一种盾构切磨大规模群桩施工方法与流程

本申请涉及基础施工的，尤其是涉及一种盾构切磨大规模群桩施工方法。

背景技术：

1、盾构法由于其具有安全、快速、引起地层沉降小、机械化程度高等众多优点，在城市地铁隧道、铁路隧道、公路隧道以及共同沟等建设中得到了广泛应用。

2、在城市中心区域修建盾构隧道时，遭遇既有建（构）筑物桩基础的情况时有发生。当线路受限制而无法避让桩基时，则一般采用拆除原构筑物、地面拔桩、开挖竖井后凿柱等传统方式对障碍桩进行事先拆除，这些方式虽相对安全成熟，但也存在着影响周边环境大、成本高、工期长等不足。

3、因此，研究一种可行的淤泥质地层盾构直接长距离、大面积切磨大规模钢筋混凝土群桩方法意义重大。

技术实现思路

1、本申请提供一种盾构切磨大规模群桩施工方法，以用于在淤泥质地层中以盾构机直接长距离、大面积切磨大规模钢筋混凝土群桩。

2、本申请提供的一种盾构切磨大规模群桩施工方法采用如下的技术方案：

3、一种盾构切磨大规模群桩施工方法，包括以下步骤：

4、s1.桩基调查及处理，根据物探资料及现场挖掘情况确定桩基数量、桩基硬度及钢筋尺寸，对盾构机的刀盘、螺旋输送机、液压电机配置进行针对性地设计。

5、s2.盾构机磨桩适应性评价，按常规盾构掘进施工配置设置刀盘，发现群桩后，针对性地对盾构机刀盘进行配置；

6、s3.盾构机磨桩掘进，将盾构机磨桩掘进推力控制在9000kn～12000kn、掘进速度控制在5～10mm/min；

7、s4.盾构机停机位置选择，螺旋机排渣困难或无法排渣时，选择无管线、建筑物，地层自稳性好、气密性好，且便于地面进行地面区域观察和沉降监测的区域停机；

8、s5.停机检查及处理，进行防水及掌子面稳定性施作，并清理渣土和钢筋至刀盘面板；

9、s6.恢复掘进，刀盘清理完成后启动盾构机继续掘进。

10、更进一步地，所述步骤s5包括：

11、s51.盾尾后方止水环施作，止水环根据现场情况选定为盾尾后第3-5环，在盾尾后第三环全环注入双液浆，注浆压力控制为3.5bar，每孔注入0.8～1.5立方米；

12、s52.衡盾泥注入及排渣置换，采用同步注浆系统由土仓壁平衡球阀多点注入，土仓压力控制在1.5bar，以螺旋机排渣，压力波动范围控制在0.2bar，注入过程缓慢转动刀盘；

13、s53.衡盾泥分级加压，分三级加压，前面两级动态稳压2小时，最后一级稳压6小时以确保衡盾泥材料掌子面位置形成泥墙；

14、s54.浆气置换，在1.6-1.8bar区间分级降压，以0.2bar为一级，采取自然降压，密切观察泄压时间并做好记录。

15、更进一步地，所述步骤s53中三级加压压力为1.2-1.4bar、1.4-1.6bar、1.6-1.8bar，在第二级加压过程中，盾体后退80-100mm，缓慢转动刀盘2-3次，转速0.1-0.5rpm，最后一级加压时尽可能不转动刀盘。

16、更进一步地，所述步骤s54中如果降压的稳压时间超过6小时后，分级降压采取气体保压，每级保压时间范围内保证空压机泄气量不大于10%，并以螺旋机排土方式降压，直至压力降至设定工作压力。

17、更进一步地，所述步骤s5还包括：

18、s55.气密检测，从0升压至设计值不超过10min，随后气压保至1.6～1.8bar，若气压稳定2h以上无明显变化，检查地面盾尾等处漏气现象，同时关注空压机供气情况，土仓工作压力保持在1.7bar-1.8bar，仓内气体压力波动值不大于0.05bar，且供气量少于供气能力的10%保持2小时，则泥膜制作达到要求；

19、若气密检测不合格，重复步骤s52～s55。

20、更进一步地，所述步骤s5还包括：

21、s56.第一仓开仓检查，第一次进土仓检查掌子面地质及刀盘开口情况、泥膜效果验证、掌子面出露水情况、地层取样，同时对刀盘开口位置采用模板封堵，背后方木支撑于土仓内壁上，并综合以上因素对掌子面稳定性进行判定；

22、若判定掌子面不稳定，重复步骤s52～s56。

23、更进一步地，盾构机掘进过程中，每环盾构机姿态纠偏量控制在4mm以内；同步注浆量与推进行程成正比关系，注浆压力不超过0.4mpa。

24、更进一步地，所述步骤s5中，若刀盘开口处被渣土堵塞，使用洋镐、铁锹进行清理直至刀盘面板；若刀盘开口或刀具上缠绕有钢筋，使用液压钢筋剪进行剪断处理。

25、更进一步地，所述步骤s52中，壁孔注浆从隧道两腰开始，注完顶部再注底部，注浆后将注浆孔封闭；同步注浆时各注浆管同时进行，且适当提高下侧两根注浆管的注浆压力。

26、更进一步地，所述步骤s52中，向管片外压浆工艺，应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求，选择同步注浆及壁后二次注浆，且为应对地下水丰富的地区成型管片上浮，衬砌管片脱出盾尾后，应配合地面监测、洞内复核测量及时进行壁后二次注浆，充填管片与地层间的空隙。

27、综上所述，本申请的有益技术效果为：

28、1.通过盾构机主动切桩，解决了盾构遭遇既有建（构）筑物桩的施工难题，尤其是现场无桩基拔除施工条件的；无需协调地面打围、拔桩设备进场桩基处理，有效节约了高昂的拔桩施工成本，降低工程自身造价，而且对周边施工环境影响小；并且避免了地面协调、桩头探挖、拔桩等一系列繁琐工序，很大程度上缩短了工期，降低工程人力、材料、机械的投入；

29、2.处理盾构施工遭遇既有建（构）筑物桩问题，无需拔桩设备作业直接实现co2排放量降低，践行了绿色低碳的施工理念；且减少了拔桩渣土的弃置，对整个生态环境带来无法估算的积极影响，环保效益明显；

30、3.在停机后依次进行排渣置换、浆气置换、气密检测等措施，可有效确保在淤泥质地层中高质量且高安全性的长距离、大面积切磨群桩作业。

技术特征：

1.一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s5包括：

3.根据权利要求2所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s53中三级加压压力为1.2-1.4bar、1.4-1.6bar、1.6-1.8bar，在第二级加压过程中，盾体后退80-100mm，缓慢转动刀盘2-3次，转速0.1-0.5rpm，最后一级加压时尽可能不转动刀盘。

4.根据权利要求3所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s54中如果降压的稳压时间超过6小时后，分级降压采取气体保压，每级保压时间范围内保证空压机泄气量不大于10%，并以螺旋机排土方式降压，直至压力降至设定工作压力。

5.根据权利要求4所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s5还包括：

6.根据权利要求5所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s5还包括：

7.根据权利要求1所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，盾构机掘进过程中，每环盾构机姿态纠偏量控制在4mm以内；同步注浆量与推进行程成正比关系，注浆压力不超过0.4mpa。

8.根据权利要求1所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s5中，若刀盘开口处被渣土堵塞，使用洋镐、铁锹进行清理直至刀盘面板；若刀盘开口或刀具上缠绕有钢筋，使用液压钢筋剪进行剪断处理。

9.根据权利要求2所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s52中，壁孔注浆从隧道两腰开始，注完顶部再注底部，注浆后将注浆孔封闭；同步注浆时各注浆管同时进行，且适当提高下侧两根注浆管的注浆压力。

10.根据权利要求2所述的一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其特征在于，所述步骤s52中，向管片外压浆工艺，应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求，选择同步注浆及壁后二次注浆，且为应对地下水丰富的地区成型管片上浮，衬砌管片脱出盾尾后，应配合地面监测、洞内复核测量及时进行壁后二次注浆，充填管片与地层间的空隙。

技术总结本申请涉及一种盾构切磨大规模群桩施工方法，其包括以下步骤：S1.桩基调查及处理；S2.盾构机磨桩适应性评价；S3.盾构机磨桩掘进；S4.盾构机停机位置选择，螺旋机排渣困难或无法排渣时，选择无管线、建筑物，地层自稳性好、气密性好，且便于地面进行地面区域观察和沉降监测的区域停机；S5.停机检查及处理，进行防水及掌子面稳定性施作，并清理渣土和钢筋至刀盘面板；S6.恢复掘进，刀盘清理完成后启动盾构机继续掘进。本申请以盾构机主动切桩，无需协调地面打围、拔桩设备进场桩基处理，且在停机后依次进行排渣置换、浆气置换、气密检测等措施，可有效确保在淤泥质地层中高质量且高安全性的长距离、大面积切磨群桩作业。技术研发人员：袁熊,殷鹏程,冯亚辉,周晗,王建国,龙广山,陈龙,郑俊,廖帅,李飞鹏,夏国松,刘俊锋,赵家铭,李杰,陈秋来,唐生朝受保护的技术使用者：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30