一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法与流程

本发明涉及盾构机施工，尤其涉及一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法。

背景技术：

1、盾构机在掘进过程中，由于地层或者机械设备故障等因素的影响，导致盾构机姿态偏差大，从而影响成型隧道管片姿态超限。目前常用的处理方法是地面处理，通过地面注浆或开挖竖井的方法进行处理，此方法对地面环境要求较高，且成本高，工期长。

2、如何开发一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，解决盾构机姿态偏差大不可控，避免引发成型隧道管片姿态严重超限的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，解决背景技术中所列的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，包括如下步骤：

4、步骤一、盾构机开孔验证，对盾构机周边用磁力钻开设盾体观察取样孔，盾体观察取样孔开设完成后，对盾体外部情况进行观察，或对盾体观察取样孔处进行取芯，通过观察盾体观察取样孔外部渣土特征或芯样情况来判断是否有浆液包裹盾体的现象；

5、步骤二、盾尾止水环施工，在盾尾后五环进行止水环施工，止水环采用双液浆进行注浆，封堵管片壁后方来水；

6、步骤三、盾尾开孔，首先安装安全阀板及注浆球阀，其次安装盾尾三角撑，然后确定盾尾开孔位置，最后盾尾开孔；

7、步骤四、工作井开挖，盾尾开孔完成后，采用风镐人工进行工作井开挖；

8、步骤五、水平处理土体；

9、步骤六、姿态调整，在盾构下部水刀切削完成后，启动刀盘，对刀盘下部岩体进行切削，使盾体逐步下沉，下沉过程中，根据前盾变化量，结合盾尾间隙情况，调整铰接行程，逐步调整至预期的盾构姿态；

10、步骤七、沟槽回填盾尾恢复，盾构机达到预期姿态后，开始对盾体下部沟槽进行回填，填满后使用盾尾钢板进行原位焊接，焊接前对钢板边缘进行打坡口，盾尾恢复后对盾尾三角支撑进行拆除；

11、步骤八、注浆回填，水刀作业期间，在盾尾环向挖工作井，为有利于排渣，沿盾体底板纵向开槽至切口环，对盾体下部岩体进行切削，结合姿态下落情况，对切削区域进行二次注浆以控制管片姿态。

12、优选的，所述步骤二按照以下施工方法实施：

13、1)止水环施工工艺

14、注浆点位：注浆点位为连续两环全部注浆孔；

15、注浆压力：注浆压力控制在0.3～0.4mpa之间，注浆期间实时关注土仓压力，发现仓压有上升现象后，停止注浆，停止10分钟后仓压下降再进行注浆，若仓压再次发生升高，停止注浆；

16、开孔：在注浆前先选择吊装孔及新增注浆孔作为注浆孔位，装上注浆球阀后，用电锤钻穿吊装孔位厚3cm保护层，开孔深度不低于60cm；

17、注浆方法：注双液浆时，先注纯水泥浆液1min后，打开水玻璃阀进行混合注入，终孔时应加大水玻璃的浓度，在一个孔注浆完结后应等待5～10分钟后将注浆头打开疏通查看注入效果，若水流未到达预设值时，应再次注入水玻璃，直至水流达到预设值时终孔；

18、注浆过程中预留排气孔，排气孔设在预注浆孔上，并安装注浆球阀，同时打开注浆球阀，直至出现冒浆时关闭注浆球阀，10分钟后检查注浆效果，如有水溢出，应对排气孔进行注浆；

19、注浆结束标准：

20、注浆压力达到设计压力，注浆效果达到此次注浆的目的；

21、2)盾尾聚氨酯封堵

22、采用聚氨酯在出盾尾一环环管片进行注浆，确保盾尾开孔安全。

23、优选的，所述双液浆的材料为水玻璃、普通硅酸盐水泥、水；双液浆注浆配比为水泥与水的比例为1:1、水玻璃与水的比例为1:3、水泥浆与水玻璃浆的比例为1:1。

24、优选的，所述步骤三按照以下施工方法实施：

25、1)安全阀板及注浆球阀安装

26、盾尾开孔前在应急门上安装安全阀板及注浆球阀，应急门采用导槽进行固定，前后设置定位装置；

27、闸板装入滑道后，进行必要的前后机械限位，保障闸板闭合顺利；

28、开洞前在安全阀板中部设置注浆球阀，并采用聚氨酯对盾体外部进行封堵；

29、2)安装盾尾三角撑

30、盾尾开孔前，采用方钢对盾尾进行支撑，支撑与盾尾焊接，在开孔位置前后各设置一道；

31、3)盾尾开孔

32、在盾尾避开管线位置开设盾尾孔，盾尾孔开口大小为0.6m*0.8m，盾尾孔开孔位置距盾尾后部2.6m，距切口环7.2m。

33、优选的，所述盾尾开孔采用碳弧气刨+氧气乙炔进行施工，碳弧气刨使用碳棒或石墨棒作电极，在工件间产生电弧将金属熔化，并用压缩空气将熔化金属吹除。

34、优选的，所述步骤四按照以下施工方法实施：

35、盾尾孔开设完成后，采用风镐人工进行工作井开挖，首先开挖深度1.5m、宽度1m、长1.5m的工作井，并通过工作井开挖中间竖向槽道，中间竖向槽道开挖后继续向两侧开挖，形成前盾横向左槽道和前盾横向右槽道，前盾横向右槽道完成后通过中间竖向槽道开挖盾尾横向槽道，最终形成“土”字形通道，为水钻引孔及水刀切削提供工作面。

36、优选的，所述步骤五按照以下施工方法实施：

37、1)岩体切削

38、岩体切削分阶段进行，首先对下部90°范围进行清除，纵向清理至过切口环30cm，清理完成后若盾体出现下沉，停止处理，若无下沉趋势，继续向下部120°范围进行清理；

39、2)高压水刀切割

40、切削作业采用超高压水清洗设备，设备最大工作压力为1400bar，功率264kw,水流为95l/min，设备配置钢丝软管、喷嘴；

41、水刀在土体切削阶段，采用50cm长φ2cm的钢管进行刚性连接，管节两头采用内外丝进行连接，沿冲洗方向逐节进行连接延伸，采用人工在工作井对下部岩体进行切削。

42、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

43、本发明一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，该方法解决了盾构机姿态向上偏差较大的问题，重点解决了在低成本的情况下实现洞内盾构姿态纠偏的问题，实现了盾构姿态纠偏，纠偏时间较短，经济效益显著。

技术特征：

1.一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述步骤二按照以下施工方法实施：

3.根据权利要求2所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述双液浆的材料为水玻璃、普通硅酸盐水泥、水；双液浆注浆配比为水泥与水的比例为1:1、水玻璃与水的比例为1:3、水泥浆与水玻璃浆的比例为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述步骤三按照以下施工方法实施：

5.根据权利要求4所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述盾尾开孔采用碳弧气刨+氧气乙炔进行施工，碳弧气刨使用碳棒或石墨棒作电极，在工件间产生电弧将金属熔化，并用压缩空气将熔化金属吹除。

6.根据权利要求1所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述步骤四按照以下施工方法实施：

7.根据权利要求1所述的一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，其特征在于：所述步骤五按照以下施工方法实施：

技术总结本发明公开了一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，涉及盾构机施工技术领域，包括如下步骤：步骤一、盾构机开孔验证；步骤二、盾尾止水环施工；步骤三、盾尾开孔；步骤四、工作井开挖；步骤五、水平处理土体；步骤六、姿态调整；步骤七、沟槽回填盾尾恢复；步骤八、注浆回填。本发明一种岩层中盾构机姿态向上偏离过大的水刀处理方法，该方法解决了盾构机姿态向上偏差较大的问题，重点解决了在低成本的情况下实现洞内盾构姿态纠偏的问题，实现了盾构姿态纠偏，纠偏时间相对来说较短，经济效益显著。技术研发人员：党西锋,吴胜涛,杨永强,吴回获,王江卡,张剑,邓伟庆,岑林峰,武金城,杨亮,刘鹏鹏,陈建庭,蒋中军,付伟,杨鹏受保护的技术使用者：中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18