一种盾构机脱困施工方法与流程

1.本发明涉及盾构机施工技术领域，具体为一种盾构机脱困施工方法。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，基础设施建设也随之加快，为缓解城市地面交通拥堵现象，掀起了地铁建设的热潮，城市地铁的建设不仅能完美满足需求且不占用地表空间。盾构法作为地下工程领域最先进的施工方法，具有掘进速度快、质量优、对周围环境影响小、施工安全性相对较高的优点。但由于盾构施工过程中地质情况的复杂性以及施工中常常会碰到的盾构机自身的故障及操作不当等因素，往往会导致盾构机受困于地下，在盾构机脱困过程中所采用的方法会不同程度扰动周围地层，进而引起地面沉降，沉降过大时将危及周边建筑的安全。
3.原有处理方式需要先探明盾构所处区域地面管线情况，如有需要，还需要对管线进行迁改，再施工围护结构及支撑体系，待强度达到要求后方可进行土方开挖，开挖至盾构机位置处理盾构包裹“水泥壳”后，还需对开挖区域进行回填并恢复路面，施工时间长，影响了整体工程进度及通车时间，且耗费成本极高。
4.基于此，本发明设计了一种盾构机脱困施工方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.发明的目的在于提供一种盾构机脱困施工方法，以解决上述技术问题。
6.为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种盾构机脱困施工方法，包括以下施工步骤：
7.步骤a.适当降低同步注浆中砂浆的水泥参量及注浆压力；
8.步骤b.掘进时适当降低土压，最后10cm闷推保压；
9.步骤c.盾壳外注入膨润土减小盾壳摩阻力；
10.步骤d.底部增加千斤顶辅助推进；
11.步骤e.加强盾尾管片螺栓复紧，可对盾尾后管片采取槽钢纵向拉紧措施；
12.步骤f.地面无管线调查，确认后利用围挡板对施工区域进行隔离；
13.步骤g.用全站仪测定控制点，孔位放样；
14.步骤h.在孔位处下钻引孔，并在孔内下钢套管；
15.步骤i.提升钻杆更换震动工装；
16.步骤j.使用振动锤结合工装件冲击盾构机盾体清理固结体。
17.优选的，所述步骤b.掘进时适当降低土压0.3～0.5bar。
18.优选的，所述步骤c.注入膨润土浆液方式为每孔注入3-4m3，每隔1小时补注一次，总共注入三次。
19.优选的，所述步骤d.底部推进油缸的间隙安放四台辅助推进的外置千斤顶，四台辅助千斤顶用同一泵站提供动力，在使用辅助千斤顶时注意控制盾构的掘进速度，使之与
外置千斤顶同步。
20.优选的，所述步骤g.中将控制点定位在前盾中心位置，用钢尺和测线实地布设孔位中心，确保桩孔中心与盾构机中盾中心移位偏差小于50mm。
21.优选的，所述步骤h.中在钻杆调整后，首先需确定孔长和钻杆根数方可开始引孔，然后打开空压机，将水泥浆泵通水满足下钻要求并保证钻杆不被堵塞；在钻孔最后1m时，控制钻进速度，直至达盾壳后停止，在钻孔完成后及时下钢套管，防止在震动过程中塌孔。
22.优选的，所述步骤i.中，震动工装由1cm厚的钢板和hw100*100的工字钢构成，钢板固定焊接于工字钢上端，施工时采用震动锤夹住钢板上端即可将震动力传递到盾壳上，用以破除裹住盾体的硬壳。
23.优选的，所述步骤j.中，在盾构掘进时震动锤开始不间断冲击盾构机外壳，每向前掘进30cm停机10min，此时继续对盾构机外壳进行冲击，持续时间3～5min，而后停止冲击，待震动锤冷却后重复上一步的操作；
24.震动锤冷却完毕后启动盾构机向前掘进，并观察各个参数以验证冲击效果，继续向前掘进约30cm，同时开启振动锤冲击盾体，如此反复，直至盾尾离开该孔；
25.当铰接部分靠近钻探孔时，应留出至少50cm距离，避免振动对铰接系统造成损坏。
26.与现有技术相比，发明的有益效果为：
27.本发明盾构机脱困施工方法无需施工竖井，无需进行管线迁改，对地面破坏小，施工速度快，效果显著。
附图说明
28.为了更清楚地说明发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明施工方法流程示意图；
30.图2为本发明施工场景示意图；
31.图3为本发明震动工装正视结构示意图；
32.图4为本发明震动工装俯视结构示意图。
具体实施方式
33.下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。
34.请参阅图1-4，发明提供一种技术方案：一种盾构机脱困施工方法，
35.包括1.地下所采取的措施：
36.1)首先，适当降低同步注浆中砂浆的水泥参量及注浆压力，防止在脱困过程中由于掘进速度降低注入的浆液凝固进一步增大盾构机的推力；
37.2)其次，在掘进过程中为了降低推力，可根据地层情况适当降低土压0.3～0.5bar，在最后10-20cm闷推保压；
38.3)疏通径向注浆孔并提前接好膨润土管与径向注浆孔的球阀，依次向各注浆孔内注入膨润土浆液，注入膨润土浆液方式为每孔注入3-4m3，每隔1小时补注一次，总共注入3次，目的是通过注浆来疏松盾壳外部；
39.4)底部推进油缸的间隙安放4台辅助推进的外置千斤顶，4台辅助千斤顶用同一泵站提供动力，在使用辅助千斤顶时注意控制盾构的掘进速度，尽可能使之与外置千斤顶同步；
40.5)由于盾构机底部增设了千斤顶，为了防止在掘进拼装过程中上部管片脱开的现象，一方面要加强管片螺栓的复紧次数，同时可用槽钢对管片进行纵向拉紧措施。
41.包括2.地面措施：
42.1)场地勘察
43.正式进场施工前，管线调查确认地面无管线后，开始利用围挡板对施工区域进行隔离。
44.2)孔位放样
45.施工前用全站仪测定控制点，为了能更加充分使用该孔，可将其定位在前盾中心位置，用钢尺和测线实地布设孔位中心，确保桩孔中心与盾构机中盾中心移位偏差小于50mm。
46.3)下钻引孔
47.在钻杆调整后，首先机长需确定孔长和钻杆根数方可开始引孔，然后打开空压机检查管路是否通畅，将水泥浆泵通水满足下钻要求并保证钻杆不被堵塞。在钻孔最后1m时，现场地面与地下盾构机内应各有一管理人员保持联系，控制钻进速度，直至达盾壳后停止，在钻孔完成后及时下钢套管，防止在震动过程中塌孔。
48.4)提升钻杆更换震动工装
49.设计一种可传导震动的工装件辅助盾构机脱困。该工装件是将1cm厚钢板与hw100*100工字钢焊接(图2，图3)，施工时采用震动锤夹住工装件即可将震动力传递到盾壳上，用以破除裹住盾体的硬壳。
50.5)冲击盾体
51.使用振动锤结合工装件冲击盾构机盾体清理固结体。在盾构掘进时震动锤开始不间断冲击盾构机外壳，每向前掘进30cm停机10min，此时继续对盾构机外壳进行冲击，持续时间3～5min，而后停止冲击，待震动锤冷却后重复上一步的操作。
52.震动锤冷却完毕后启动盾构机向前掘进，并观察各个参数以验证冲击效果，继续向前掘进约30cm，同时开启振动锤冲击盾体，如此反复，直至盾尾离开该孔。
53.当铰接部分靠近钻探孔时，应留出至少50cm距离，避免振动对铰接系统造成损坏。
54.在震动脱困过程中，地面及地下需要密切协作，保证盾体无变形、破损、漏浆现象。
55.在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
56.在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋
接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
57.尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。