[發明專利]盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法及形成的加固結構

無效

• 申請號: 201210166825.1
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102654057A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 鄧能偉;李仲峰;顧劍剛;陳兆強;馮海珍;崔振東;張永翔;閆高闖;朱朝輝
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/00;E21B1/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及隧道施工方法，更具體地說是一種在盾構機掘進范圍內超前處理風化球的施工方法。

背景技術

在盾構法隧道施工過程中，經常會遇到隨機分布的風化球，且風化球形狀大小各異、強度不一。在這類地層中掘進效率低，刀盤刀具磨損嚴重，易產生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨等，處理速度比較慢，嚴重影響施工進度，有的甚至因施工無法進展而不得不變更設計；怎樣處理好盾構掘進過程中所遇到的風化球，是當前盾構法施工中一個較大的技術難題。

在硬土層中滾刀對風化球破碎通常比較有效，滾刀隨著刀盤的轉動而滾動或滑過較硬的土層直接撞擊和切割遇到的風化球。滾刀以點載荷作用于風化球，使巖石碎片剝落，直到風化球破碎。如果巖石碎片較小，就可以穿過刀盤進入土倉；如果巖石碎片仍很大，就必須由滾刀進一步破碎。如果石頭是埋在土層中被牢牢地固定在其位置上，滾刀就能夠沖擊和破壞較堅硬的風化球。

但是，有時滾刀破碎不了風化球，風化球被刀盤的旋轉推力彈開或被推向隧道旁邊。若風化球處在盾構的外側，可能會擠壓盾構使其偏離方向。如果隧道左側土壤軟弱，而右側是堅硬的風化球，盾構將被擠向阻力較小的左側，如果這種情況過于嚴重，則隧道的軸線將發生偏斜。若土質太軟弱，固定不住風化球，不能產生足夠的破碎反力，風化球就會隨著土體的破壞而移動或被刀具擠偏，或者會在刀盤前面循環，擋在刀盤前面并損壞刀具。在這種情況下，操作工人必須進入開挖面人工清除風化球，嚴重影響了施工進度。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法及形成的加固區，以提高施工效率，保證施工安全性。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法是按如下過程進行：

a、在地面上利用鉆探探測隧道中風化球的位置、大小和埋深；

b、根據風化球位置、大小和埋深在地面上利用沖擊鉆對風化球進行沖擊形成鉆孔，在所述鉆孔中，自鉆孔的孔底部向隧頂以上的2m范圍內采用混凝土回填，以上部分采用粘土回填，形成鉆孔樁；

c、在所述鉆孔樁的周邊補設旋噴樁形成作為加固區。

本發明盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法的特點是對于塊徑小于2m的單體存在的風化球，單個鉆孔樁形成在所述單體風化球的中心，所述旋噴樁形成在所述單個鉆孔樁的兩側。

本發明盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法的特點也在于：

對于塊徑不小于2m的單體存在的風化球，多個鉆孔樁形成對所述單體風化球的分解，兩排旋噴樁形成在由所述多個鉆孔樁構成的鉆孔樁群的外圍兩側。

對于窩狀風化球群，在所述風化球群中進行滿堂沖擊，形成滿堂鉆孔樁，所述旋噴樁以加固帷幕的形式形成在所述滿堂鉆孔樁的四周，構成可供盾構機刀盤進入其中進行刀具檢查或更換的地下結構物。

本發明盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球形成的加固結構特點是：在地面上利用沖擊鉆對風化球沖擊形成鉆孔，自鉆孔的孔底部向隧頂以上的2m范圍內回填混凝土，以上部分回填粘土，形成鉆孔樁；在所述鉆孔樁的周邊設置旋噴樁形成加固區。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明方法不受風化球位置和深度的限制；

2、本發明通過提前處理風化球，保障盾構機順利通過，減少換刀程序；

3、本發明方法避免了工作人員與風化球的直接接觸，有效保障人員施工安全；

4、本發明加固區的形成使風化球破碎殘塊得以加固定位，避免風化球破碎殘塊被盾構機刀盤的旋轉推向隧道旁邊，由此可以大大提高盾構機的工作效率；

5、本發明以旋噴樁和滿堂鉆孔樁形成的地下結構物為盾構機刀盤進入其中進行刀具檢查或更換提供了有利環境。

附圖說明

圖1為針對塊徑小于2m的單體存在的風化球的本發明方法示意圖；

圖2為針對塊徑不小于2m的單體存在的風化球的本發明方法示意圖；

圖3為針對窩狀風化球群的本發明方法示意圖；

圖中標號：1旋噴樁；2鉆孔樁；3風化球；4注漿孔。

具體實施方式

本發明盾構機掘進范圍內沖擊鉆超前處理風化球的施工方法是按如下步驟進行：

1、在地面上利用鉆探探測隧道中風化球3的位置、大小和埋深；