一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法技术

技术编号:17591631 阅读:45 留言:0更新日期:2018-03-31 06:38
一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,包括步骤如下:步骤一:分别对待开挖隧道中心线两侧5m~6m范围内的土体进行加固;步骤二:对加固区进行钻孔排索;步骤三:在盾机构的采石箱与土仓的排浆闸阀之间安装一道手动闸阀;步骤四:对盾机构的采石箱进行改造;步骤五:设定盾机构所用的泥浆参数;步骤六:设定盾构掘进参数;直至设计盾构线路挖掘完毕,施工结束。本发明专利技术解决了传统的泥水盾构长距离穿越锚索区施工中锚索造成排浆管及采石箱被卡死或封堵、刀盘被缠绕缩小刀盘开口率以及刀具崩坏的技术问题。

A kind of tunneling method for long distance crossing the anchorage zone of muddy water shield

A slurry shield tunneling method of long distance cable across the region, including the following steps: step one: treat the soil excavation tunnel on both sides of the center line in the range of 5m~6m reinforcement; step two: to drill row cable reinforcement area; step three: a manual valve is installed between the box in the quarry mechanism and the earth shield the slurry discharge valve; step four: stone box on the transformation of shield mechanism; step five: mud parameters used set shield mechanism; step six: set of shield tunneling parameters; until the design of shield line mining after the end of construction. The invention solves the traditional long distance slurry shield construction through the anchor cables caused by the slurry discharging pipe and quarrying box is blocked or blocked, the cutter head is narrow winding cutter opening rate and tool collapse problem.

【技术实现步骤摘要】
一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法
本专利技术属于泥水盾构施工
,尤其涉及一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法。
技术介绍
泥水盾构机作为当今最先进的隧道掘进超大型专用设备,是实现掘进、出土、支护等一次开挖成洞的高科技施工设备,广泛用于城市轨道交通、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。由于城市建筑物集中,且其基坑围护结构施工工艺具有不确定性,隧道在一定区域内难免存在锚索,从而加大盾构施工风险和施工技术难度。盾构在锚索区掘进时,一方面须严格控制地面沉降量,合理控制切口压力,保证盾构开挖面稳定;另一方面须加强盾构机掘进速度监测,间接判断刀盘磨损情况。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,要解决传统的泥水盾构长距离穿越锚索区施工中锚索造成排浆管及采石箱被卡死或封堵、刀盘被缠绕缩小刀盘开口率以及刀具崩坏的技术问题,还要解决频繁清理管路与采石箱影响施工进度、增大施工风险以及导致施工成本高的技术问题。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案。一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,包括步骤如下。步骤一:分别对待开挖隧道中心线两侧5m~6m范围内的土体进行加固,加固深度为进入隧道结构下方的隔水层中至少1m。步骤二:对加固区进行钻孔排索;所述钻孔包括第一钻孔和第二钻孔;其具体步骤包括如下。步骤1:进行第一钻孔的钻设;第一钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的左侧结构边线纵向间隔布置,第一钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第一钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第一钻孔之间的间距为1000mm~1400mm。步骤2:随后对第一钻孔中的锚索进行排除。步骤3:待步骤2中的第一钻孔中的锚索全部排除后,对第一钻孔进行回填,并进行加固处理。步骤4:进行第二钻孔的钻设;第二钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的右侧结构边线纵向间隔布置,第二钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第二钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第二钻孔之间的间距为1000mm~1400mm。步骤5:对第二钻孔中的锚索进行排除。步骤6:待步骤5的第二钻孔中的锚索全部排除后,对第二钻孔进行回填,并进行加固处理。步骤三:在盾机构的采石箱与土仓的排浆闸阀之间安装一道手动闸阀,用以保证盾构机前方切口环压力稳定性。步骤四:对盾机构的采石箱进行改造,以防止残留锚索钢绞线在盾构掘进过程中对设备、管路造成损坏。步骤五:设定盾机构所用的泥浆参数,参数的设定要保证泥浆的携渣能力,便于将钢绞线排出;其中泥浆的比重为1.25g/cm3~1.3g/cm3,粘度为25s~35s、含砂率小于5%。步骤六:设定盾构掘进参数,以保证盾构机在锚索区域的平稳运行,掘进中注意各个施工参数的变化情况,并对掘进参数进行调整;直至设计盾构线路挖掘完毕,施工结束。优选的,步骤一中对土体的加固采用旋喷桩,桩体的直径为600mm~800mm范围内,相邻桩体间距为400mm~600mm。优选的,步骤二中所述第二钻孔与第一钻孔之间并排布置。优选的,步骤二中,对第一钻孔和第二钻孔进行回填采用的材料均为水泥土,水泥与土的体积配合比为1:6~1:10;在对第一钻孔回填完成后,采用双管旋喷桩或者三管旋喷桩进行复喷处理;在对第二钻孔回填完成后,采用双管旋喷桩或者三管旋喷桩进行复喷处理。优选的,步骤四中对改造后的盾机构采石箱包括有箱主体、进浆管、排浆管和采石门;其中,进浆管和排浆管分别连接在箱主体的左右侧面上;所述进浆管上、靠近箱主体的部位上设有进浆控制阀;所述排浆管上、靠近箱主体的部位上设有排浆控制阀;所述采石门有两个、沿横向间隔设置在箱主体的前侧面或者后侧面上,且其中一个采石门与纵向倾斜板对应设置;所述箱主体为矩形立体结构;在箱主体内的空腔中还设有竖向隔板、格栅网和卸料板组;所述竖向隔板沿纵向分隔箱主体的内部,并将箱主体分成左、右腔体;在竖向隔板中部开设有排浆孔;所述格栅网设置在竖向隔板的排浆孔处、位于迎水面一侧;所述格栅网的尺寸与排浆孔的尺寸相适应,且格栅网的通过连接件可拆卸连接在排浆孔周边的竖向隔板上;所述卸料板组包括有纵向倾斜板和横向倾斜板;所述纵向倾斜板的坡面面向采石门,其底边抵靠在采石门下方的箱主体侧壁上,其顶边抵靠在采石门对侧的箱主体侧壁上;所述横向倾斜板的坡面背向竖向隔板,其顶边抵靠在格栅网下方的竖向隔板上,其底边支撑在纵向倾斜板上;所述采石箱还包括有辅助通浆管;所述辅助通浆管与进浆管、排浆管并联联通,辅助通浆管的一端连接在进浆管上、进浆控制阀的外侧,辅助通浆管的另一端连接在排浆管上、排浆控制阀的外侧;在辅助通浆管的进浆端和出浆端分别设有辅助进浆控制阀和辅助排浆控制阀;所述采石箱的顶部安装有测试箱主体内部压力的压力传感器和泄压阀;所述压力传感器有一组,且间隔设置在箱主体顶部。优选的,所述箱主体设有排浆管一侧的外侧面上还连接内循环排浆管;所述内循环排浆管设置在排浆管的上方。优选的,所述辅助通浆管包括有设置在两端的弯管段以及连接在两个弯管段之间的直管段;所述直管段与其两侧的弯管段之间均通过法兰连接,在直管段长轴线位置处设有将直管段分隔成上、下腔体的水平隔板。优选的,步骤六中在掘进过程中,当刀盘扭矩持续大于3000KN.m且掘进速度小于5mm/min,对盾构机的泥水仓进行开仓排障处理,在排除泥水仓中的障碍物,以保证盾构正常掘进施工。优选的,步骤六中在掘进过程中当泥浆环流不畅时或P2泵(排浆泵)出现负压时,关闭步骤三中的手动闸阀,确保泥水仓压力稳定,以保证盾构机前方切口环压力稳定性;然后打开泄压阀,待箱主体内压力降低后,打开采石门对箱主体进行清理;采箱主体清理完成后,关闭采石门,重新开启步骤三中的手动闸阀,使浆液从箱主体中通过,继续掘进。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。1、本专利技术盾构施工前先对锚索区内既有锚索进行排除处理,并对盾构机进行适应性改造,减少可能残留锚索对盾构设备造成损坏,降低盾构机管道堵塞频率,减少采石箱清理次数。2、本专利技术针对锚索区地质条件拟定合理的掘进参数,保证盾构机平稳快速穿越锚索区,减少了锚索钢绞线对盾构机设备闸阀、盾构机上的排浆泵叶轮等损坏,为泥水盾构长距离穿越锚索提供了技术支持。3、利用本专利技术的方法,在长距离锚索区穿越过程中,以平稳的掘进参数及采用优质泥浆增大进浆浆液粘度值,提高泥浆的携渣能力,降低施工风险,能够满足盾构施工的需要。4、本专利技术中的采石箱是本专利技术掘进方法的核心设备,采用双仓隔断结构,并在中间增设格栅网,能够有效地对锚索钢绞线与加固水泥块进行隔离,通过开采石箱能够清理出盾构机内滞排物,减少锚索钢绞线对后续设备损坏,降低管路堵塞频率,保证了保证盾构机平稳快速穿越锚索区,同时也有效的解决了传统的泥水盾构长距离穿越锚索区施工中锚索造成排浆管被卡死及采石箱被封堵、刀盘被缠绕缩小刀盘开口率以及刀具崩坏的技术问题,还解决了频繁清理管路与采石箱影响施工进度、增大施工风险以及导致施工成本高的技术问题5、传统的盾构施工中在打开采石箱时,泥水仓后面MV2-1\MV2-2\MV2-3的三个阀需要关闭以后才能开启采石箱的门,如果其中有一个阀没关或没关严,开采石箱时泥水仓内的泥浆就会延管路通过采石箱漏出,造成泥水仓泄压;而本专利技术为避免因锚索卡住这个阀,造成无法本文档来自技高网...
一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法

【技术保护点】
一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于,包括步骤如下:步骤一:分别对待开挖隧道中心线两侧5m~6m范围内的土体进行加固,加固深度为进入隧道结构下方的隔水层中至少1m;步骤二:对加固区进行钻孔排索;所述钻孔包括第一钻孔和第二钻孔;其具体步骤包括如下:步骤1:进行第一钻孔的钻设;第一钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的左侧结构边线纵向间隔布置,第一钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第一钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第一钻孔之间的间距为1000mm~1400mm;步骤2:随后对第一钻孔中的锚索进行排除;步骤3:待步骤2中的第一钻孔中的锚索全部排除后,对第一钻孔进行回填,并进行加固处理;步骤4:进行第二钻孔的钻设;第二钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的右侧结构边线纵向间隔布置,第二钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第二钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第二钻孔之间的间距为1000mm~1400mm;步骤5:对第二钻孔中的锚索进行排除;步骤6:待步骤5的第二钻孔中的锚索全部排除后,对第二钻孔进行回填,并进行加固处理;步骤三:在盾机构的采石箱与土仓的排浆闸阀之间安装一道手动闸阀,用以保证盾构机前方切口环压力稳定性;步骤四:对盾机构的采石箱进行改造,以防止残留锚索钢绞线在盾构掘进过程中对设备、管路造成损坏;步骤五:设定盾机构所用的泥浆参数,参数的设定要保证泥浆的携渣能力,便于将钢绞线排出;其中泥浆的比重为1.25 g/cm...

【技术特征摘要】
1.一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于,包括步骤如下:步骤一:分别对待开挖隧道中心线两侧5m~6m范围内的土体进行加固,加固深度为进入隧道结构下方的隔水层中至少1m;步骤二:对加固区进行钻孔排索;所述钻孔包括第一钻孔和第二钻孔;其具体步骤包括如下:步骤1:进行第一钻孔的钻设;第一钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的左侧结构边线纵向间隔布置,第一钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第一钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第一钻孔之间的间距为1000mm~1400mm;步骤2:随后对第一钻孔中的锚索进行排除;步骤3:待步骤2中的第一钻孔中的锚索全部排除后,对第一钻孔进行回填,并进行加固处理;步骤4:进行第二钻孔的钻设;第二钻孔设有若干个,且沿待开挖隧道的右侧结构边线纵向间隔布置,第二钻孔的孔径为1200mm~1800mm,第二钻孔的孔底钻至隧道底板位置,相邻第二钻孔之间的间距为1000mm~1400mm;步骤5:对第二钻孔中的锚索进行排除;步骤6:待步骤5的第二钻孔中的锚索全部排除后,对第二钻孔进行回填,并进行加固处理;步骤三:在盾机构的采石箱与土仓的排浆闸阀之间安装一道手动闸阀,用以保证盾构机前方切口环压力稳定性;步骤四:对盾机构的采石箱进行改造,以防止残留锚索钢绞线在盾构掘进过程中对设备、管路造成损坏;步骤五:设定盾机构所用的泥浆参数,参数的设定要保证泥浆的携渣能力,便于将钢绞线排出;其中泥浆的比重为1.25g/cm3~1.3g/cm3,粘度为25s~35s、含砂率小于5%;步骤六:设定盾构掘进参数,以保证盾构机在锚索区域的平稳运行,掘进中注意各个施工参数的变化情况,并对掘进参数进行调整;直至设计盾构线路挖掘完毕,施工结束。2.根据权利要求1所述的一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于:步骤一中对土体的加固采用旋喷桩,桩体的直径为600mm~800mm,相邻桩体间距为400mm~600mm。3.根据权利要求2所述的一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于:步骤二中所述第二钻孔与第一钻孔之间一一对应布置。4.根据权利要求3所述的一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于:步骤二中,对第一钻孔和第二钻孔进行回填采用的材料均为水泥土,水泥与土的体积配合比为1:6~1:10;在对第一钻孔回填完成后,采用双管旋喷桩或者三管旋喷桩进行复喷处理;在对第二钻孔回填完成后,也采用双管旋喷桩或者三管旋喷桩进行复喷处理。5.根据权利要求4所述的一种泥水盾构长距离穿越锚索区的掘进方法,其特征在于:步骤四中对改造后的盾机构采石箱包括有箱主体(1)、进浆管(9)、排浆管(4)和采石门(11);其中,进浆管(9)和排浆管(4)分别连接在箱主体(1)的左右侧面上;所述进浆管(9)上、靠近箱主体(1)的部位上设有进浆控制阀(10);所述排浆管(4)上、靠近箱主体(1)的部位上设有排浆控制阀(3);所述采石门(11)有两个、沿横向间隔设置在箱主体(1)的前侧面或者...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹金鼎庞林刘耀军尹清锋陈喜健张继军韩志亮李涛白洋陈海国杜璟郝佩陆韬肖健代云峰安沛单文玉刘文强顾殿杰
申请(专利权)人:中建交通建设集团有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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