一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法技术

本发明专利技术提供了一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，包括：1）根据地质情况配置刀具，2）增设采石箱，3）加焊短圆柱式开放格栅，4）对配套设备及盾构提前进行检修保养，确保设备正常运转,5）制定掘进参数，6）盾构掘进施工，7）盾尾脱出单桩基础后二次补浆。本发明专利技术为临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础提供了一套完整有效的施工方法。

A Construction Method of Slurry Shield Cutting Single Pile Foundation of Existing Bridges in Linjiang District

The invention provides a construction method for cutting single pile foundation of existing bridge by slurry shield in Linjiang District, which includes: 1) configuring cutters according to geological conditions, 2) adding quarries, 3) welding short cylindrical open grids, 4) carrying out maintenance in advance for supporting equipment and shield, ensuring normal operation of equipment, 5) formulating tunneling parameters. Number, 6) shield tunneling construction, 7) secondary grouting after the shield tail is removed from the single pile foundation. The invention provides a complete and effective construction method for cutting single pile foundation of existing bridge by slurry shield in Linjiang area.

【技术实现步骤摘要】
一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法
本专利技术属于地下隧道
，特别涉及一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法。
技术介绍
隧道下穿桥梁时经常需要通过桥梁基础，而桥梁基础通常处于地层含水率以及土层渗透系数较高的江河湖泊处。若采用现有的土压平衡式盾构进行切桩，则过大的地层含水率及水压会给土压平衡式盾构带来诸多安全隐患；若采用传统的地面拔桩、人工挖孔凿除原桩等施工方法，则会受限于江河湖泊及桥梁基础所处的地理位置，同时施工风险较大、成本较高。因此，急需一种针对临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，为日后我国大规模地隧道修建提供一套精细的施工技术。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种可以在对原桥梁桩基进行加固的条件下直接对废桩进行切除的临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，该方法包括以下施工步骤：（1）刀盘刀具配置：刀盘采用面板+辐条式刀盘，开口率为40%，刀盘的中心配置有6把双联滚刀，正面及周圈配置有16把双刃滚刀、44把正面刮刀及8把边刮刀；同时在刀盘周边最外圈加焊有6把撕裂刀，用以加强外圈刀具切削强度，增强盾构机直接切桩的能力；（2）增设采石箱：在拖车排浆泵进口前部安装有内部装备有孔径为150mm×150mm的过滤格栅的采石箱，用以过滤盾构切桩过程中产生的大块渣土及钢筋异物；同时在采石箱的排浆口设置有螺旋传送机，用以在盾构切桩过程中定时将沉积在采石箱内部的渣土及钢筋送离采石箱，避免发生卡泵叶轮、堵塞管路的现象；（3）安装开放式格栅：在泥水仓与气垫仓下部的泥浆门位置处，加焊有短圆柱式开放格栅，该开放式格栅的布置间距为150mm、高度为200mm，用以避免钢筋及大块渣土直接进入到气垫仓排渣口发生堵塞现象；（4）设备检修、备件储备：对配套施工设备进行检查，确保性能完好以及盾构掘进期间所需材料能否正常供应；（5）制定掘进参数：通过盾构机试掘进，制定合理的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩、泥水仓压力以及泥浆质量；同时通过全面的地面、地下监控量测的及时反馈，对掘进参数进行进一步完善；（6）盾构掘进施工：按照步骤（5）中制定的掘进参数进行掘桩，并保证同步注浆量、注浆压力和注浆质量，同时为避免长时间存放初凝失效需控制砂浆拌制时间；（7）补强注浆：盾尾脱出桩基区域后，通过管片上预留的注浆孔进行二次补强注浆。更进一步，所述步骤（1）中的刀盘刀具均采用标准圆盘滚刀。更进一步，所述步骤（5）中的刀盘平均转速为0.7rpm。更进一步，所述步骤（5）中的掘进速度为1~5mm/min，确保慢速切磨。更进一步，所述步骤（5）中的刀盘平均扭矩不大于2000KNm，扭矩波动不大于300KNm，用以保证盾构扭矩有一定富裕，使盾构机保有脱困能力。更进一步，所述步骤（5）中的泥水仓压力根据地层埋深、水位等参数计算确定，用以平衡掌子面的土压力。更进一步，所述步骤（5）中的泥浆质量包括泥浆比重为1.1～1.15g/cm³，粘度为25s～30s，析水量小于5%，API失水量小于30CC/30min，酸碱度为弱碱性。更进一步，所述步骤（6）中的同步注浆浆液采用普通单液浆，注入率为130%~180%。更进一步，所述步骤（7）中的注浆材料采用水灰比1:0.8普通水泥浆；注浆压力根据地质条件、水土压力等参数计算确定，并结合地面观测数据进行压力控制。相比于现有技术，本专利技术的有益效果如下：1、在整个盾构切桩过程中主要是采用全盘圆盘型滚刀，同时在原泥水盾构机的刀盘外圈加焊6把撕裂刀，这样可以加强外圈刀具的切削强度，增强盾构机直接切桩、破除障碍物的能力；2、通过增设采石箱，增设开放式挡渣格栅，这样可增强对长条钢筋的过滤，减少排浆管路被堵塞的风险；3、通过对泥浆质量和泥水仓压力的严格把控，精确地平衡掌子面的土压力，这样可减少土体的沉降和桥梁的倾斜；4、通过对二次补强注浆参数的控制，这样可加固管片对地层的支撑，确保后期隧道的使用安全。附图说明图1为本专利技术一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步地说明。如图1所示本专利技术提供了一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，该方法适用于临江区或地层透水系数大于10-4m/s的区域。该方法通过对施工前盾构机的改造、盾构切桩期间掘进参数的控制以及盾尾脱出桩基区域后二次补强注浆实现了泥水盾构直接切削既有桥梁单桩基础的功能。本专利技术的实施方法具体包括以下实施步骤：（1）刀盘刀具配置在本实施例中，刀盘采用面板+辐条式刀盘，刀盘的开口率为40%。其中，在刀盘的中心位置配置有6把17寸双联滚刀，正面及周圈配置有16把17寸双刃滚刀，刀间距为100mm，还有44把正面刮刀及8把边刮刀，刀高差为35mm；为加强外圈刀具的切削强度还在刀盘周边最外圈加焊有6把撕裂刀，这样可增强盾构机直接切桩的能力以及遇到风险时的脱困能力。（2）增设采石箱在拖车排浆泵进口前部安装有采石箱，该采石箱配置有进排浆口、冲洗口、过滤格栅及快速清理窗口，其中过滤格栅的孔径为150mm×150mm，这样可过滤盾构切桩过程中产生的大块渣土及钢筋异物。此外，还在采石箱的排浆口安装有螺旋传送机，这样可在盾构切桩过程中定时将沉积在采石箱内部的渣土及钢筋送离采石箱，以免发生卡泵叶轮、堵塞管路的现象。（3）安装开放式格栅在泥水仓与气垫仓下部的泥浆门位置处，加焊有短圆柱式开放格栅，该开放式格栅的布置间距为150mm、高度为200mm，这样可避免钢筋及大块渣土直接进入到气垫仓排渣口发生堵塞现象。（4）设备检修、备件储备对包括泥水处理设备、泥浆泵、电瓶车、龙门吊、搅拌站等在内的配套施工设备进行检修保养，确保性能完好以及对盾构机的检修保养，确保其能正常运转；同时确保盾构掘进期间所需易损备件能否及时的正常供应。（5）制定掘进参数通过盾构机试掘进，制定合理的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩、泥水仓压力以及泥浆质量；同时通过全面的地面、地下监控量测的及时反馈，对掘进参数进行进一步完善。其中，刀盘平均转速为0.7rpm；掘进速度为1~5mm/min；刀盘平均扭矩不大于2000KNm，同时控制扭矩波动不大于300KNm；泥水仓压力根据地层埋深、水位等参数计算确定；泥浆质量包括泥浆比重为1.1～1.15g/cm³，粘度为25s～30s，析水量小于5%，API失水量小于30CC/30min，酸碱度为弱碱性。（6）盾构掘进施工按照步骤（5）中制定的掘进参数进行掘桩，并保证同步注浆量、注浆压力和注浆质量，同时为避免长时间存放初凝失效需控制砂浆拌制时间。此外，同步注浆浆液采用普通单液浆，并根据设计文件要求及盾构施工监测情况，注入率按130%~180%进行控制。（7）补强注浆盾尾脱出桩基区域后，通过管片上预留的注浆孔进行二次补强注浆。其中注浆材料采用水灰比1:0.8普通水泥浆；注浆压力根据该区域地质条件、水土压力等参数计算确定，并结合地面观测数据进行压力控制。以上所述仅表达了本专利技术的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，其特征在于，该方法包括以下施工步骤：（1）刀盘刀具配置：刀盘采用面板+辐条式刀盘，开口率为40%，刀盘的中心配置有6把双联滚刀，正面及周圈配置有16把双刃滚刀、44把正面刮刀及8把边刮刀；同时在刀盘周边最外圈加焊有6把撕裂刀，用以加强外圈刀具切削强度，增强盾构机直接切桩的能力；（2）增设采石箱：在拖车排浆泵进口前部安装有内部装备有孔径为150mm×150mm的过滤格栅的采石箱，用以过滤盾构切桩过程中产生的大块渣土及钢筋异物；同时在采石箱的排浆口设置有螺旋传送机，用以在盾构切桩过程中定时将沉积在采石箱内部的渣土及钢筋送离采石箱，避免发生卡泵叶轮、堵塞管路的现象；（3）安装开放式格栅：在泥水仓与气垫仓下部的泥浆门位置处，加焊有短圆柱式开放格栅，该开放式格栅的布置间距为150mm、高度为200mm，用以避免钢筋及大块渣土直接进入到气垫仓排渣口发生堵塞现象；（4）设备检修、备件储备：对配套施工设备进行检查，确保性能完好以及盾构掘进期间所需材料能否正常供应；（5）制定掘进参数：通过盾构机试掘进，制定合理的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩、泥水仓压力以及泥浆质量；同时通过全面的地面、地下监控量测的及时反馈，对掘进参数进行进一步完善；（6）盾构掘进施工：按照步骤（5）中制定的掘进参数进行掘桩，并保证同步注浆量、注浆压力和注浆质量，同时为避免长时间存放初凝失效需控制砂浆拌制时间；（7）补强注浆：盾尾脱出桩基区域后，通过管片上预留的注浆孔进行二次补强注浆。...

【技术特征摘要】
1.一种临江区泥水盾构切削既有桥梁单桩基础的施工方法，其特征在于，该方法包括以下施工步骤：（1）刀盘刀具配置：刀盘采用面板+辐条式刀盘，开口率为40%，刀盘的中心配置有6把双联滚刀，正面及周圈配置有16把双刃滚刀、44把正面刮刀及8把边刮刀；同时在刀盘周边最外圈加焊有6把撕裂刀，用以加强外圈刀具切削强度，增强盾构机直接切桩的能力；（2）增设采石箱：在拖车排浆泵进口前部安装有内部装备有孔径为150mm×150mm的过滤格栅的采石箱，用以过滤盾构切桩过程中产生的大块渣土及钢筋异物；同时在采石箱的排浆口设置有螺旋传送机，用以在盾构切桩过程中定时将沉积在采石箱内部的渣土及钢筋送离采石箱，避免发生卡泵叶轮、堵塞管路的现象；（3）安装开放式格栅：在泥水仓与气垫仓下部的泥浆门位置处，加焊有短圆柱式开放格栅，该开放式格栅的布置间距为150mm、高度为200mm，用以避免钢筋及大块渣土直接进入到气垫仓排渣口发生堵塞现象；（4）设备检修、备件储备：对配套施工设备进行检查，确保性能完好以及盾构掘进期间所需材料能否正常供应；（5）制定掘进参数：通过盾构机试掘进，制定合理的刀盘转速、掘进速度、刀盘扭矩、泥水仓压力以及泥浆质量；同时通过全面的地面、地下监控量测的及时反馈，对掘进参数进行进一步完善；（6）盾构掘进施工：按照步骤（5）中制定的掘进参数进行掘桩，并保证同步注浆量、注浆压力和注浆质量，同时为避免长时间存放初凝失效需控制砂浆拌制时间；（7）补强注浆：盾尾脱出桩基区域后，通过管片上预留的注浆孔进行二次补强注浆。2.根据权利要求1所述的一种临江区泥水盾构切削既有桥梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷明星，窦成功，金仲祥，庄万龙，张会阳，马才，屈展，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13