一种开挖盲区预处理方法及隧道掘进施工方法技术

本发明专利技术涉及一种开挖盲区预处理方法及隧道掘进施工方法。隧道掘进施工方法具体的：首先采用开挖盲区预处理方法对异形断面掘进机的开挖盲区进行预处理，然后进行异形断面掘进施工；预处理方法具体为，确定开挖盲区中基岩侵入的位置，然后对该位置的基岩进行预处理，所述的预处理包括对该位置的基岩进行破碎。这样在异形断面掘进施工之前，已经对开挖盲区内的对异形断面掘进机的掘进产生不利影响的基岩进行破碎处理，消除开挖盲区内的基岩侵入，保证了正常掘进施工。保证了正常掘进施工。保证了正常掘进施工。

【技术实现步骤摘要】
一种开挖盲区预处理方法及隧道掘进施工方法


[0001]本专利技术涉及一种隧道施工方法，尤其涉及一种开挖盲区预处理方法及隧道掘进施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市建设的飞速发展，对城市地下空间开发的需求越来越大，需要隧道掘进机对断面、地层的适应性要求越来越高。实际在地下隧道掘进施工过程中，经常会遇到上软下硬、局部基岩之类的地质情况，这种基岩凸起侵入到隧道掘进机掘进路径的情况，对掘进机往往会造成一定的不利影响。对常规的圆形全断面硬岩隧道掘进机而言，其容易造成盾构刀盘磨损加剧，影响掘进效率和刀盘寿命。而对于非圆形（异形）断面掘进机而言，其对掘进机造成的不利影响更加严重。因异形断面掘进机刀盘布置的限制而在断面上存在开挖盲区，这样一旦基岩或者桩基侵入开挖盲区，在掘进过程中，开挖盲区侵入的基岩或桩基往往会对掘进机施加侧向作用力，进而使得掘进机的掘进路径出现偏差，甚至出现掘进机顶死，造成掘进机进退两难，给地下隧道掘进施工造成极大困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种隧道掘进施工方法，用以解决采用传统的施工方式对基岩地层进行非圆形断面隧道掘进施工过程中，容易出现掘进路径偏移、掘进机顶死的问题。同时，本专利技术的目的还在于提供上述隧道掘进施工方法中的盲区预处理方法，以在进行非圆形断面掘进施工之前，对开挖盲区的基岩或桩基进行预处理，便于之后的非圆形断面掘进施工。
[0004]本专利技术的隧道掘进施工方法，具体为：首先采用开挖盲区预处理方法对非圆形断面掘进机的开挖盲区进行预处理，然后进行非圆形断面掘进施工；其中开挖盲区预处理方法具体为：确定开挖盲区中基岩或桩基侵入的位置，然后对该位置的基岩或桩基进行预处理，所述的预处理包括对该位置的基岩或桩基进行破碎。
[0005]采用本专利技术的隧道掘进施工方法能够在进行非圆形断面掘进施工之前，对开挖盲区中有基岩或者桩基侵入的位置进行破碎预处理，这样就实现了对开挖盲区中硬岩到软土的转变，后续在进行非圆形断面掘进施工的过程中，就不会存在开挖盲区中存在基岩或桩基而对掘进机施加侧向力，或者顶死掘进机的问题，保证了非圆形断面掘进施工能够正常顺畅的进行。
[0006]进一步的，所述的预处理还包括对破碎的基岩或桩基进行软质填料的置换，以便于后续非圆形断面掘进施工。通过对破碎的基岩或者桩基进行软质填料的置换，能够保证地层稳定，避免地面塌陷沉降，而且能够确保后期掘进过程中达到土压或泥水平衡的地层稳定效果。
[0007]在具体实施时，如果开挖盲区中基岩或桩基侵入位置距离始发井和接收井中的一
个较近，在始发井和接收井两个中距离基岩或桩基侵入位置较近的一个内对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理；如果开挖盲区中基岩或桩基侵入整个隧道掘进机的掘进路径，从始发井和接收井中的任一个内对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理，或者同时从始发井和接收井对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理。这样能够大大提高预处理的效率，而且尽可能的减少对地层的其他破坏。
[0008]进一步的，所述的预处理过程中对基岩或桩基进行破碎通过沿隧道掘进机的掘进路径对开挖盲区的基岩或桩基进行打孔来实现。打孔施工为能够准确控制的靶向施工，能够对开挖盲区内侵入的基岩或桩基进行目标处理，这样不仅施工的工作量较小，而且施工效果较好。
[0009]更进一步的，所述的预处理过程中的打孔操作包括通过顶管机沿异形断面掘进机的掘进路径对开挖盲区内的基岩或桩基进行打孔，且在打孔完成后，取出顶管机的主机和孔洞内的管节。因为通过顶管机打孔时，孔径范围较大，能够根据基岩或桩基侵入盲区的具体尺寸选择合适的顶管机一次将侵入的基岩或桩基完全打通，避免重复多次施工，施工效率较高。取出顶管机主机和各管节，为后续的掘进施工排除障碍，保证了后续掘进施工顺利进行。
[0010]此外，所述的预处理还包括对打好的孔洞进行回填。进行回填实质上是完成了地层中硬岩到软质的置换转变，能够保证地层稳定，避免地面塌陷沉降，而且能够确保后期掘进过程中达到土压或泥水平衡的地层稳定效果。
[0011]作为一种优选地方案，所述的预处理的具体方式为：在开挖盲区内的基岩或桩基贯穿整个隧道掘进机的掘进路径时，所述贯穿整个隧道掘进机的掘进路径是指间断或连续分布在整个掘进路径上，将顶管机对准断面的开挖盲区内的基岩或桩基所在位置，然后通过顶管机的掘进对该位置进行打孔，直到顶管机打通整个隧道掘进机的掘进路径；取出顶管机主机，将顶管机打出的孔洞的前端以及顶管机的靠近前端的管节进行封堵，以形成封闭空间，然后向该封闭空间中注入回填介质，并在回填介质的反推作用下将各管节从孔洞中顶出，随之完成孔洞回填。在进行打压回填的过程中同步实现各管节的回退取出，不仅能够保证回填时能够填实，而且各管节的取出更加方便。
[0012]具体的，通过开设有注浆孔的封板封堵顶管机最前端的管节，并通过该注浆孔向所述封闭空间中注入回填介质。这样能够利用顶管机主机配置的注浆打压系统直接打压，无需另外配置，降低设备成本。
[0013]优选地，在通过向封闭空间中注入回填介质反推顶管机管节的同时，从顶管机的后端通过回退油缸辅助拉回管节。这样能够在孔洞长度较长而打压回退不便时辅助回退管节，提高了管节取出的效率。
[0014]作为另一种优选地方案，所述的预处理的具体方式为：在基岩或桩基仅侵入隧道掘进机的掘进路径的局部位置时，将顶管机对准断面的开挖盲区内的基岩或桩基所在位置，然后通过顶管机的掘进对该位置进行打孔，直到打通该位置的基岩或桩基；顶管机前侧孔洞形成封闭空间，然后向该封闭空间中注入回填介质，并在回填介质的反推作用下将顶管机主机及孔洞内的各管节从孔中顶出，随之完成孔洞回填。在进行打压回填的过程中同步实现顶管机主机以及各管节的回退取出，不仅能够保证回填时能够填实，而且使顶管机主机以及各管节的取出更加方便。
[0015]优选地，在通过向封闭空间中注入回填介质反推顶管机的同时，从顶管机的后端通过回退油缸辅助拉回管节。这样能够在孔洞长度较长而打压回退不便时辅助回退管节，提高了管节取出的效率。
[0016]作为一种优选的方式，通过将顶管机自带的液压顶推装置的顶推油缸反装构成所述的回退油缸，这样能够减少设备用量，降低施工成本。
[0017]作为另一种优选的方式，在向封闭空间中注入回填介质时，通过顶管机自带的泥水平衡注浆系统进行回填，同样能够减少设备用量，降低施工成本。
[0018]而且更优化的，在顶管机掘进和顶管机各管节回退的过程中，通过注入减摩剂减小设备外侧面与孔洞内壁之间的摩擦阻力，更便于整个取出操作。
[0019]此外，在对盲区内的基岩进行打孔之前，根据盲区内的基岩分布以及水文因素，选择打孔设备；当盲区内的基岩为硬岩、富水地质时，采用顶管机进行打孔；当盲区内的基岩为无水硬岩地层时，采用凿岩钻机打孔。这样根据实际地层情况选择合适的打孔设备进行打孔，能够保证地层稳定，打孔效果较好，便于后续施工。
[0020]而且，当盲区内的基岩为无水硬岩地层时，采用凿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开挖盲区预处理方法，其特征是，具体为：确定开挖盲区中基岩或桩基侵入的位置，然后对该位置的基岩或桩基进行预处理，所述的预处理包括对该位置的基岩或桩基进行破碎。2.根据权利要求1所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，所述的预处理还包括对破碎的基岩或桩基进行软质填料的置换，以便于后续非圆形断面掘进施工。3.根据权利要求1所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，如果开挖盲区中基岩或桩基侵入位置距离始发井和接收井中的一个较近，在始发井和接收井两个中距离基岩或桩基侵入位置较近的一个内对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理；如果开挖盲区中基岩或桩基侵入整个隧道掘进机的掘进路径，从始发井和接收井中的任一个内对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理，或者同时从始发井和接收井对开挖盲区中的基岩或桩基进行所述的预处理。4.根据权利要求1所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，所述的预处理过程中对基岩或桩基进行破碎通过沿隧道掘进机的掘进路径对开挖盲区的基岩或桩基进行打孔来实现。5.根据权利要求4所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，所述的预处理过程中的打孔操作包括通过顶管机沿异形断面掘进机的掘进路径对开挖盲区内的基岩或桩基进行打孔，且在打孔完成后，取出顶管机的主机和孔洞内的管节。6.根据权利要求5所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，所述的预处理还包括对打好的孔洞进行回填。7.根据权利要求6所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，所述的预处理的具体方式为：在开挖盲区内的基岩或桩基贯穿整个隧道掘进机的掘进路径时，所述贯穿整个隧道掘进机的掘进路径是指间断或连续分布在整个掘进路径上，将顶管机对准断面的开挖盲区内的基岩或桩基所在位置，然后通过顶管机的掘进对该位置进行打孔，直到顶管机打通整个隧道掘进机的掘进路径；取出顶管机主机，将顶管机打出的孔洞的前端以及顶管机的靠近前端的管节进行封堵，以形成封闭空间，然后向该封闭空间中注入回填介质，并在回填介质的反推作用下将各管节从孔洞中顶出，随之完成孔洞回填。8.根据权利要求7所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，通过开设有注浆孔的封板封堵顶管机最前端的管节，并通过该注浆孔向所述封闭空间中注入回填介质。9.根据权利要求7所述的开挖盲区预处理方法，其特征是，在通过向封闭空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：范磊，刘娇，孙恒，贺飞，冯战勇，徐姣姣，薛广记，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：