[发明专利]一种盾构突遇溶腔洞内处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别涉及一种盾构突遇溶腔洞内处理方法。

背景技术

在轨道交通建设过程中，因为城镇发展水平较高，轨道交通隧道线路经常下穿重要交通、工业、民用建筑物，受建筑物影响，无法对隧道地质条件做到全覆盖，隧道在掘进过程中容易遇到一些未探明的溶洞、溶腔；盾构施工时，一旦顶穿溶洞、溶腔，有可能造成突水、突泥及盾构陷落等工程事故，同时对地面建筑物产生直接影响，造成较大的社会不良影响。

现有的溶洞、溶腔一般采用地质垂直钻探、红外探测、TSP、地质雷达、超前水平地质钻孔等探测技术，探明溶洞、溶腔边界及填充物质等，地面一般采用注浆超前预处理。上述方法无法满足在地面环境复杂时，展开地面探测，确定有无溶洞、溶腔和确定溶洞、溶腔边界，并对溶洞、溶腔进行超前预处理的要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种能够在盾构隧道中突遇溶腔时进行应急处置同时快速通过的盾构突遇溶腔洞内处理方法。

为了解决本发明提出的技术问题，本发明公开了一种盾构突遇溶腔洞内处理方法，其特征在于：

包括如下步骤：

1）溶腔检测，盾构机在岩层掘进过程中，原揭示地质条件没有明显变化的情况下，根据盾构机扭距、推力变化和土压变化，确定是否碰到溶腔；

2）碰到溶腔时，开启盾构机土仓隔板上的多个预留孔洞的密封盖，缓慢转动刀盘，使刀盘开槽位置与密封孔洞轴线对应；

3）采用水平钻机分散多处钻通盾构机与溶腔间岩体，形成孔洞通道；

4）采用在管口处绑定工业用内窥镜头方式，分段接长钢管法将内窥镜头推进至溶腔深处，全过程采集视频资料，在此基础上分析确定溶腔的边界及溶腔内环境条件；

5）采用分段加长钢管确定轴线位置及采用管口下落内窥镜头方式，确定溶腔内水体及下方渣体分布情况；

6）根据溶腔的边界、溶腔内环境条件、溶腔内水体及下方渣体分布情况确定直接通过、填充材料或灌注自流平砂浆；

7）恢复掘进；

8）重复上述步骤，将盾构机刀盘推进到溶腔端头位置。

作为本发明的一种改进，步骤6包括如下情况：

a、如溶腔分布于刀盘沿轴线投影范围内，直接使用盾构机快速通过即可；

b、如溶腔投影线大于刀盘沿轴线投影线范围，溶腔周边围岩不稳定时，利用已钻通的孔洞通道，注浆填充盾构机土仓及溶腔体，注浆材料采用低强度混合填充材料；

c、如溶腔投影分布刀盘前方下部，溶腔周边围岩稳定时，采用接管法，对溶腔由近盾构机侧往远盾构机端灌注自流平砂浆，并根据溶腔的轴向长度和深度采取分层法灌注自流平砂浆。

作为本发明的一种改进，所述填充材料由水泥、粉煤灰、膨润土和水组成，该填充材料质量比为：水泥:粉煤灰:膨润土:水=150:300:150:550。

作为本发明的一种改进，所述自流平砂浆灌注的高度高于刀盘约5cm。

作为本发明的一种改进，盾构机掘进过程中采用小扭距、小推力掘进。

作为本发明的一种改进，盾构机掘进时每掘进一环对该环管片后进行低压一次注浆，并对前面已一次注浆的管片加压进行二次注浆；同时对上方建筑物进行监控量测，并将监控量测数据反馈指导掘进参数调整。

作为本发明的一种改进，当盾构机通过溶腔后适当加大推力掘进，直至全部刀盘进入岩土层10环位置，对溶腔范围的管片进行三次注浆。

作为本发明的一种改进，盾构机恢复掘进时，盾构机根据溶腔位置决定是否采取预抬头处理，预抬头处理采用盾构机上的主动铰接和分区油压千斤顶等设备。

作为本发明的一种改进，所述预抬头处理包括如下：如溶腔在刀盘投影面中上部, 盾构机不采取预抬头处理；如溶腔投影在刀盘投影面中下部，盾构机采取微抬头处理；如溶腔投影在刀盘投影面底部，盾构机采取较大角度抬头处理。

作为本发明的一种改进，完成步骤3形成孔洞通道后，采用便携式泵吸式综合气体检测仪对溶腔内气体进行气体分析，测定溶腔内气体是否可燃性或有毒；如溶腔内气体有毒或可燃，必须对后续施工中采取防毒、防燃措施，如检测判定为常规气体则常规施工。

总的来说本发明具有如下有益效果：

1、适用于城际轨道交通隧道上方建筑密集环境，由于采用洞内处理措施，溶腔上方免于地面加固处理， 隧道上方的建筑物不用拆迁，减少了对社会影响；