一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，首先将带压换刀建压失败地段所采用的盾构法改为矿山暗挖法施工，从而接收盾构机，并使所述盾构机脱困；其次在矿山暗挖法隧道到达盾构机刀盘后，在矿山暗挖法隧道内全线施工混凝土导台，用以确保盾构推进姿态并保证盾构隧道管片拼装质量和防水效果；然后在盾构空推前先在矿山暗挖法隧道内进行一段砂浆回填，并掘进砂浆回填段；最后在砂浆回填段掘进完成后，在矿山暗挖法隧道内堆填豆砾石，开始进行空推步进，直至完成整个空推段。本发明专利技术提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，其能在空间狭小、椭圆形隧道内实现盾构机的快速通过，适合各种复杂特殊地质及富水地层使用。

A mining method for shield tunneling and shield pushing construction method

The invention discloses a construction method of receiving shield machine by mining method and pushing shield machine by air. Firstly, the shield method adopted in the failure area of pressure changing cutter is replaced by the underground excavation method, so as to receive the shield machine and make the shield machine out of difficulty; secondly, after the tunnel of underground excavation method reaches the cutter head of the shield machine, the underground excavation method is adopted in the mine. The concrete guide bench is constructed throughout the tunnel to ensure the shield driving posture and the assembly quality and waterproof effect of the segments of the shield tunnel; then a section of mortar backfilling is carried out in the tunnel of the underground excavation method before the shield is emptied, and a section of mortar backfilling is excavated; finally, after the completion of the excavation of the mortar backfilling section, the tunnel of the underground excavation method is excavated in the mine. The gravel padding in the road is pushed into the air until the whole empty section is completed. The mining method provided by the invention receives the shield machine and carries out the shield machine by air pushing construction method, which can realize the rapid passage of the shield machine in narrow space and elliptical tunnel, and is suitable for various complicated special geology and water-rich strata.

【技术实现步骤摘要】
一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法
本专利技术涉及地下隧道工程研究
，尤其涉及一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法。
技术介绍
近年来随着城市轨道交通建设的飞速发展，越来越多的城市开始大规模修建城际铁路等城市轨道交通。大多数城市中的轨道区间建设都采用盾构法施工，但由于城际铁路建设的区域一般都处于城市相对繁华的区域，其周边的环境情况相对比较复杂，在盾构施工过程中就不可避免的要穿越既有建(构)筑物等风险源，给施工带来了严重的安全隐患，如遇到岩面高度及岩体强度较原设计提高很多，且隧道位于市内重要道路下方，同时道路下方存在较多需要保护的敏感建(构)筑物及重要管线。当盾构施工遇到上软下硬地质条件时就会导致其掘进效率极其低下，既不能快速通过该段区域，又极易造成地面沉降超标甚至坍塌，对敏感建(构)筑物及重要管线造成破坏。同时在这种地层掘进时刀具磨损较快，需要经常换刀，换刀前需对土体进行注浆加固，当地面条件无法满足注浆加固施工时就会无法进行带压开仓换刀工作，最终导致盾构无法按期穿越。因此说，在这种情况下，实施传统简单方式的盾构法施工无法实现按期穿越和满足施工质量要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，以解决上述问题。本专利技术提供一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，需要将隧道开挖工法由传统的盾构法改为矿山法，采取先行施工矿山法隧道，然后盾构空推拼装管片通过。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术还提供了一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，包括如下操作步骤；步骤S1：首先将带压换刀建压失败地段所采用的盾构法改为矿山暗挖法施工，从而接收盾构机，并使所述盾构机脱困；步骤S2：其次在矿山暗挖法隧道到达盾构机刀盘后，在矿山暗挖法隧道内全线施工混凝土导台，用以确保盾构推进姿态并保证盾构隧道管片拼装质量和防水效果；步骤S3：然后在盾构空推前先在矿山暗挖法隧道内进行一段砂浆回填，并掘进砂浆回填段；该砂浆回填段长度略大于盾构机盾体长度；步骤S4：最后在砂浆回填段掘进完成后，在矿山暗挖法隧道内堆填豆砾石，开始进行空推步进，直至完成整个空推段。进一步地，在所述步骤S1中，当盾构受困地段剩余7米，为Ⅵ级围岩时，将盾构法改为台阶临时仰拱法开挖；开挖时，考虑区间围岩地质较差，岩体破碎，采用小型挖掘机开挖配合人工，开挖0.5m/榀，单次连续开挖不得超过0.6米；掌子面开挖前，先施作超前支护管棚、小导管在进行爆破开挖，出渣采用无轨运输。进一步地，在所述步骤S2中，矿山法隧道内施工导台厚度为550mm，采用钢筋混凝土现浇，导台弦长3150mm；所述导台作为盾构机通过硬岩隧道时的下部支撑，其施工精度直接决定着盾构机的姿态；所述导台施工模板定位后必须进行测量复核，混凝土浇注后应进行标高的复测，确保导向平台的标高施工精度在0－15mm以内。进一步地，在所述步骤S3中，砂浆回填段施工长度为13m，采用M7.5砂浆自盾构与矿山交界处向矿山法隧道方向全断面回填，并进行回填段盾构掘进。进一步地，在所述步骤S4中，具体施工流程如下：步骤S41：豆砾石提前堆放及盾构顶推豆砾石掘进操作；盾构机在矿山暗挖法隧道空推掘进之前，先在矿山暗挖法隧道内堆填豆砾石进行备料，并需对盾体及盾构隧道管片周围喷射豆砾石，以便增大摩擦阻力；所述豆砾石选择直径为5－10mm，具体备料方量为需填充空隙的60％－70％；步骤S42：壁后吹填豆砾石，盾构隧道管片拼装并及时跟进同步注浆及二次注浆操作；因所述盾构机在盾构机盾尾处设计有止浆板，故将豆砾石喷射管长度设定为11.2m，使所述豆砾石充分填充在盾构隧道管片与矿山隧道初期支护空隙中；所述豆砾石喷射管自所述盾构机刀盘2、10点位处插入到盾尾后20cm处，所述豆砾石喷射管与所述盾构机盾体焊接固定，推进前和随同盾构步进时用砼喷射机自刀盘前方向盾构后方吹入豆砾石骨料，随着盾构向前推进及时拼装盾构隧道管片，同时跟进同步注浆及二次注浆。步骤S43：紧固盾构隧道管片操作。为防止盾构隧道管片连接不牢靠，每隔2环对管片注浆孔处进行支撑加固，并采用M25钢筋纵向焊接。步骤S44：继续步进直至空推完成。与现有技术相比，本专利技术实施例的优点在于：本专利技术提供的一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，分析上述矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法的主要步骤可知：本专利技术将盾构受困地段盾构法改为矿山法接收盾构机，大大缩短了工期，导台施工为盾构机的掘进姿态提供了可靠的保障，砂浆回填段很好地起到了止水作用。在空推段提前堆填豆砾石，也达到缩短施工工期目的。通过在刀盘前方堆填豆砾石，一方面为盾构掘进时提供反力，盾构隧道管片不再需要型钢固定，另一方面，管片背后大部分被豆砾石填充，工作量大幅减少，掘进效率高，还保证了盾构隧道管片拼装质量。同时作业人员大幅减少，盾构隧道管片背后注浆量减少，节约了施工成本，掘进效率大幅提高使单位时间内生产产值提高，经济效益良好。本专利技术能在空间狭小、椭圆形隧道内实现盾构机的快速通过，适合各种复杂特殊地质及富水地层使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法的概要操作流程图；图2为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法的具体实施流程图；图3为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法中的矿山法接收盾构大样图；图4为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法中的混凝土导台断面图；图5为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法中的盾构段与矿山法隧道交接处砂浆回填段纵断面图；图6为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法中的隧道内堆填豆砾石后盾构空推掘进示意图；图7为本专利技术实施例二提供的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法中的盾构隧道管片紧固示意图；标号：1－混凝土导台；2－矿山隧道初期支护；3－M20早强砂浆；4－盾构隧道管片；5－M7.5砂浆；6－喷锚机；7－豆砾石；8－豆砾石喷射管；9－盾构机刀盘；10－盾构机盾体；11－盾构机盾尾；12－豆砾石喷射管末端；13－管片注浆孔；14－M25钢筋。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，其特征在于，包括如下操作步骤；步骤S1：首先将带压换刀建压失败地段所采用的盾构法改为矿山暗挖法施工，从而接收盾构机，并使所述盾构机脱困；步骤S2：其次在矿山暗挖法隧道到达盾构机刀盘后，在矿山暗挖法隧道内全线施工混凝土导台，用以确保盾构推进姿态并保证盾构隧道管片拼装质量和防水效果；步骤S3：然后在盾构空推前先在矿山暗挖法隧道内进行一段砂浆回填，并掘进砂浆回填段；该砂浆回填段长度略大于盾构机盾体长度；步骤S4：最后在砂浆回填段掘进完成后，在矿山暗挖法隧道内堆填豆砾石，开始进行空推步进，直至完成整个空推段。

【技术特征摘要】
1.一种矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，其特征在于，包括如下操作步骤；步骤S1：首先将带压换刀建压失败地段所采用的盾构法改为矿山暗挖法施工，从而接收盾构机，并使所述盾构机脱困；步骤S2：其次在矿山暗挖法隧道到达盾构机刀盘后，在矿山暗挖法隧道内全线施工混凝土导台，用以确保盾构推进姿态并保证盾构隧道管片拼装质量和防水效果；步骤S3：然后在盾构空推前先在矿山暗挖法隧道内进行一段砂浆回填，并掘进砂浆回填段；该砂浆回填段长度略大于盾构机盾体长度；步骤S4：最后在砂浆回填段掘进完成后，在矿山暗挖法隧道内堆填豆砾石，开始进行空推步进，直至完成整个空推段。2.如权利要求1所述的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，其特征在于，在所述步骤S1中，当盾构受困地段剩余7米，为Ⅵ级围岩时，将盾构法改为台阶临时仰拱法开挖；开挖时，考虑区间围岩地质较差，岩体破碎，采用小型挖掘机开挖配合人工，开挖0.5m/榀，单次连续开挖不得超过0.6米；掌子面开挖前，先施作超前支护管棚、小导管在进行爆破开挖，出渣采用无轨运输。3.如权利要求1所述的矿山法接收盾构机并盾构空推施工方法，其特征在于，在所述步骤S2中，矿山法隧道内施工导台厚度为550mm，采用钢筋混凝土现浇，导台弦长3150mm；所述导台作为盾构机通过硬岩隧道时的下部支撑，其施工精度直接决定着盾构机的姿态；所述导台施工模板定位后必须进行测量复核，混凝土浇注后应进行标高的复测，确保导向平...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱垚锋，黄昌富，田书广，黄君，陈贺，李万春，项智博，康磊，赖力前，张辉，张鑫，李保平，
申请(专利权)人：中铁十六局集团有限公司，中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11