一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法技术

一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，包括测量变形量、施作止水环、开孔检查、管片连接加固、打桩船就位及测量定位、钢套管的布置及沉桩、钻孔和钢板桩振动下沉、盾尾变形处校正、壳体加强、边振动边推进、盾体脱困和钢套管封孔及拔除的步骤。在盾构机下穿江河等复杂环境时，该方法通过简单的钢套管和钢板桩的配合，能够有效地清除盾体外部浆块，防止二次变形，同时通过洞内回顶完成盾尾变形修复，具有施工速度快，操作简单，施工难度低，安全性高，成本低的特点，能够有效地减少对正常施工工期的影响。工期的影响。工期的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法


[0001]本专利技术涉及盾构隧道施工
，适应于盾构机盾尾变形修复方法，尤其涉及到一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法。

技术介绍

[0002]盾构机在掘进过程中会出现盾尾变形的情况，当出现盾尾变形时，会影响管片拼装质量，严重时甚至导致管片无法拼装。目前盾尾变形通常采用洞内处理措施，在盾尾壳体变形区域开孔检查，利用高压水枪破碎或者人工清理浆块等异物，然后再通过矫正工装校正。但是，这种洞内处理措施无法有效清理盾体外部大范围的泥浆，从而存在着盾尾二次变形的风险，此时可采用地面竖井法处理以解决该问题。然而，在盾构下穿江、河等特殊环境下，无法采用地面竖井法处理，只能采用洞内处理措施，从而导致处理效果不佳影响施工工期，同时还存在着较大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，在盾构机下穿江河等复杂环境时，该方法能够有效地清除盾体外部浆块，防止二次变形，同时完成盾尾变形修复。
[0004]本专利技术为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
[0005]提供了一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，包括以下步骤：
[0006]1)测量变形量：判断变形的区域，通过测量确定盾尾变形区域大小；
[0007]2)施作止水环：往土仓内注入膨润土填仓，并分别在盾体前后两端进行环封堵水；
[0008]3)开孔检查：在盾尾变形区域钻孔检查盾壳外部浆块包裹情况；
[0009]4)管片连接加固：对盾尾变形区域处的管片采用支撑架进行支撑加固，并在盾尾后方的管片上部采用槽钢纵向拉结管片；
[0010]5)打桩船就位及测量定位：采用打桩船停靠于河道中，建立区间线路测量平面控制网，通过测量定位盾尾的钢套管位置坐标；
[0011]6)钢套管的布置及沉桩：于盾尾变形区域及其邻近处垂直布设振动垂直点，于振动垂直点处采用打桩机振动沉入钢套管，使钢套管进入强风化岩层或直至下压不动；
[0012]7)钻孔和钢板桩振动下沉：钢套管下沉完成后，采用钻机在钢套管内钻孔至盾尾壳体，采用打桩机沿钻孔振动下沉钢板桩；
[0013]8)盾尾变形处校正：在盾尾内设置支撑平台，在支撑平台上设置千斤顶；先采用打桩机将钢板桩轮流振动将壳外包裹的浆块振裂，再利用千斤顶对盾尾变形区域进行顶升校正；
[0014]9)壳体加强：盾尾变形区域校正后，更换已变形的导向筋板，然后采用弧形钢板通过网格式焊接均布在盾尾变形区域进行壳体加强；
[0015]10)边振动边推进：盾构机开始复推，复推时保持每根钢板桩轮流振动，通过振动
锤击盾壳从而振碎和振脱包裹的浆块；
[0016]11)盾体脱困：盾尾全部通过钢板桩振动位置，盾构机复推参数正常，且盾尾未出现变形，管片成型质量良好，无错台、渗漏水情况，则判断盾尾壳体包裹的浆块已经有效清除，盾构机成功脱困；
[0017]12)钢套管封孔及拔除：向钢套管内灌注商品砼或者砂浆封孔，最后拔出钢套管，完成施工。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，步骤1)中，根据测量盾尾间隙尺寸和观察盾尾向内凹入变形的趋势来判断变形的区域，通过测量盾尾变形区域的轴线长、环向宽和最大变形量来确定盾尾变形区域大小。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，步骤2)中，膨润土采用浓稠膨润土，膨润土比重1.2，注入量通过土仓球阀是否流出膨润土来判断；进行环封堵水时，在中盾径向孔和盾尾后方3环开孔注入聚氨酯环封堵水，在靠近盾尾的支撑处时钟方向2、10点位采用径向孔作为观察孔，通过观察孔检查止水效果。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤3)中，利用磁力钻在最大变形处钻φ20mm的钻孔，钻好后先通过钻孔检查盾壳外是否有水，然后再利用φ10mm钢筋检查岩层情况；如检查无水且地层自稳性好，先在壳体上焊接3寸的对丝接头，再将钻孔扩大至φ50mm并安装球阀；清理钻孔位置泥渣，先用抽芯装置检查地层岩性和稳定性，再利用内窥镜观察盾壳外部的浆块包裹情况。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤4)中，支撑架结合连接桥搭设；盾尾后方5环管片上部时钟方向2、5、7、10点位采用槽钢纵向拉结管片。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，步骤5)中，在打桩船周边打设钢管固定以防止水流和潮汐影响导致船只移动；测量仪器采用全站仪或者GPS进行测量定位，确保孔位偏差小于50mm，垂直度小于1％，防止振动锤击到铰接密封处。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，步骤6)中，沿盾构机轴线方向垂直布设4排振动垂直点，第一排1个点位于盾尾变形区域后侧，第二排2个点位于盾尾变形区域的左右两侧，第三排2个点位于盾尾变形区域内最大位置处，第四排7个点位于盾尾变形区域前侧；振动沉入12根钢套管，钢管总长度26m，沉管入土深度18m,河底至管顶8m。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，步骤7)中，钻孔采用正循环钻机，钻进过程中注意检查膨润土的比重，管口浮渣及时挖出，进入岩层后控制钻进速度；钻进过程中隧道盾尾处安排专人值守，在钻进最后0.5m时控制钻机下压力，当钻头碰触盾体发出声音时，及时通知地面停止钻进并提钻；沿钻孔逐个振动下沉钢板桩，钢板桩下入时，盾尾中间布孔处钢板桩开口方向朝向盾尾，盾尾最外侧布孔处钢板桩开口方向分别朝向左右两侧。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，步骤8)中，顶升校正时千斤顶按先中间再两边的顺序依次顶升，过程中做好标记及时测量校正尺寸，控制壳体圆度。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，步骤9)中，弧形钢板采用打剖口焊接，弧形钢板两侧焊缝间断设置，焊接时控制温度防止热胀冷缩应力造成盾体二次变形。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，步骤10)中，盾构机复推前，每根钢板桩先分别振动1～2分钟，检查各振动点是否正常；复推时，盾构机每推进100mm，所有钢板桩循环振动一次；复推时，盾构机推力控制不超过4100T，速度控制在10～20mm/min，每掘进300行程后调整刀盘
转向，钢板桩振动下沉接触到盾体时应往上提20～30mm后再进行振动；盾构机复推前10环，同步注浆采用浓稠膨润土填充，待浆块完全脱落且推力下降至正常值后，再恢复正常注浆，同时该段区域后期要进行二次注浆补强。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，步骤11)中，当盾构机推进1环推力下降明显，下降至3000T时，盾构机继续推进2环盾尾全部通过钢板桩振动位置，推力下降至2600T，且判断为盾构机复推参数正常。
[0029]本专利技术的有益效果为：在盾构机下穿江河等复杂环境时，该方法通过简单的钢套管和钢板桩的配合，能够有效地清除盾体外部浆块，防止二次变形，同时通过洞内回顶完成盾尾变形修复，具有施工速度快，操作简单，施工难度低，安全性高，成本低的特点，能够有效地减少对正常施工工期的影响。
附图说明
[0030]图1为盾尾变形区域处示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，其特征在于包括以下步骤：1)测量变形量：判断变形的区域，通过测量确定盾尾变形区域大小；2)施作止水环：往土仓内注入膨润土填仓，并分别在盾体前后两端进行环封堵水；3)开孔检查：在盾尾变形区域钻孔检查盾壳外部浆块包裹情况；4)管片连接加固：对盾尾变形区域处的管片采用支撑架进行支撑加固，并在盾尾后方的管片上部采用槽钢纵向拉结管片；5)打桩船就位及测量定位：采用打桩船停靠于河道中，建立区间线路测量平面控制网，通过测量定位盾尾的钢套管位置坐标；6)钢套管的布置及沉桩：于盾尾变形区域及其邻近处垂直布设振动垂直点，于振动垂直点处采用打桩机振动沉入钢套管，使钢套管进入强风化岩层或直至下压不动；7)钻孔和钢板桩振动下沉：钢套管下沉完成后，采用钻机在钢套管内钻孔至盾尾壳体，采用打桩机沿钻孔振动下沉钢板桩；8)盾尾变形处校正：在盾尾内设置支撑平台，在支撑平台上设置千斤顶；先采用打桩机将钢板桩轮流振动将壳外包裹的浆块振裂，再利用千斤顶对盾尾变形区域进行顶升校正；9)壳体加强：盾尾变形区域校正后，更换已变形的导向筋板，然后采用弧形钢板通过网格式焊接均布在盾尾变形区域进行壳体加强；10)边振动边推进：盾构机开始复推，复推时保持每根钢板桩轮流振动，通过振动锤击盾壳从而振碎和振脱包裹的浆块；11)盾体脱困：盾尾全部通过钢板桩振动位置，盾构机复推参数正常，且盾尾未出现变形，管片成型质量良好，无错台、渗漏水情况，则判断盾尾壳体包裹的浆块已经有效清除，盾构机成功脱困；12)钢套管封孔及拔除：向钢套管内灌注商品砼或者砂浆封孔，最后拔出钢套管，完成施工。2.根据权利要求1所述的一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，其特征在于：步骤1)中，根据测量盾尾间隙尺寸和观察盾尾向内凹入变形的趋势来判断变形的区域，通过测量盾尾变形区域的轴线长、环向宽和最大变形量来确定盾尾变形区域大小。3.根据权利要求1所述的一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，其特征在于：步骤2)中，膨润土采用浓稠膨润土，膨润土比重1.2，注入量通过土仓球阀是否流出膨润土来判断；进行环封堵水时，在中盾径向孔和盾尾后方3环开孔注入聚氨酯环封堵水，在靠近盾尾的支撑处时钟方向2、10点位采用径向孔作为观察孔，通过观察孔检查止水效果。4.根据权利要求1所述的一种河底下盾构机盾尾变形修复的施工方法，其特征在于：步骤3)中，利用磁力钻在最大变形处钻φ20mm的钻孔，钻好后先通过钻孔检查盾壳外是否有水，然后再利用φ10mm钢筋检查岩层情况；如检查无水且地层自稳性好，先在壳体上焊接3寸的对丝接头，再将钻孔扩大至φ50mm并安装球阀；清理钻孔位置泥渣，先用抽芯装置检查地层岩性和稳定性，再利用内窥镜观察盾壳外部的浆块包裹情况。5.根据权利要求1所述的一种河底...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雷雷，翟国林，吴有亮，宋攀登，何志辉，李海强，肖志国，何浩钢，张弦，李志强，邹志勇，陈兆平，蓝敬善，
申请(专利权)人：广东水电二局股份有限公司广东省土木建筑学会，
类型：发明
国别省市：