[发明专利]一种盾构施工孤石处理施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道盾构施工技术领域，特别涉及一种盾构施工孤石处理施工方法。

背景技术

目前，使用盾构机进行城市地铁隧道、公路铁路隧道、水利输水隧洞等工程的施工等越来越普遍，它具有自动化程度高、施工速度快、质量好、安全性高等优点。其中，土压平衡式盾构机对地层的适应性较广，是应用较多的一种机型，其工作原理是使用盾构机的刀盘切削土体或岩体，随着盾构机的推进，刀盘切削下来的土进入盾构机土仓内，通过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制，实现排土量与盾构推进量的匹配，形成盾构推进的同时保持开挖掌子面稳定的动态平衡，盾构掘进施工得以顺利进行。

然而，在花岗岩地层使用盾构机进行隧道施工时，经常会遇到“孤石”(花岗岩球状风化物)导致盾构机掘进困难，无法正常施工。花岗岩球状风化物是一种常见的风化现象，是在残积土及风化岩层中，因受矿物各向异性排列及裂隙分布影响形成的风化不均的残留体，由于风化球四周岩体与球状风化岩体本身强度存在较大差距，往往存在软硬不均的地质现象，这就易造成刀具损坏，甚至会导致刀盘变形，致使整个盾构机瘫痪。

目前，在花岗岩地层隧道盾构掘进过程中，遇到孤石的处置方法大致为：在探明盾构前方“孤石”分布位置及大小后，根据现场周边人居环境、地质地貌、地下管线走向状况、采取地面钻孔爆破、冲孔破碎、人工挖孔破除等方法破除孤石。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种施工效率高、成本低的盾构施工孤石处理施工方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种盾构施工孤石处理施工方法，包括以下步骤：

S1、根据探明障碍孤石的大小、所处地下空间的位置，确定竖井施工的方位；

S2、进行竖井施工达到预定井深，在竖井内安放直径小于竖井孔径的钢护筒；

S3、抽排钢护筒内原护壁泥浆，同时，向钢护筒与竖井内壁之间注入膏状泥浆；

S4、根据障碍孤石的大小、所处地下空间的位置，在竖井内横向施工形成位于障碍孤石下方的就位孔穴，就位孔穴通过高压水射流切割土体形成并将切割渣土经竖井排出，直至就位孔穴施工完成，障碍孤石落至就位孔穴内；

S5、向原来障碍孤石所在位置处注浆并填充竖井，拆除竖井内的钢护筒。

有益效果：此盾构施工孤石处理施工方法中，摒弃传统对障碍孤石进行强行破除方式，通过施工竖井在障碍孤石下方开挖空间略大于障碍孤石体积的就位孔穴，通过盾构机或障碍孤石本身的重力引导障碍孤石位移至隧道断面外的就位孔穴内，使盾构机在原设计隧道轴线上顺利通过，障碍孤石处理简单快速、成本低、施工周期短。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明一种盾构施工孤石处理施工方法，包括以下步骤：

S1、使用钻探机探明障碍孤石1的大小、所处地下空间的位置，以确定挖掘障碍孤的石就位孔穴2的位置以及所需挖掘的空间，确保障碍孤石落位后不阻碍后续盾构机的正常掘进；

S2、使用大孔径钻机在地表经设计好的适当位置钻孔进行竖井3施工，钻孔过程使用泥浆护壁成孔；

S3、竖井3施工达到设计井深后，置入与井深等长度略小于竖井3内壁孔径的钢护筒4，钢护筒4内焊有供工作人员进出竖井3的爬梯5；

S4、使用泥浆泵抽排钢护筒4内原护壁泥浆，同时，向钢护筒4与竖井3内壁之间注入膏状泥浆6；

S5、钢护筒4内泥浆清理干净后，施工人员进入竖井3，按障碍孤石1的就位孔穴2的有关参数，在处理孤石横洞7的高程位置下方搭设一个施工平台，进行处理孤石横洞7以及就位孔穴2的施工；

S6、就位孔穴2采用高压水射流进行切割挖掘，就位孔穴2底高程控制与孤石横洞7底高程相同，高压水射流切割挖掘的渣土通过孤石横洞7流入竖井3内，并使用泥浆泵将切割的渣土排出竖井3外，通过高压水射流持续的切割挖掘，渣土不断地排出竖井外，直至孔穴施工完成，障碍孤石落位；

S7、确定障碍孤石1已移至盾构隧道断面外时，向原来障碍孤石所在位置处注浆并填充竖井3，拆除竖井3内的钢护筒4，恢复原地貌。

通过施工竖井在障碍孤石1下方开挖空间略大于障碍孤石体积的就位孔穴2，通过盾构机或障碍孤石1本身的重力引导障碍孤石1位移至隧道断面外的就位孔穴2内，使盾构机在原设计隧道轴线上顺利通过，不对障碍孤石1进行破除，以节省大量的人力、物力、财力、和缩短处理孤石的工期。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。