水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法技术

本发明专利技术属于隧道与地下工程施工领域，尤其涉及一种水下盾构法隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石位置；（2）在孤石上钻若干个浅孔；（3）利用水刀沿孤石上的浅孔将孤石切割成中小块；（4）盾构机直接切削中小块石块直至通过孤石段。孤石采用水刀切割，在水下隧道内部即可处理，无需通过爆破手段将孤石炸裂或者通过水上钻孔爆破处理，既能有效切割孤石，又能避免爆破损坏盾构设备；孤石切割过程在隧道内部进行，切割过程未采用冲击力较强的爆破手段，不会将隧道内部与隧道上方水体贯通，不会向施工隧道内部涌水，施工风险非常小。

In front of the shield tunnel under water Gushi water splitting method

The invention belongs to the field of construction of tunnel and underground engineering, in particular to a boulder in front of water shield tunnel under the water splitting processing method, characterized in that, in accordance with the following steps: (1) through the ground or shield tunnel excavation face of shield excavation face in front of Gushi determine position; (2) a number of shallow hole drilling in Gushi; (3) the use of shallow hole jet along the boulder will cut into small boulders; (4) the shield machine cutting directly in small stones through boulder section. The water jet cutting in Boulder, can deal with internal tunnel under water, without through blasting means will burst through the water on the boulder or hole blasting, which can effectively cut boulders and avoid blasting damage shield equipment; process in the tunnel internal cutting Boulder, cutting process without using the strong impact of blasting method, will not be inside and above the tunnel water through the tunnel, not to the construction inside the tunnel water gushing, construction risk is very small.

【技术实现步骤摘要】
水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法
本专利技术属于隧道与地下工程施工领域，尤其涉及一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通建设的发展，越来越多城市开始开展地铁建设，地下隧道的开挖量也越来越大。在盾构法隧道施工过程中，可能遇到随机分布的孤石，且孤石形状大小各异、强度不一，而基岩使隧道内岩土层软硬不均。在这类地层中掘进效率低，刀盘刀具磨损严重，易产生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、线路偏移等，处理起来速度比较慢，严重影响施工进度，有的甚至因施工无法进展而不得不变更设计，花费成本较高，经济效益差。在水下隧道的开挖过程中，对于孤石有两种通用的处理手段，一种是采用隧道内爆破将孤石炸裂，一种是通过水上钻孔爆破处理。当将孤石选择在开挖隧道内爆破时，即将孤石炸开，孤石在炸开后会产生冲击力较强的炸裂碎片，炸裂碎片容易损坏盾构设备；当采用水上钻孔爆破处理时，地面爆破部位易形成水坑，严重时甚至造成水坑与隧道内部连通，造成向隧道内涌水，施工风险大。因此，怎样处理好盾构掘进过程中所遇到的孤石，是水下盾构隧道施工过程中的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种盾构设备不易损坏、施工风险小的水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石位置；（2）在孤石上钻若干个浅孔；（3）利用水刀沿孤石上的浅孔将孤石切割成中小块；（4）盾构机直接切削中小块石块直至通过孤石段。所述步骤（2）中，在孤石上按一定孔距钻浅孔。所述步骤（2）中，浅孔分布于孤石的中部和边缘。所述步骤（2）中，浅孔的孔深为2-4米，浅孔之间的孔距为0.2-0.8m，浅孔的直径为5-15cm。所述步骤（2）中，浅孔的较优孔深为3米，浅孔之间的较优孔距为0.5m，浅孔的较优直径为10cm。所述步骤（3）中，水刀的水压为30-300MPa。所述步骤（2）中，将孤石切割成30-50cm大小的中小块。本专利技术的有益效果为：1、孤石采用水刀切割，在水下隧道内部即可处理，无需通过爆破手段将孤石炸裂或者通过水上钻孔爆破处理，既能有效切割孤石，又能避免爆破损坏盾构设备；2、孤石切割过程在隧道内部进行，切割过程未采用冲击力较强的爆破手段，不会将隧道内部与隧道上方水体贯通，不会向施工隧道内部涌水，施工风险非常小；3、施工方法简单，易于实施。附图说明图1为本专利技术中水下隧道的开挖过程中遇到孤石时的施工示意图。图2为本专利技术中孤石的平面结构示意图。图3为本专利技术中从盾构机方向观察时，孤石切割成中小块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图中，1-水面，2-孤石，3-盾构机，4-浅孔，5-隧道。具体实施方式实施例1如图1-3所示，一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石2位置；（2）在孤石2上按一定孔距钻若干个浅孔4，浅孔4分布于孤石2的中部和边缘，浅孔4的孔深为2米，浅孔4之间的孔距为0.8m，浅孔4的直径为5cm；（3）利用水压为200MPa的水刀沿孤石2上的浅孔4将孤石2切割成30-50cm大小的中小块，便于盾构机3切削；（4）盾构机3直接切削中小块石块直至通过孤石段。实施例2如图1-3所示，一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石2位置；（2）在孤石2上按一定孔距钻若干个浅孔4，浅孔4分布于孤石2的中部和边缘，浅孔4的较优孔深为3米，浅孔4之间的较优孔距为0.5m，浅孔4的较优直径为10cm；（3）利用水压为100MPa的水刀沿孤石2上的浅孔4将孤石2切割成30-50cm大小的中小块，便于盾构机3切削；（4）盾构机3直接切削中小块石块直至通过孤石段。实施例3如图1-3所示，一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石2位置；（2）在孤石2上按一定孔距钻若干个浅孔4，浅孔4分布于孤石2的中部和边缘，浅孔4的孔深为2.5米，浅孔4之间的孔距为0.7m，浅孔4的直径为7cm；（3）利用水压为30MPa的水刀沿孤石2上的浅孔4将孤石2切割成30-50cm大小的中小块，便于盾构机3切削；（4）盾构机3直接切削中小块石块直至通过孤石段。实施例4如图1-3所示，一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石2位置；（2）在孤石2上按一定孔距钻若干个浅孔4，浅孔4分布于孤石2的中部和边缘，浅孔4的孔深为4米，浅孔4之间的孔距为0.2m，浅孔4的直径为15cm；（3）利用水压为300MPa的水刀沿孤石2上的浅孔4将孤石2切割成30-50cm大小的中小块，便于盾构机3切削；（4）盾构机3直接切削中小块石块直至通过孤石段。实施例1-4中，水刀的压力根据要切割的孤石的单轴抗压强度选择。孤石2采用水刀切割，在水下隧道5内部即可处理，无需通过爆破手段将孤石2炸裂或者通过水上钻孔爆破处理，既能有效切割孤石2，又能避免爆破损坏盾构设备；孤石2切割过程在隧道5内部进行，切割过程未采用冲击力较强的爆破手段，不会将隧道5内部与隧道5上方水体贯通，不会向施工隧道5内部涌水，施工风险非常小。以上对本专利技术的4个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石位置；（2）在孤石上钻若干个浅孔；（3）利用水刀沿孤石上的浅孔将孤石切割成中小块；（4）盾构机直接切削中小块石块直至通过孤石段。

【技术特征摘要】
1.一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：（1）通过地面或盾构法隧道开挖面确定盾构开挖面前方孤石位置；（2）在孤石上钻若干个浅孔；（3）利用水刀沿孤石上的浅孔将孤石切割成中小块；（4）盾构机直接切削中小块石块直至通过孤石段。2.根据权利要求1所述的一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，在孤石上按一定孔距钻浅孔。3.根据权利要求1所述的一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中，浅孔分布于孤石的中部和边缘。4.根据权利要求1所述的一种水下盾构隧道前方孤石水刀劈裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐韬，朱世友，贺维国，高菊英，张笑可，李永宝，花书军，郑旭，
申请(专利权)人：中铁隧道勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12