CN109779640A - 一种盾构始发洞门破除施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盾构始发洞门破除施工方法，包括以下步骤：S1：对洞门端头的土体进行预加固以形成加固区；S2：在洞门处浇筑地下连续墙；S3：割除地下连续墙背土侧钢筋；S4：破除地下连续墙混凝土；S5：割除主体地下连续墙迎土侧钢筋；S7：盾构由地下连续墙的破除洞口始发入洞。上述技术方案的有益效果为：设置的地下连续墙避免了洞门破除时因加固效果不佳造成地下水渗漏、突泥涌水以及造成基坑和盾构机被淹没的危险；还使得洞门的加固效果良好，避免了洞门土体坍塌以及人员伤亡，同时避免了土体落入刀盘前方，增加繁琐的清理工作；另外，还避免了洞门破除后因加固效果不佳造成顶部坍塌，地面塌陷，较现有技术有着显著的安全效益和经济效益。

Description

一种盾构始发洞门破除施工方法

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构始发洞门破除施工方法。

背景技术

现有技术中的盾构施工在世界各个国家已经有百余年的历史，中国在50 年代引入此技术，随着我国经济持续快速发展与城市化水平的提高，隧道及地下空间开发得到迅猛发展，因此，对盾构隧道设计、施工的技术研究有着极大的价值和意义。盾构机在始发进洞时，洞门掘进处于无支撑状态，且无支撑状态持续时间较长。如果处理措施不当，会有土体泥浆涌入工作井，或者洞门坍塌，基坑坍塌的危险。

目前盾构始发洞门破除的的通常设计方法为：盾构始发端头加固，采用高压旋喷桩、地面注浆、冷冻法加固土体，人工破除洞门钢筋混凝土围护结构，再进行盾构始发。简要施工步序为：①施工准备→②旋喷桩机就位、调整钻机垂直度→③开机钻孔至设计孔深→④开启压缩空气，压力水→⑤旋转喷浆提升至桩顶标高→⑥洞门破除。盾构始发洞门破除采用高压旋喷桩土体加固，高压旋喷桩土体加固设置主要有两个目的：

1、提高始发段土体强度，防止洞门土体坍塌；

2、洞门破除时，起到防止地下水渗流到基坑内。

上述方法在项目的实施过程中，由于受加固体土质类型、施工工艺、地下管线分布、地下水位等因素影响，施工质量不理想。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种盾构始发洞门破除施工方法，提高了施工的安全性，保证了施工质量。

本发明提供的一种盾构始发洞门破除施工方法，适用于黏土地层，包括以下步骤：

S1：对洞门端头的土体进行预加固以形成加固区；

S2：在洞门处浇筑地下连续墙；

S3：破除地下连续墙混凝土；

S4：盾构由地下连续墙的破除洞口始发入洞。

上述技术方案的有益效果为：设置的地下连续墙避免了洞门破除时因加固效果不佳造成地下水渗漏、突泥涌水以及造成基坑和盾构机被淹没的危险；还使得洞门的加固效果良好，避免了洞门土体坍塌以及人员伤亡，同时避免了土体落入刀盘前方，增加繁琐的清理工作；另外，还避免了洞门破除后因加固效果不佳造成顶部坍塌，地面塌陷，较使用土体加固破除洞门有着显著的安全效益和经济效益。

进一步，所述步骤S1中预加固的操作包括：采用高压旋喷桩对土体进行喷浆加固。对洞门进行初步的定型和加固，为后续地下连续墙的施工提供了有利条件。

进一步，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21：导墙施工；

S22：成槽；

S23：在槽内安装导管；

S24：浇筑混凝土。

所述导墙为建造地下连续墙的前序步骤，所述导墙能够为地下连续墙的走向以及施工位置进行引导和限定，使得地下连续墙能够按照预定走向布置，进而使得地下连续墙能够发挥最大的能效。

进一步，所述加固区的范围为以洞门为中心边长为6.0m的正方形，所述加固区的长度为9m。随洞门的端头进行整体加固，使得洞门能够具有足够高的强度。

进一步，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31：割除所述地下连续墙外侧下半部分的钢筋，然后对地下连续墙割除外侧钢筋的部分从上到下逐层进行破除，同时做好渣土清理工作。通过观察破除表面的渗漏水和洞口变形情况，确认安全后按顺序进行地连墙凿除。钢筋切割要彻底，保证洞门直径足够盾构机通过。

S32：当地下连续墙下半部分的混凝土破除清理完毕后，对地下连续墙接缝部位进行探测，确保没有涌水涌砂的危害后，对地下连续剩余的上半部分墙体进行破除，并保留钢筋，以防万一有涌水涌砂发生时，钢筋可以作为最后一道防护，以减小风险。

S33：将渣土清理完毕后对剩余的钢筋进行割除。应将洞门周圈的钢筋头全部清除，以防盾构推进时卡住刀盘。

对地下连续墙进行分层破除更加有利于施工的安全性，在发生渗水或者发生洞门变形时能够第一时间相应，且由于一次性破除的体量较小，堵漏的成功率更高。在将地下连续墙完全破除以留出盾构机的工作孔洞时，地下连续墙的未破除部分能够对洞门进行有效的支撑，使得盾构机进入的初始位置完全被地下连续墙构成的混凝土构筑物包覆，极大的减小了泥土埋没盾构机的可能性。

进一步，所述地下连续墙的两端均由所述洞门的边侧向外延伸1m。地下连续墙向洞门的两端延伸使得地下连续墙与土体具有更大的接触面积，进而使得地下连续墙能够更加牢固的固定洞门的端头。

进一步，当进行步骤S3遇到地下裂隙水时，在洞门打设3m长注浆导管注浆堵漏，并在工作井设置集水沟和集水坑，同时进行抽排水。所述集水沟和集水坑能够临时对溢出的水进行存放，避免工作井被淹，而及时进行的抽排水使得集水沟和集水坑内能够形成动态的蓄水，进而增加了集水沟和集水坑的蓄水能力，另外，注浆导管能够从源头上堵漏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

图1为本实施例的示意图；如图1所示，本发明提供的一种盾构始发洞门破除施工方法，适用于黏土地层，包括以下步骤：S1：对洞门端头的土体进行预加固以形成加固区；S2：在洞门处浇筑地下连续墙；S3：破除地下连续墙混凝土；S4：盾构由地下连续墙的破除洞口始发入洞。由于黏土地层的土质较软，且地下水较为丰富，设置的地下连续墙避免了洞门破除时因加固效果不佳造成地下水渗漏、突泥涌水以及造成基坑和盾构机被淹没的危险；还使得洞门的加固效果良好，避免了洞门土体坍塌以及人员伤亡，同时避免了土体落入刀盘前方，增加繁琐的清理工作；另外，还避免了洞门破除后因加固效果不佳造成顶部坍塌，地面塌陷，较使用土体加固破除洞门有着显著的安全效益和经济效益。

所述步骤S1中预加固的操作包括：采用高压旋喷桩对土体进行喷浆加固。对洞门进行初步的定型和加固，为后续地下连续墙的施工提供了有利条件。

所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21：导墙施工；所述导墙施工包括如下步骤：

①测量放样：根据施工范围定出导墙挖土位置。

②开挖导沟：测量放样后，应根据所放样施工控制线进行导沟开挖。

③绑扎钢筋：绑扎钢筋时须满足对钢筋保护层的要求。

④立模及浇砼：在钢筋绑扎完成后，应及时支立模板。导墙模板使用组合钢模与模板配套的内支撑应架设牢靠。

⑤拆模及加撑：混凝土强度达到设计强度的70％后方可拆模。模板拆除后应立即在内墙上分层支撑8cm×8cm木枋(三道)，防止导墙向内挤压，方木水平间距2m，上下间距为0.8m，梅花形布置。

⑥导墙结构和施工技术措施

在保证成槽位置的准确性和垂直精度方面，导墙的施工质量有着极为重要的作用，为了确保导墙的稳定性，导墙深度不少于150cm为原则。

S22：成槽；

主要采用的施工工艺及设备如下:

地下连续墙厚度为0.8m，槽段宽度为每个洞门两侧各搭接1m(即总宽度 8.8m)，深度为地面至洞门底部以下2m，采用金泰SG46成槽机，成槽机配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置。

1、单元槽段的开挖顺序

根据每个槽段的宽度尺寸，确定开挖序数和次序，对三序成槽的槽段，采用先两边后中间的顺序。

使用抓斗挖槽时，要保证槽孔垂直，关键要确保抓斗在土中受力均衡，切忌抓斗斗齿单边受力，根据这个原则，单元槽段的挖掘顺序为：

①先开挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时受力均衡，做到有效地纠偏，保证成槽垂直度。

②后挖隔墙。因为孔间隔墙的长度小于抓斗开斗长度，抓斗能套住隔墙挖掘，同样能使抓斗受力均衡，有效地纠偏，保证成槽垂直度。

③沿槽长方向套挖，待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖几斗，把抓斗挖单孔和隔墙时因抓斗成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整，保证槽段横向有良好的直线性。

④挖除槽底沉渣在抓斗沿槽长方向套挖的同时，把抓斗下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。由于泥浆有一定的比重和粘度，土渣在泥浆中沉降会受阻滞，沉到槽底需要一段时间，因而采用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣时需要在成槽结束一定时间之后才开始。清除槽底沉渣的方法为使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣。

S23：安装导管；

S24：浇筑混凝土。

地下连续墙深度较大对混凝土导管刚度和导管接口的密水性提出了更高的要求。为此本工程使用Q235钢材制作、经过耐压实验的Φ250混凝土丝牙导管，及其配套料斗、搁置梁等设备。导管必须在现场经过密封检测，经验收合格后方可使用，导管要求连接牢靠，接头用橡胶圈密封，防止漏水。

浇灌之前，须确保漏斗中以放入止水球；浇灌混凝土过程中，埋管深度应保持在2～6m，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，浇灌混凝土时应按规范要求对混凝土进行取样，并严格按照养护条件进行养护。

所述导墙为建造地下连续墙的前序步骤，所述导墙能够为地下连续墙的走向以及施工位置进行引导和限定，使得地下连续墙能够按照预定走向布置，进而使得地下连续墙能够发挥最大的能效。

所述加固区的范围为以洞门为中心边长为6.0m的正方形，所述加固区的长度为9m。随洞门的端头进行整体加固，使得洞门能够具有足够高的强度。

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31：割除所述地下连续墙外侧下半部分的钢筋，然后对地下连续墙割除外侧钢筋的部分从上到下逐层进行破除，同时做好渣土清理工作。通过观察破除表面的渗漏水和洞口变形情况，确认安全后按顺序进行地连墙凿除。凿除作业时首先将地连墙50mm保护层破除。待所有的保护层破除完毕后，将基坑侧钢筋彻底割除，然后进行墙体的凿除。保护层的凿除工作由上至下完成，钢筋的割除应自下至上切割。钢筋切割要彻底，保证洞门直径足够盾构机通过。

S32：当地下连续墙下半部分的混凝土破除清理完毕后，对地下连续墙接缝部位进行探测，确保没有涌水涌砂的危害后，对地下连续剩余的上半部分墙体进行破除，并保留钢筋，以防万一有涌水涌砂发生时，钢筋可以作为最后一道防护，以减小风险。

S33：将渣土清理完毕后对剩余的钢筋进行割除。应将洞门周圈的钢筋头全部清除，以防盾构推进时卡住刀盘。

对地下连续墙进行分层破除更加有利于施工的安全性，在发生渗水或者发生洞门变形时能够第一时间相应，且由于一次性破除的体量较小，堵漏的成功率更高。在将地下连续墙完全破除以留出盾构机的工作孔洞时，地下连续墙的未破除部分能够对洞门进行有效的支撑，使得盾构机进入的初始位置完全被地下连续墙构成的混凝土构筑物包覆，极大的减小了泥土埋没盾构机的可能性。

所述地下连续墙的两端均由所述洞门的边侧向外延伸1m。地下连续墙向洞门的两端延伸使得地下连续墙与土体具有更大的接触面积，进而使得地下连续墙能够更加牢固的固定洞门的端头。

当进行步骤S3遇到地下裂隙水时，在洞门打设3m长注浆导管注浆堵漏，并在工作井设置集水沟和集水坑，同时进行抽排水。所述集水沟和集水坑能够临时对溢出的水进行存放，避免工作井被淹，而及时进行的抽排水使得集水沟和集水坑内能够形成动态的蓄水，进而增加了集水沟和集水坑的蓄水能力，另外，注浆导管能够从源头上堵漏。

另外，在盾构机进行掘进之前，还需要在洞门搭设固定盾构机的架管(脚手架)，搭设要求如下：脚手架平台采用Φ48mm架子管搭设，且沿掘进方向设置有前后两排，两排脚手架宽度1m。脚手架包括横杆和立杆，立杆共设双排，每排7根，相邻立杆的横距为1.2米，横杆沿洞门的上下方向共设6根，第一层距基坑底板0.5米，第二层横杆～第六层横杆步距1.2米，横杆后部与刀盘连接，立杆和横杆搭设完成后另外设置两根剪力撑。脚手架侧面须采用斜支撑将其撑实，正面与盾构机撑实。脚手架搭设应与刀盘做必要可靠连接，确保脚手架牢固安全。

施工平台满铺5cm厚走道板，用铁丝固定在横支撑上。在平台上周围设置1.2m高围栏，并挂设安全防护网；连接架子管的卡扣必须拧牢固。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对洞门端头的土体进行预加固以形成加固区；所述预加固包括采用高压旋喷桩对土体进行喷浆加固；

S2：在洞门处浇筑地下连续墙；所述连续墙的两端嵌入所述洞门两侧的土体中；

S3：破除地下连续墙混凝土；

S4：盾构由地下连续墙的破除洞口始发入洞。

2.根据权利要求1所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，所述步骤S1中预加固的操作包括：采用高压旋喷桩对土体进行喷浆加固。

3.根据权利要求1所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21：导墙施工；

S22：沿着导墙成槽；

S23：在槽内安装导管；

S24：浇筑混凝土。

4.根据权利要求1所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，所述加固区的范围为以洞门为中心边长为6.0m的正方形，所述加固区的长度为9m。

5.根据权利要求1所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31：割除所述地下连续墙外侧下半部分的钢筋，然后对地下连续墙割除外侧钢筋的部分从上到下逐层进行破除，同时做好渣土清理工作；

S32：当地下连续墙下半部分的混凝土破除清理完毕后，对地下连续墙接缝部位进行探测，确保没有涌水涌砂的危害后，对地下连续剩余的上半部分墙体进行破除，并保留钢筋；

S33：将渣土清理完毕后对剩余的钢筋进行割除。

6.根据权利要求1所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，所述地下连续墙的两端均由所述洞门的边侧向外延伸1m。

7.根据权利要求1或5所述的一种盾构始发洞门破除施工方法，其特征在于，当进行步骤S3遇到地下裂隙水时，在洞门打设3m长注浆导管注浆堵漏，并在工作井设置集水沟和集水坑，同时进行抽排水。