[发明专利]盾构隧道施工检修环境的形成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及隧道的盾构施工方法，特别涉及一种盾构隧道施工检修环境的形成方法，属于建筑工程领域。

背景技术：

20世纪以来，世界各国隧道盾构掘进工程技术取得了突飞猛进的进步，并已取得了显著的成就，大直径、长距离的跨海越江隧道已经越来越多地出现在国家间、地区间和城市间的公路、铁路交通工程中。在这些大直径、长距离的隧道工程的施工过程中，由于各地区不同的地质水文条件、地下不明障碍物的存在、施工设备的故障以及设备本身的使用寿命等因素，所以无论采用何种类型的盾构机进行掘进施工，均存在着半途中在地下或水底对盾构设备(刀具、盾尾密封、推进千斤顶等)进行检修或更换的可能，尤其是在长距离越江隧道的施工中盾构设备的检修更是不可避免的，因此，必须根据理论计算、模拟试验和积累的经验，考虑盾构施工阶段中的设备检修和更换，设计出盾构设备检修、更换的技术方案并进行相应的可行性研究，同时针对可能出现的突发紧急情况制定出应对措施。

目前在国内的隧道施工中尚无成熟的检修和更换盾构设备的施工经验，特别是没有在江河底下检修和更换设备的施工实例和经验。经对现有技术的文献检索发现，陆永芳发表的文章《盾构施工中的刀具更换》(《山西建筑》，2006.32(11)P 316-317)提出了“从地面进行地层加固”和“压气作业”两种方法。其中，“从地面进行地层加固”的方法“采用注浆、旋喷桩或者搅拌桩进行加固，主要加固盾构机刀盘前方、上方和附近周围的土体，加固施工完成后在盾构机刀盘土舱的上方及前方形成一个包裹的加固体，起到止水和挡土的作用。”但是该方法的主要缺点是受到隧道埋深和地面建筑物、地表环境条件的极大限制。“压气作业”是指“通过对盾构机土舱内注入压缩空气，使盾构机前端土舱与外界土层形成一个密闭的压气空间，以压缩空气为压力介质保证土层稳定，并能够阻止地下水流入到土舱内，使得作业人员能够安全进入稳定的气压空间内，进行盾构机刀具的检查及更换工作。”但其存在的主要缺点是气压作业的风险较大，压气作业过程中由于操作不当或者意外事故会导致作业人员的减压病，此外作业人员还必须经过专门的培训。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的问题，提供一种盾构隧道施工检修环境的形成方法，其不受隧道埋深和地面建筑物、地表环境条件的限制，具有操作安全性高、环境适用性强的优点。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种盾构隧道施工检修环境的形成方法，其具体步骤如下：

(1)根据施工隧道所处地段的地质资料和所用盾构机的技术参数，确定需要检修或更换的盾构设备及其部位、数量以及对盾构外土体加固的形式、范围和加固强度；

(2)由盾构内部向盾构外部钻孔，将加固管路伸出盾构外部，形成加固管路网；

(3)对盾构外部土体进行加固。

本发明所述的盾构隧道施工检修环境的形成方法，其步骤(1)的具体内容为，在施工中实时监测盾构设备的使用情况以及盾构掘进过程中各施工参数的变化情况，根据施工隧道所处地段的地质资料和所用盾构机的技术参数，结合以往的施工经验和当前盾构的掘进状态，检查盾构设备的损耗情况，确定需要进行检修或更换的盾构设备及其所处部位和数量，在此基础上确定对盾构外土体进行加固的方法形式及总体范围，然后依据现有的设计规范和计算方法确定准确的土体加固范围和加固强度，再确定实际所需加固管路的大小、长度和数量；步骤(2)的具体内容为：将若干加固管路依照所述步骤(1)所确定的大小、长度和数量，由盾构内部通过位于盾构头部胸板和盾尾上的预留孔，向盾构外部依次伸出，在盾构外部周围的土体中形成一个加固管路网，所述预留孔上设置有止水阀，使加固管路与预留孔间达到密封，以保证盾构外部的水土不会涌入盾构内；步骤(3)的具体内容为：通过步骤(2)所形成的加固管路网对周围土体进行加固，加固过程中要进行实时监控，通过盾构头部胸板上留有的观察孔取样测试土体加固强度并观察土体渗水情况，当土体加固强度达到要求后，不直接拆除加固管路，而是保留加固管路在原位；完成步骤(1)至(3)的操作之后，在盾构设备检修或更换的全过程中，随时观察测试土体，必要时对土体进行补充加固以确保土体强度始终达到要求。