基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法与流程

本发明申请涉及盾构施工，具体涉及一种基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法。

背景技术：

1、盾构法是一种暗挖隧道施工方法，其利用盾构机械在地层中的推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩防止发生隧道坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶紧，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构。

2、由于地层结构复杂，不同地层地质特性存在差异，盾构在通过富水大粒径漂石不稳定地层时面临较大风险，且在该地层中盾构机每掘进一段距离后便需要开仓进行刀盘更换，其中，由于富水大粒径漂石地层自稳性较差，需要在地面打设隔离桩及降水井加固后开仓更换刀具，但是盾构在掘进时依靠刀盘前方掌子面为盾构刀具提供反力，而在富水大粒径漂石地层中，刀盘刀具在接触漂石时漂石随刀盘刀具的转动发生掉落，无法正常由刀具进行破碎，掉落后的大漂石随盾构机向前滚动，滚动至隔离桩位置处漂石堆积，易造成刀盘卡困。

3、此外，隔离桩随盾构机前进被切削后，受刀盘扰动的影响，隔离桩会发生一定程度的下滑，从而隔离桩下滑的端头与盾构机间发生干涉，加剧刀盘卡阻问题。

4、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法，旨在解决盾构施工穿越富水大粒径漂石地层遇刀盘卡阻难以安全脱困的问题。

2、根据本公开的一个方面，提供一种基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法，包括如下步骤：

3、（1）于受困刀盘前方至少20cm处对应钻设一排空心支护钢管桩；所述支护钢管桩底部管壁处阵列设有若干滤水孔；

4、（2）根据盾构机当前地质报告获取刀盘顶部标高及刀盘顶部上方对应的地面标高，于既有隔离桩处分别同心地钻设空心套取钢管桩至刀盘对应位置处；

5、（3）盾构机常压开仓，由人工掏取仓内及所述支护钢管桩与刀盘面板间的大粒径漂石；

6、（4）启动盾构机确认刀盘正常转动，于地面处依次拔除各套取钢管桩及各支护钢管桩，盾构机脱困。

7、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述支护钢管桩的桩底端面低于刀盘底部至少2m，所述滤水孔布设范围始于所述支护钢管桩对应刀盘顶部的位置处且止于所述支护钢管桩桩底。

8、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，所述支护钢管桩对应所述滤水孔范围内设有滤网。

9、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，于各支护钢管桩的底部分别布设用于将水体抽取至地面处的水泵。

10、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（2）中，所述套取钢管桩的桩底与刀盘间留设20cm～30cm间距。

11、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，开仓后由人工于土仓内对所述套取钢管桩桩底与刀盘间的残留隔离桩进行破除。

12、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（4）中，采用振动锤及液压千斤顶依次对应拔除所述套取钢管桩及所述支护钢管桩，且同时进行粘土回填。

13、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

14、1. 钻设于被卡困刀盘前方的空心支护钢管桩桩排可对刀盘前方掌子面来土实现有效支护，确保盾构机可顺利常压开仓，且开仓后能安全高效的对支护钢管桩桩排与刀盘面板间的大粒径漂石，解决大粒径漂石对刀盘的卡阻问题。

15、2. 沿既有隔离桩分别同心钻设的空心套取钢管桩一方面可实现对既有隔离桩的掏除，解决既有隔离桩在受刀盘扰动后下滑对刀盘造成卡阻的问题；另一方面，套取钢管桩的设置可实现刀盘上方隔离桩及部分土体的掏取，从而减小了刀盘上方隔离桩及土层的压力，进而避免由于富水大粒径漂石地层松散而无法承受刀盘上方较大土压力而导致刀盘被卡的问题。

16、3. 空心支护钢管桩于刀盘范围内及刀盘下方至桩底范围内均设有滤水孔，由此使得该支护钢管桩可兼做降水井使用，从而避免地下水对盾构机开仓及卡阻漂石套取等作业工序的不利影响。

技术特征：

1.一种基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述支护钢管桩的桩底端面低于刀盘底部至少2m，所述滤水孔布设范围始于所述支护钢管桩对应刀盘顶部的位置处且止于所述支护钢管桩桩底。

3.根据权利要求2所述刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述支护钢管桩对应所述滤水孔范围内设有滤网。

4.根据权利要求1所述的刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，于各支护钢管桩的底部分别布设用于将水体抽取至地面处的水泵。

5.根据权利要求1所述的刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述套取钢管桩的桩底与刀盘间留设20cm～30cm间距。

6.根据权利要求5所述的刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，开仓后由人工于土仓内对所述套取钢管桩桩底与刀盘间的残留隔离桩进行破除。

7.根据权利要求1所述的刀盘脱困方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，采用振动锤及液压千斤顶依次对应拔除所述套取钢管桩及所述支护钢管桩，且同时进行粘土回填。

技术总结本申请公开了一种基于大粒径漂石地层盾构穿越的刀盘脱困方法，旨在解决盾构施工穿越富水大粒径漂石地层遇刀盘卡阻难以安全脱困的问题。本申请中，钻设于被卡困刀盘前方的空心支护钢管桩桩排可对刀盘前方掌子面来土实现有效支护，确保盾构机可顺利常压开仓，且开仓后能安全高效的对支护钢管桩桩排与刀盘面板间的大粒径漂石，解决大粒径漂石对刀盘的卡阻问题。沿既有隔离桩分别同心钻设的空心套取钢管桩一方面可实现对既有隔离桩的掏除，解决既有隔离桩在受刀盘扰动后下滑对刀盘造成卡阻的问题；另一方面，套取钢管桩的设置可实现刀盘上方隔离桩及部分土体的掏取，进而避免由于富水大粒径漂石地层松散而无法承受刀盘上方较大土压力而导致刀盘被卡的问题。技术研发人员：马国强,曹文焕,云华,杨红军,李文伟,宁仁杰,张少华,吴文娟,薛帅,王剑锋,刘飞,欧岩受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23