[發明專利]水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法

在審

• 申請號: 201510916363.4
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN106869952A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 徐韜;朱世友;賀維國;高菊英;張笑可;李永寶;花書軍;鄭旭
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道勘測設計院有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于隧道與地下工程施工領域，尤其涉及一種水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法。

背景技術

隨著我國城市軌道交通建設的發展，越來越多城市開始開展地鐵建設，地下隧道的開挖量也越來越大。在盾構法隧道施工過程中，可能遇到隨機分布的孤石，且孤石形狀大小各異、強度不一，而基巖使隧道內巖土層軟硬不均。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、線路偏移等，處理起來速度比較慢，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，花費成本較高，經濟效益差。

在水下隧道的開挖過程中，對于孤石有兩種通用的處理手段，一種是采用隧道內爆破將孤石炸裂，一種是通過水上鉆孔爆破處理。當將孤石選擇在開挖隧道內爆破時，即將孤石炸開，孤石在炸開后會產生沖擊力較強的炸裂碎片，炸裂碎片容易損壞盾構設備；當采用水上鉆孔爆破處理時，地面爆破部位易形成水坑，嚴重時甚至造成水坑與隧道內部連通，造成向隧道內涌水，施工風險大。因此，怎樣處理好盾構掘進過程中所遇到的孤石，是水下盾構隧道施工過程中的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種盾構設備不易損壞、施工風險小的水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石位置；

（2）在孤石上鉆若干個淺孔；

（3）利用水刀沿孤石上的淺孔將孤石切割成中小塊；

（4）盾構機直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

所述步驟（2）中，在孤石上按一定孔距鉆淺孔。

所述步驟（2）中，淺孔分布于孤石的中部和邊緣。

所述步驟（2）中，淺孔的孔深為2-4米，淺孔之間的孔距為0.2-0.8m，淺孔的直徑為5-15cm。

所述步驟（2）中，淺孔的較優孔深為3米，淺孔之間的較優孔距為0.5m，淺孔的較優直徑為10cm。

所述步驟（3）中，水刀的水壓為30-300MPa。

所述步驟（2）中，將孤石切割成30-50cm大小的中小塊。

本發明的有益效果為：

1、孤石采用水刀切割，在水下隧道內部即可處理，無需通過爆破手段將孤石炸裂或者通過水上鉆孔爆破處理，既能有效切割孤石，又能避免爆破損壞盾構設備；

2、孤石切割過程在隧道內部進行，切割過程未采用沖擊力較強的爆破手段，不會將隧道內部與隧道上方水體貫通，不會向施工隧道內部涌水，施工風險非常小；

3、施工方法簡單，易于實施。

附圖說明

圖1為本發明中水下隧道的開挖過程中遇到孤石時的施工示意圖。

圖2為本發明中孤石的平面結構示意圖。

圖3為本發明中從盾構機方向觀察時，孤石切割成中小塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖中，1-水面，2-孤石，3-盾構機，4-淺孔，5-隧道。

具體實施方式

實施例1

如圖1-3所示，一種水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進行：

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的孔深為2米，淺孔4之間的孔距為0.8m，淺孔4的直徑為5cm；

（3）利用水壓為200MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例2

如圖1-3所示，一種水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進行：

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的較優孔深為3米，淺孔4之間的較優孔距為0.5m，淺孔4的較優直徑為10cm；

（3）利用水壓為100MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例3