压力未达到要求，洞门帘布处发生漏浆现象，停止壁后注浆，在洞门预留注浆孔上开始注入双液浆，同时在0～3环上通过二次注浆机注入水泥浆；其中，双液浆浆液材料采用42.5水泥、自来水及水玻璃，浆液配比为：水：水泥：水玻璃＝1：1：1；盾构机缓慢推进洞门，推进过程中禁止转动刀盘，刀盘顶至土体后方可转动刀盘，防止刀盘转动破坏洞门防水橡胶板；洞门内管片脱出盾尾两环后即进行同步注浆，进行管片与土层间的填充，防止止水帷幕外侧地下水在管片外侧与洞门形成通路，造成洞门漏水；车站端墙施工时，在钢环外侧四周安装带有阀门的预埋注浆钢管，洞门封堵完成后洞门渗漏水时可通过注浆管向洞门内注浆堵漏。

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