[發(fā)明專利]盾構(gòu)遇巖層段沖孔清障施工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210139100.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102654056A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉桂榮;張福民;梁東青;趙敏杰;李耀良;徐其寶
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市基礎(chǔ)工程有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/10;E02D9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)和頂管在軟土施工過程中的清除巖層、樁體、加固體等障礙物的方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)和頂管在軟土施工過程中常遇到巖層、樁體、加固體等障礙物，此類情況往往在前期地質(zhì)勘查中未發(fā)現(xiàn)，在施工過程中需清除障礙保證順利完成掘進(jìn)。經(jīng)過多年發(fā)展清障施工工藝有：①利用氣壓法或冷凍法輔助工法對障礙區(qū)土體處理后，從工具頭前部進(jìn)入土倉清障、②開挖清障后回填、③盾構(gòu)和頂管工具頭刀具改進(jìn)更換后直接切削、④全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)清除障礙工法。這幾項(xiàng)清障工藝各自有其優(yōu)缺點(diǎn)，且都有如安全性差、造價(jià)高、設(shè)備負(fù)責(zé)、場地要求高等問題。

如三門核電一期取水涵管工程引水管采用內(nèi)徑為φ6200mm的隧道二根，取水管采用盾構(gòu)法施工。根據(jù)招投標(biāo)提供的地質(zhì)勘查資料，在循環(huán)水泵房外有一段巖石區(qū)域，1#、2#隧道盾構(gòu)出洞口分別在約35m和25m沿線范圍內(nèi)遇到強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化安山玄武巖。投標(biāo)方案考慮，該段盾構(gòu)掘進(jìn)施工前采用新奧法隧道施工，即為保證盾構(gòu)的安全順利掘進(jìn)，采用“新奧法爆破開挖、盾構(gòu)法襯砌”的施工工法。盾構(gòu)出洞口地層情況為軟土與巖層交界面，自上而下分布為回填土、淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土混角礫、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化巖層。部分區(qū)域上部回填土上部還有回填塊石。

在前期上部土體高壓旋噴樁施工過程中，根據(jù)旋噴樁樁底標(biāo)高情況分析，巖層標(biāo)高在新奧法隧道設(shè)計(jì)長度終點(diǎn)處仍高于隧道底標(biāo)高，后經(jīng)地質(zhì)補(bǔ)勘探明：1#盾構(gòu)出洞段巖層增加至81m左右；2#盾構(gòu)出洞段巖層增加至50m左右（距泵房前池內(nèi)井壁）

由于定位套管已埋設(shè)，傾角已無法改變，且受傳統(tǒng)管棚本身工法限制，原新奧法方案中大管棚打設(shè)長度受限，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和地質(zhì)情況不宜大于40米，最大不超過45米。實(shí)際探明的巖層與隧道交界的距離均大于原方案設(shè)計(jì)隧道長度和45米，原施工方案無法正常施工。

若不采取清障施工，對原設(shè)計(jì)并已制造完畢的盾構(gòu)進(jìn)行改造，或者更換盾構(gòu)機(jī)造價(jià)極高，經(jīng)濟(jì)損失大，進(jìn)度需延長1年以上；超長管棚支護(hù)（導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)法）在海底施工風(fēng)險(xiǎn)極大，且工期造價(jià)也很高；故選擇清障施工工藝。

而若采用工程中常用的全回轉(zhuǎn)旋挖鉆機(jī)清障的施工，經(jīng)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，鋼板樁外海灘區(qū)施工現(xiàn)場很難滿足該設(shè)備和與之配合的120T起重機(jī)的場地要求；且該設(shè)備工作臺班費(fèi)較高，無法布置多臺同時(shí)施工，導(dǎo)致工期較長，費(fèi)用很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要提供一種盾構(gòu)遇巖層段沖孔清障施工方法，該方法將出洞段盾構(gòu)軸線區(qū)域巖石全部清除，從而保證盾構(gòu)機(jī)順利安全出洞掘進(jìn)施工，并且沖孔清障需使用設(shè)備簡單，主要有沖孔鉆機(jī)、拌漿系砼、泥漿泵、汽車吊、固定泵，及其輔助的挖機(jī)、和泥漿運(yùn)輸車等。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種盾構(gòu)遇巖層段沖孔清障施工方法，首先確定沖孔清障施工區(qū)域?yàn)槿珨嗝鏇_孔施工，樁孔位搭接，樁底標(biāo)高低于盾構(gòu)隧道底標(biāo)高，并根據(jù)探測結(jié)果和結(jié)合先期沖孔施工的實(shí)際深度來確定后期沖孔樁寬度范圍，然后采用沖孔灌注樁施工工藝進(jìn)行沖孔清障施工，沖孔清障完成后對沖孔樁進(jìn)行水下導(dǎo)管直接壓注快硬性漿液回填。

沖孔清障施工中沖孔采用跳樁施工工藝，即：同一排跳一根樁，不同排跳一排樁施工；?

沖孔清障施工中沖孔鉆頭中心與護(hù)筒中心的允許偏差≤20mm，成孔過程中鋼絲繩與鉆頭重心應(yīng)始終保持在同一鉛垂線上，保證鉆頭在吊緊的狀態(tài)下鉆進(jìn)。?

沖孔清障施工的沖擊成孔過程中：

（1）開始沖擊基巖時(shí)應(yīng)低錘密擊或間斷沖擊，以免偏斜。如發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)立即回填片石至偏孔處上部0.3~0.5m，重新沖擊；

（2）遇弧石時(shí)可適當(dāng)拋填硬度相似的片石，用重錘沖擊，或重低沖程交替沖擊，將大弧石擊碎擠入孔壁；

（3）準(zhǔn)確控制松繩長度，避免打空錘；

（4）當(dāng)鉆孔傾斜時(shí)，需反復(fù)掃孔修正，如糾正無效，應(yīng)在孔內(nèi)回填粘土或風(fēng)化巖塊至偏孔處上部0.5m，再重新鉆進(jìn)沖擊；

（5）成孔中如遇塌孔，應(yīng)立即停鉆，并回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再沖擊；

（6）護(hù)筒周圍冒漿時(shí)，用稻草拌黃泥堵塞漏洞，并壓上一層泥、砂包。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）安全可靠，對土體擾動(dòng)小

該工法在通過泥漿護(hù)壁清障及回填施工，對周邊地下原狀土不破壞或破壞小，對周邊地下土體不產(chǎn)生擾動(dòng)或產(chǎn)生很小的擾動(dòng)。