CN110284885A - 盾构检修井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盾构检修井施工方法，包括以下步骤：S1)在检修井施工之前，在待挖掘检修井的井口位置现浇形成砼圈梁；S2)在地表待挖掘检修井四周设置注浆袖阀管进行注浆加固；S3)在待挖掘检修井四周隧道两侧挖掘形成多个降水井；S4)从地表采取机械式开挖检修井至隧道中盾构机刀盘上标高位置；S5)从隧道中盾构机刀盘上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成检修井；S6)在对盾构机进行检修或盾构机刀盘更换后，使用砂石对检修井进行回填。盾构检修井施工方法，能够查明卵石、漂石分布等情况，并为下一步方案制定提供地质依据；同时能够对盾构机进行检修或刀盘更换，并能够提供安全的作业环境。

Description

盾构检修井施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构检修井施工方法。

背景技术

在隧道挖掘的的过程中，通常需要使用盾构机进行挖掘，由于挖掘土层中存在卵石、漂石分布，对盾构机的刀盘造成破坏，或堵塞盾构机的螺旋机，导致刀盘多次出现卡死跳停，掘进中刀盘存在异响，渣土不能排出，推力、土压增大，无法正常推进等情况，需要对刀盘进行更换或者对螺旋机进行检修。

发明内容

本发明提供一种盾构检修井施工方法，能够查明卵石、漂石分布等情况，并为下一步方案制定提供地质依据；同时能够对所述盾构机进行检修或刀盘更换，并能够提供安全的作业环境。

本发明提供的盾构检修井施工方法包括以下步骤：S1)在检修井施工之前，在待挖掘检修井的井口位置现浇形成砼圈梁；S2)在地表待挖掘检修井四周设置注浆袖阀管进行注浆加固；S3)在所述待挖掘检修井四周隧道两侧挖掘形成多个降水井；S4)从地表采取机械式开挖所述检修井至隧道中盾构机刀盘上标高位置；S5)从隧道中盾构机刀盘上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井；S6)在对盾构机进行检修或盾构机刀盘更换后，使用砂石对所述检修井进行回填。

优选地，在所述步骤S1)中，所述现浇形成砼圈梁包括：在待挖掘检修井的井圈范围内，清除浮土；施工埋设井口护筒；靠近所述护筒内壁制作浇筑圈梁并在所述浇筑圈梁内布置预埋件；拆除护筒后对所述浇筑圈梁进行浇筑形成所述砼圈梁。

优选地，在所述步骤S1)之后且在步骤S2)之前，还包括：在待挖掘检修井的井口附近位置设置护栏及挡水板。

优选地，在所述步骤S2)中，在地表待挖掘检修井四周设置两圈注浆袖阀管进行注浆加固，所述注浆袖阀管的深度为待挖掘检修井的井口以下0.6～1m。

优选地，在所述步骤S3)中，所述降水井的挖掘步骤包括：钻孔形成深为45m、孔径为600mm的井道；在所述井道中安装壁厚大于等于3mm、管径为280mm的井管；在所述井管与所述井道内壁之间环填石英圆砾和环填粘土球，以形成所述降水井。

优选地，所述井管的管顶高出地面0.2m。

优选地，在所述步骤S4)中，从地表采取机械式开挖所述检修井包括：采用全站仪进行施工放样，确定所述检修井坐标位置；按照所述检修井坐标位置埋设井口钢护筒；使用钻井机械开挖所述检修井至隧道中盾构机刀盘上标高位置；分段埋设检修井钢护筒。

优选地，所述井口钢护筒的内径大于所述检修井的直径，所述井口钢护筒的顶面标高高于施工地面。

优选地，在所述步骤S5)中，所述人工挖掘至设计深度形成所述检修井，包括：在机械式开挖形成的井段的底部继续进行土方人工挖掘，其中人工挖掘每挖掘预定深度，在所述检修井的井壁分节架设格栅钢架和铺设网片，并对所述格栅钢架和铺设网片进行喷射砼，直至人工挖掘至设计深度；在井底铺设单层钢筋网，形成所述检修井。

优选地，在人工挖掘至盾构机的刀盘标高范围对应位置，在所述检修井的井壁架设玻璃纤维筋结构格栅，用于保证盾构机无阻碍破壁到达指定维修和换刀位置。

本发明提供的盾构检修井施工方法，通过在盾构机掘进前方设置检修井，能够通过检修井施工查明卵石、漂石分布等情况，起到探测孔作用并为下一步方案制定提供地质依据；同时能够对所述盾构机进行检修或刀盘更换，并能够提供安全的作业环境；在地表待挖掘检修井四周设置注浆袖阀管进行注浆加固，通过注浆形成稳固的地层，避免开挖期间发生沉降，并结合袖阀管的微型桩效应避免地层松驰，控制所述检修井开挖影响范围，保证施工期间的安全；首先从地表采取机械式开挖所述检修井至隧道中盾构机刀盘上标高位置，再从隧道中盾构机刀盘上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井，确保了检修井施工的安全以及缩短了修建周期；在对盾构机进行检修或刀盘更换后，使用砂石对所述检修井进行回填，以保证地面安全。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的盾构检修井施工方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施方式的盾构机和检修井的俯视图；

图3是根据本发明实施方式的盾构机和检修井的正面剖视图。

附图标记说明

1 检修井 2 盾构机刀盘

3 砼圈梁

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

由于挖掘土层中存在卵石、漂石分布，对盾构机的刀盘造成破坏，或堵塞盾构机的螺旋机，导致刀盘多次出现卡死跳停，掘进中刀盘存在异响，渣土不能排出，推力、土压增大，无法正常推进等情况，需要对刀盘进行更换或者对螺旋机进行检修。

如图1-图3所示，本发明提供一种盾构检修井施工方法，所述施工方法包括以下步骤：S1)在检修井1施工之前，在待挖掘检修井1的井口位置现浇形成砼圈梁3；S2)在地表待挖掘检修井1四周设置注浆袖阀管进行注浆加固；S3)在所述待挖掘检修井1四周隧道两侧挖掘形成多个降水井；S4)从地表采取机械式开挖所述检修井1至隧道中盾构机刀盘2上标高位置；S5)从隧道中盾构机刀盘2上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井1；S6)在对盾构机进行检修或盾构机刀盘2更换后，使用砂石对所述检修井1进行回填。

根据本发明的技术方案，在盾构机掘进前方设置检修井1，能够通过检修井1施工查明卵石、漂石分布等情况，起到探测孔作用并为下一步方案制定提供地质依据；同时能够为刀具检修、更换提供安全作业环境。

具体地，步骤S1)：在检修井1施工之前，在待挖掘检修井1的井口位置现浇形成砼圈梁3(如图3所示)；以确保在施工的过程中，井口不发生坍塌，保证施工的安全。

根据本发明的一种实施方式，在所述步骤S1)中，所述现浇形成砼圈梁3包括：在待挖掘检修井1的井圈范围内，清除浮土；施工埋设井口护筒；靠近所述护筒内壁制作浇筑圈梁并在所述浇筑圈梁内布置预埋件；拆除护筒后对所述浇筑圈梁进行浇筑形成所述砼圈梁3。整体一次性浇筑成型的所述砼圈梁3结构牢固，不易损坏，能够确保井口施工的安全。

根据本发明的一种实施方式，在所述步骤S1)之后且在步骤S2)之前，还包括：在待挖掘检修井1的井口附近位置设置护栏及挡水板，以防止杂物、浮土和水从井口掉入所述检修井1中，进一步保证了施工人员的安全和施工的正常进行。

由于检修井1所处位置地质条件复杂，为了避免施工期间的安全风险，根据本发明的技术方案，步骤S2)：在地表待挖掘检修井1四周设置注浆袖阀管进行注浆加固，通过注浆形成稳固的地层，避免开挖期间发生沉降，并结合袖阀管的微型桩效应避免地层松驰，控制所述检修井1开挖影响范围，保证施工期间的安全。

根据本发明的一种实施方式，在所述步骤S2)中，在地表待挖掘检修井1四周设置两圈注浆袖阀管进行注浆加固，具体地，可以选用袖阀的规格为Φ76mm；所述注浆袖阀管的深度为待挖掘检修井1的井口以下0.6～1m，可以根据地质情况选择袖阀管的深度；注浆方式为刚性袖阀管分段后退式注浆；注浆速度为10～110L/min；注浆终压为3～4MPa；注浆材料采用普通硅酸盐水泥单液浆为主，普通水泥-水玻璃双液浆为辅，单液浆配比：W:C＝(0.8～1):1，双液浆配比：W:C＝(0.8～1):1，C:S＝1:1。

由于所述检修井1处于砂卵石混合土富水地层，为确保施工安全，根据本发明的技术方案，步骤S3)：在所述待挖掘检修井1四周隧道两侧挖掘形成多个降水井，以降低挖掘土层中的含水量，防止涌水事故的发生。

根据本发明的一种实施方式，在所述步骤S3)中，所述降水井的挖掘步骤包括：钻孔形成深为45m、孔径为600mm的井道；在所述井道中安装壁厚大于等于3mm、管径为280mm的井管；在所述井管与所述井道内壁之间环填石英圆砾和环填粘土球，以形成所述降水井。

具体地，自井底至10m承压含水段环填石英圆砾，以形成良好的人工反滤层；在10m范围内环填粘土球以进行管外封孔，将上层潜水与下部承压水封隔，以避免潜水被疏干后排水固结引起地面过大沉降。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述井管的管顶高出地面0.2m，以防止地面水流入所述降水井中。

为确保检修井1施工安全及缩短修建周期，根据本发明的技术方案，步骤S4)：从地表采取机械式开挖所述检修井1至隧道中盾构机刀盘2上标高位置。

根据本发明的一种实施方式，在所述步骤S4)中，从地表采取机械式开挖所述检修井1包括：采用全站仪进行施工放样，确定所述检修井1坐标位置；按照所述检修井1坐标位置埋设井口钢护筒；使用钻井机械开挖所述检修井1至隧道中盾构机刀盘2上标高位置；分段埋设检修井钢护筒。

根据本发明的一种实施方式，采用全站仪进行施工放样，确定所述检修井1坐标位置后，采用长30cm的方木桩在检修井1坐标位置上定出桩位点，再在木桩上钉铁钉精确定位；桩位确定后埋设护桩对桩位进行保护，护桩离桩位2～3米，采用十字交叉、方木桩钉钉挂线的方法予以确定，并在所述护桩底部边缘采用混凝土浇筑护桩，使得所述护桩稳定牢固，以免所述护桩丢失或松动。

根据本发明的一种实施方式，所述井口钢护筒的内径大于所述检修井1的直径，所述井口钢护筒的顶面标高高于施工地面。具体地，所述井口钢护筒的内径比所述检修井1的直径大20cm，护筒顶面高出施工地面0.5m。所述护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m；当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中不少于0.3m，并在护筒四周回填黏土并夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1％，以保证护筒埋设的质量。

根据本发明的技术方案，步骤S5)：从隧道中盾构机刀盘2上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井1，保证了施工的安全。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在所述步骤S5)中，所述人工挖掘至设计深度形成所述检修井1，包括：在机械式开挖形成的井段的底部继续进行土方人工挖掘，其中人工挖掘每挖掘预定深度，在所述检修井1的井壁分节架设格栅钢架和铺设网片，并对所述格栅钢架和铺设网片进行喷射砼，直至人工挖掘至设计深度；在井底铺设单层钢筋网，形成所述检修井1；在井底铺设单层钢筋网，用于保证所述检修井1结构的稳固，保证施工的安全。

根据本发明的一种实施方式，所述预定深度为500mm，以及时架设格栅钢架和铺设网片，并对所述格栅钢架和铺设网片进行喷射砼，保证施工的安全。

根据本发明的一种实施方式，为确保刀盘2破除井壁时所述检修井1结构的安全，在所述盾构机刀盘2标高范围以上和以下预定距离，分别设置两道砼环梁结构，两道所述砼环梁间设置暗柱进行连接以确保所述检修井1结构整体的稳定。

根据本发明的一种实施方式，优选地，在人工挖掘至盾构机的刀盘2标高范围对应位置，在所述检修井1的井壁架设玻璃纤维筋结构格栅，用于保证盾构机无阻碍破壁到达指定维修和换刀位置。

所述玻璃纤维格栅制作过程中应采取增加玻璃纤维筋格栅刚度的措施，以防止在吊装以及运输过程中出现较大的变形影响玻璃纤维筋格栅安装。例如，在受力主筋玻璃纤维筋与钢筋之间、玻璃纤维筋与玻璃纤维筋之间的连接采用钢制U型卡扣连接；其余部位间的玻璃纤维筋筋与钢筋、玻璃纤维筋与玻璃纤维筋之间的连接可以采用铁丝绑扎，绑扎牢固。

根据本发明的一种实施方式，在所述检修井1挖掘位置周边设置泥浆池，为所述检修井1的施工提供泥浆，选择和备足造浆粘土或膨润土，利用冲锤上下移动进行造浆。

在需要对所述盾构机进行检修或刀盘2更换时，首先施工形成所述检修井1，之后所述盾构机掘进至破除所述检修井1的一侧侧壁，施工人员可以在所述检修井1中对所述盾构机进行检修或刀盘2更换，所述检修井1提供了足够的检修和更换空间，并未施工人员提供了安全的作业环境。根据本发明的技术方案，步骤S6)：在对盾构机进行检修或刀盘2更换后，使用砂石对所述检修井1进行回填。

回填时需拆除最底部一节护壁，以免影响盾构机后续掘进施工；回填时采用30cm一层，人工夯实，最后2m使用粘土回填并夯实；同时要对盾构机土舱内进行填沙建立土压平衡，以保证地面安全。

本发明的目的是提供一种盾构检修井施工方法，通过在盾构机掘进前方设置检修井1，能够通过检修井1施工查明卵石、漂石分布等情况，起到探测孔作用并为下一步方案制定提供地质依据；同时能够对所述盾构机进行检修或刀盘2更换，并能够提供安全的作业环境；在地表待挖掘检修井1四周设置注浆袖阀管进行注浆加固，通过注浆形成稳固的地层，避免开挖期间发生沉降，并结合袖阀管的微型桩效应避免地层松驰，控制所述检修井1开挖影响范围，保证施工期间的安全；首先从地表采取机械式开挖所述检修井1至隧道中盾构机刀盘2上标高位置，再从隧道中盾构机刀盘2上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井1，确保了检修井1施工的安全以及缩短了修建周期；在对盾构机进行检修或刀盘2更换后，使用砂石对所述检修井1进行回填，以保证地面安全。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种盾构检修井施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

S1)在检修井(1)施工之前，在待挖掘检修井(1)的井口位置现浇形成砼圈梁(3)；

S2)在地表待挖掘检修井(1)四周设置注浆袖阀管进行注浆加固；

S3)在所述待挖掘检修井(1)四周隧道两侧挖掘形成多个降水井；

S4)从地表采取机械式开挖所述检修井(1)至隧道中盾构机刀盘(2)上标高位置；

S5)从隧道中盾构机刀盘(2)上标高位置开始，采用人工挖掘至设计深度形成所述检修井(1)；

S6)在对盾构机进行检修或盾构机刀盘(2)更换后，使用砂石对所述检修井(1)进行回填。

2.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S1)中，所述现浇形成砼圈梁(3)包括：

在待挖掘检修井(1)的井圈范围内，清除浮土；

施工埋设井口护筒；

靠近所述护筒内壁制作浇筑圈梁并在所述浇筑圈梁内布置预埋件；

拆除护筒后对所述浇筑圈梁进行浇筑形成所述砼圈梁(3)。

3.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S1)之后且在步骤S2)之前，还包括：

在待挖掘检修井(1)的井口附近位置设置护栏及挡水板。

4.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S2)中，在地表待挖掘检修井(1)四周设置两圈注浆袖阀管进行注浆加固，所述注浆袖阀管的深度为待挖掘检修井(1)的井口以下0.6～1m。

5.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S3)中，所述降水井的挖掘步骤包括：

钻孔形成深为45m、孔径为600mm的井道；

在所述井道中安装壁厚大于等于3mm、管径为280mm的井管；

在所述井管与所述井道内壁之间环填石英圆砾和环填粘土球，以形成所述降水井。

6.根据权利要求5所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，所述井管的管顶高出地面0.2m。

7.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S4)中，从地表采取机械式开挖所述检修井(1)包括：

采用全站仪进行施工放样，确定所述检修井(1)坐标位置；

按照所述检修井(1)坐标位置埋设井口钢护筒；

使用钻井机械开挖所述检修井(1)至隧道中盾构机刀盘(2)上标高位置；

分段埋设检修井钢护筒。

8.根据权利要求7所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，所述井口钢护筒的内径大于所述检修井(1)的直径，所述井口钢护筒的顶面标高高于施工地面。

9.根据权利要求1所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在所述步骤S5)中，所述人工挖掘至设计深度形成所述检修井(1)，包括：

在机械式开挖形成的井段的底部继续进行土方人工挖掘，其中人工挖掘每挖掘预定深度，在所述检修井(1)的井壁分节架设格栅钢架和铺设网片，并对所述格栅钢架和铺设网片进行喷射砼，直至人工挖掘至设计深度；

在井底铺设单层钢筋网，形成所述检修井(1)。

10.根据权利要求9所述的盾构检修井施工方法，其特征在于，在人工挖掘至盾构机的刀盘(2)标高范围对应位置，在井壁架设玻璃纤维筋结构格栅，用于保证盾构机无阻碍破壁到达指定维修和换刀位置。