[发明专利]一种盾构空推过矿山法隧道的施工方法

摘要

本发明公开了一种盾构空推过矿山法隧道的施工方法，包括矿山法隧道施工阶段、导台施工阶段、步入导台施工阶段、盾构空推拼装管片施工阶段和盾构牵引过矿山法隧道施工阶段。所述矿山法隧道施工阶段包括牛腿的安装步骤；所述导台施工阶段包括清理导台基面步骤、测量放样步骤、砼浇筑步骤和修整养护步骤；所述盾构空推拼装管片施工阶段包括盾构机空载推进步骤、拼装管片步骤、管片背衬回填步骤和管片背填注浆步骤和盾构过联络通道步骤；所述盾构牵引过矿山法隧道施工阶段包括牵引设备设置步骤和牵引步骤；本发明的施工方法，能保证管片的拼装质量，从而保证了隧道的防水性能并能提高盾构空推掘进的效率，减少人员投入，降低施工成本。

主权项

1.一种盾构空推过矿山法隧道的施工方法，用于两个地铁站区间的施工，该两个地铁站区间设置左、右线，区间自小里程端至大里程端依次为明挖段、第一盾构段、矿山法隧道段和第二盾构段；矿山法隧道段和第二盾构段的交界处设置中间竖井；盾构机从明挖段的端头盾构井始发进入第一盾构段正常掘进，至矿山法隧道内接收，先在矿山法隧道的起始段进行盾构空推拼装管片，再被牵引过矿山法隧道的后续段，然后在中间竖井接收、吊出；盾构机在第二盾构段是自大里程端至小里程端正常掘进，然后在中间竖井吊出；按左线在前、右线随后的顺序施工；/n所述施工方法包括矿山法隧道施工阶段、导台施工阶段、步入导台施工阶段、盾构空推拼装管片施工阶段和盾构牵引过矿山法隧道施工阶段；其特征在于，/n所述矿山法隧道施工阶段包括以下步骤：/n(1)采用钻爆法开挖；首先采用风镐人工开挖隧道的上半部分，并架设格栅钢架及安装超前小导管，然后采用弱爆破开挖隧道的下半部分，在开挖后立即进行初期支护施工；初期支护参数：采用格栅钢架，断面外侧布置一层钢筋网片；喷射强度等级为C25的混凝土；拱部设超前小导管；/n(2)在接近盾构贯通前5m，当围岩自稳性较好且渗水量较小时，初期支护除采用格栅钢架外，隧道断面边圈还进行超前小导管注浆；当围岩自稳性较差渗水量较大时，初期支护采用格栅钢架，隧道断面边圈进行超前小导管注浆，并采取全断面挂网喷浆，必要时对掌子面进行全断面注浆加固堵水；/n(3)在盾构进入矿山法隧道段前5m，对盾构尾部管片背后用水泥砂浆进行补强注浆；将矿山法隧道段最后一榀格栅钢架架立在盾构到头后20cm处，并在靠近盾构到头前40cm处设置防流砂装置；将两层中间夹有纤维隔层的钢丝网焊接在格栅钢架或锚杆上；/n所述导台施工阶段是在矿山法隧道段内施工，包括清理导台基面步骤、测量放样步骤、砼浇筑步骤和修整养护步骤；/n所述导台的断面呈凹槽形并且在矿山法隧道底部60°的范围内，且两侧为倾斜的梯形墩，两个梯形墩各自位于矿山法隧道立面的4点位和8点位，两个梯形墩的外侧腰呈水平并对称地设置预埋件，两个梯形墩的上底面上各自预埋一根钢轨，作为牵引盾构机的导轨；/n进行测量放样步骤时，先测放出隧道中心线，每10m作为一个施工段，每2m测放一个断面，每个断面布设5个控制桩；/n进行砼浇筑步骤时，浇筑顺序为先底部后两侧，砼坍落度为10～12cm，成型后平整度要求在±1cm之内，砼强度等级为C25；/n进行修整养护步骤时，砼浇筑完后，人工及时抹平修整、洒水养护14天；/n所述步入导台施工阶段包括以下步骤；/n(1)在盾构刀盘到达离矿山法隧道交界断面100m时，进行一次联系测量，复核洞门和导台的位置，确定盾构机贯通姿态，垂直姿态应高于导台10mm；/n(2)盾构掘进速度逐渐放慢到20mm/min，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口土体，并加强同步注浆，使管片脱离盾尾后注浆饱满；/n盾构达到离矿山法隧道交界断面10m时，从盾体超前注浆孔注入低强度水泥浆，使盾体背隙填充饱满，待水泥浆液初凝时继续掘进；/n(3)盾构刀盘到达离矿山法隧道交界断面5m时，通过盾体超前注浆孔注入低强度水泥浆填充盾体背隙，推力为460～600t，贯入度为1.6mm/转，扭矩≤1500kNm，掘进速度≤15mm/min，刀盘转速为1.2～1.3r/min；/n(4)盾构刀盘到达离矿山法隧道交界断面2m时，盾构机暂停掘进，通过盾体超前注浆孔注入膨润土填充盾体背隙；/n(5)盾构机破除矿山法隧道交界断面后，盾构刀盘停止转动并停在相应位置，暂停推进，由人工辅助进行清理落入矿山法隧道端头的碴块，防止盾构机在上导台的过程中产生偏向；盾构机上导台前，应拆卸刀盘与导台面接触的边缘保径滚刀，同时在盾构机的前、中、后盾体上对应导台上的钢轨位置加装5cm厚的保护钢板；/n(6)盾构机上导台后继续推进，至第2道盾尾刷到达矿山法隧道交界断面时暂停，待管片背后同步注入的双液浆凝固后再恢复掘进；/n所述盾构空推拼装管片施工阶段包括盾构机空载推进步骤、拼装管片步骤、管片背衬回填步骤和管片背填注浆步骤；/n进行所述盾构机空载推进步骤时，开始推进速度为15～40mm/min，熟练后推进速度为60～85mm/min，总推力为300～400t，下部油缸压力大于上部油缸压力；/n进行所述拼装管片步骤时，盾尾过矿山法隧道交界面前，管片安装方式与第一盾构段的管片安装方式相同；盾尾过矿山法隧道交界面后，管片安装方式是从隧道底部开始，左右对称安装，先安装标准块，依次安装相邻块，最后安装封顶块；管片安装到位后，及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片，然后移开管片安装机；/n进行所述管片背衬回填步骤时，在盾构机向前推进的同时在管片环与初期支护之间的空隙中喷射豆砾石充填；充填前先将盾构刀盘与初期支护的空隙处用袋装砾石封堵，填充方式是在刀盘前十米的位置回填到隧道断面1/3高度，切口环两侧每隔三环用沙袋垒砌至隧道断面2/3高度，再按照从里到外、从下到上的吹填方法把盾体外的空隙填满；豆砾石采用粒径为5～10mm的花岗岩，喷射压力为0.25～0.3Mpa；/n进行所述管片背填注浆步骤时，在喷射豆砾石时同步注入水泥砂浆或双液浆，水泥砂浆的配比为水泥︰粉煤灰︰膨润土︰砂︰水＝1︰3.5︰0.8︰4︰3.7；注浆压力0.1～0.2Mpa；水泥砂浆初凝时间为4h，终凝时间为8h；/n所述盾构牵引过矿山法隧道施工阶段包括牵引设备设置步骤和牵引步骤；/n所述牵引设备包括自动连续顶推装置、两个反力支座、两个锚固支座；自动连续顶推装置包括两台连续顶推千斤顶、两台泵站和一个主控台；每台连续顶推千斤顶由前置千斤顶和后置千斤顶串联而成；每台泵站各自对应一台连续顶推千斤顶，每台泵站由液压系统和控制电路系统构成；主控台与两台泵站电连接；/n进行所述牵引设备设置步骤时，将两个反力支座对称地布置在矿山法隧道内导台的预埋件上；每个反力支座上分别安装一台连续顶推千斤顶，两台泵站和主控台放在两台连续千斤顶的中间；两个锚固支座一一对应地焊接在盾构机刀盘前端的保护钢板内圈的4点位和8点位；/n进行所述牵引步骤时包括以下工序：/n(1)牵引钢绞线等长下料，每根长40m，左、右旋各8根；/n(2)穿牵引钢绞线，每台连续顶推千斤顶上穿8根牵引钢绞线，左、右旋各4根，并交错排布；将牵引钢绞线的一端从后置千斤顶的尾部穿心孔内穿入，穿过后置千斤顶上的夹持器，再从前置千斤顶的尾部穿心孔内穿入，被前置千斤顶的夹持器夹住，牵引钢绞线的另一端用工具锚和工具夹片固定在对应的锚固支座上；/n(3)牵引钢绞线预紧，先用人工手拉牵引钢绞线弧度基本一致，再用连续顶推千斤顶整体预紧；/n(4)盾构机牵引到达预定位置后，连续顶推千斤顶回程，取出夹持器的夹片，松固定端压板，退出夹片，牵引钢绞线从张拉端抽出；/n(5)盾构机牵引到达预定位置后，把两个反力支座拆除，移到下一个预定位置并焊接牢固，再将连续顶推千斤顶安装在反力支座上并调式好，进入下一个牵引循环。/n