地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法与流程

1.本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法。


背景技术：

2.在地铁盾构施工中，在盾构穿过岩溶地质区域时，容易出现盾构机卡刀盘、刀具磨损严重、刮刀转至溶腔时崩裂、滚刀过溶腔时达不到转动扭矩、刀具偏磨严重等问题，并且还会导致盾构机姿态难以控制、盾构机磕头和卡盾体、管片线型超限、盾尾管片破损、渗漏水等安全、质量问题；同时，还容易引起地面较大沉降或塌陷，危害地面安全，甚至导致运营隧道沉降，影响运营安全。
3.因此，需要对岩溶地质区域进行处理，以达到满足永久隧道结构的承载力、变形、防水要求，降低施工期间突水事件发生的机率，确保盾构掘进期间的盾构机安全，降低新生溶洞对隧道稳定性的不利影响等目的。现有在地铁盾构施工对陆地上岩溶地质区域进行处理的方法较为成熟，主要是直接在地面先钻探确定岩溶区域，再进行注浆施工的方式。但是针对河道区域的岩溶处理，需要先施工围堰形成供钻探和注浆施工的无水作业区，现有施工方法在施工围堰时没有一个合理、标准化的施工工艺，都是依靠各施工方的经验施工出范围尽可能大的围堰，再进行钻探和注浆施工，这导致围堰的范围过大时存在施工周期长、成本高，围堰的范围过小时无法保证施工质量的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种在保证施工质量前提下能够提高施工效率、降低施工成本，且便于标准化施工的地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法，包括以下步骤：
7.(s1)在河道中施工出位于河道一侧的第一道围堰围成第一作业区，所述第一作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离为3～4米；
8.(s2)在第一作业区中进行钻孔探查，确定第一作业区内溶洞的范围和边界，并对确定的溶洞进行注浆处理；
9.(s3)在河道中施工出位于河道另一侧的第二道围堰围成第二作业区，所述第二作业区与第一作业区部分重合，所述第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离为3～4米；
10.(s4)在第二作业区中进行钻孔探查，确定第二作业区内溶洞的范围和边界，并对确定的溶洞进行注浆处理。
11.作为上述技术方案的进一步改进：
12.所述步骤(s2)和步骤(s4)中，钻孔探查是由隧道中心位置处依次向外围钻探查
孔，相邻探查孔之间的间距不超过1m。
13.在注浆处理时，对于隧道洞身范围内、隧道顶板及两侧3m范围内、隧道底板以下5m范围内的溶洞、溶沟、溶槽及破碎带均进行注浆处理。
14.所述第一道围堰和第二道围堰的两侧边坡堆码土袋，所述第一道围堰和第二道围堰内侧边坡的底面设有排水沟。
15.施工第一道围堰和第二道围堰时，先在河底沿围堰路径方向依次间隔插设多根钢管，再沿围堰路径方向填土形成围堰，相邻两根钢管之间的间距不大于2m，各钢管插入河底深度不小于2m。
16.在对溶洞进行注浆处理时，在溶洞区域中施工出多个均匀分布的多个孔，将多个孔分为多个注浆孔和多个排气孔，各排气孔四周均布置有两个以上注浆孔；先通过溶洞四周边界位置处的注浆孔进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞四周边界位置处的注浆孔进行一次以上补充注浆；然后通过溶洞中部位置处的注浆孔进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞中部位置处的注浆孔进行一次以上补充注浆；最后通过各排气孔进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞四周边界位置处的注浆孔进行一次以上补充注浆。
17.通过溶洞四周边界位置处的注浆孔进行注浆的注浆压力小于通过溶洞中部位置处的注浆孔进行注浆的注浆压力。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明的地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法，施工第一道围堰和第二道围堰所围成的第一作业区和第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离均为3～4米，仅对第一作业区和第二作业区内的溶洞进行注浆处理，即可保证盾构施工过程中盾构机因岩溶地质而导致的问题，且在隧道盾构施工完成后，不会出现地面沉降或塌陷，能够确保安全。在此基础上，第一作业区和第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离均为3～4米，其区域面积合理，可实现标准化施工，能够将所需施工的第一道围堰和第二道围堰的长度降至最低，从而提高施工效率，降低施工成本。
附图说明
20.图1为本发明的施工流程图。
21.图2为注浆孔和排气孔布置结构示意图。
22.图例说明：
23.101、注浆孔；102、排气孔。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
25.如图1所示，本实施例的地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法，包括以下步骤：
26.(s1)在河道中施工出位于河道一侧的第一道围堰围成第一作业区，第一作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离为3～4米；
27.(s2)在第一作业区中进行钻孔探查，确定第一作业区内溶洞的范围和边界，并对确定的溶洞进行注浆处理；
28.(s3)在河道中施工出位于河道另一侧的第二道围堰围成第二作业区，第二作业区与第一作业区部分重合，第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离为3～4米；
29.(s4)在第二作业区中进行钻孔探查，确定第二作业区内溶洞的范围和边界，并对确定的溶洞进行注浆处理。
30.该地铁隧道盾构施工中河道区域的岩溶处理施工方法，施工第一道围堰和第二道围堰所围成的第一作业区和第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离均为3～4米，仅对第一作业区和第二作业区内的溶洞进行注浆处理，即可保证盾构施工过程中盾构机因岩溶地质而导致的问题，且在隧道盾构施工完成后，不会出现地面沉降或塌陷，能够确保安全。在此基础上，第一作业区和第二作业区的底面边沿与隧道之间的横向距离均为3～4米，其区域面积合理，可实现标准化施工，能够将所需施工的第一道围堰和第二道围堰的长度降至最低，从而提高施工效率，降低施工成本。
31.本实施例中，步骤(s2)和步骤(s4)中，钻孔探查是由隧道中心位置处依次向外围钻探查孔，相邻探查孔之间的间距不超过1m。可确保不会漏查，进而确保处理质量。
32.本实施例中，在注浆处理时，对于隧道洞身范围内、隧道顶板及两侧3m范围内、隧道底板以下5m范围内的溶洞、溶沟、溶槽及破碎带均进行注浆处理，以能够确保处理质量。
33.本实施例中，第一道围堰和第二道围堰的两侧边坡堆码土袋，第一道围堰和第二道围堰内侧边坡的底面设有排水沟。便于排水、施工。
34.本实施例中，施工第一道围堰和第二道围堰时，先在河底沿围堰路径方向依次间隔插设多根钢管，再沿围堰路径方向填土形成围堰，相邻两根钢管之间的间距不大于2m，各钢管插入河底深度不小于2m。在填土形成围堰时，钢管起到阻挡土的作用，可减少土的流失，保证围堰成型。
35.本实施例中，在对溶洞进行注浆处理时，在溶洞区域(对应于第一作业区和第二作业区)中施工出多个均匀分布的多个孔，将多个孔分为多个注浆孔101和多个排气孔102，各排气孔102四周均布置有多个注浆孔101(参见图2)；先通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行一次以上补充注浆；然后通过溶洞中部位置处的注浆孔101进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞中部位置处的注浆孔101进行一次以上补充注浆；最后通过各排气孔102进行注浆，再每隔4～6小时通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行一次以上补充注浆。先通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行注浆，可在溶洞四周边界位置处形成初步填充，为下一步通过溶洞中部位置处的注浆孔101进行注浆，形成一个带有内腔的壳体结构的注浆体结构，不仅能够保证下一步注浆具有较大的压力，保证注浆填充的密实性和处理效果，且可减少下一步注浆的浆液向溶洞四周的扩散量，利于减少浆液的使用量，降低成本。同时，设置上述形式的排气孔102，在各注浆孔101注浆时能够排气，能够提高注浆效率和注浆质量，并且在各注浆孔101注浆完成后，再通过排气孔102进行注浆，能够进一步保证注浆质量。此外，各注浆孔101和排气孔102均采用间隔4～6小时分多次注浆的方式，也能够进一步保证注浆填充的密实性和处理效果。
36.本实施例中，通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行注浆的注浆压力小于通过溶洞中部位置处的注浆孔101进行注浆的注浆压力。通过溶洞四周边界位置处的注浆孔101进行注浆的注浆压力较小，可减少浆液向溶洞四周的扩散量，降低成本，而通过溶洞中
部位置处的注浆孔进行注浆的注浆压力较大，能够保证满足注浆压力设计要求。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。