一種tbm用豆礫石吹填施工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]隨著全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)掘進(jìn)速度和管片襯砌功效的提高，被廣泛應(yīng)用于隧道施工中，掘進(jìn)、預(yù)制管片襯砌、豆礫石吹填及注漿是施工中的主要控制環(huán)節(jié)，預(yù)制管片的結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)制管片的混凝土強(qiáng)度、豆礫石回填及注漿的質(zhì)量是保證襯砌質(zhì)量的根本。
【背景技術(shù)】
[0002]重慶軌道交通環(huán)線區(qū)間隧道采用單護(hù)盾TBM+鉆爆法進(jìn)行施工，隧道橫斷面型式為圓型，開(kāi)挖直徑6880mm，襯砌厚度350mm，管片內(nèi)徑5900mm、外徑6600mm。管片形式由3片標(biāo)準(zhǔn)塊+2片連接塊+1片封頂塊組成。隧道管片襯砌設(shè)計(jì)承載能力的前提條件是襯砌與圍巖密貝占，具有止堵水能力，共同承受內(nèi)外部荷載，所以隧道管片襯砌背后與圍巖之間的空腔需進(jìn)行豆礫石回填均勻密實(shí)。圍巖主要以砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，抗壓強(qiáng)度約在25MPa左右，局部地段強(qiáng)度略高，總體自穩(wěn)性較好，地下水為松散堆積層孔隙水、基巖裂隙風(fēng)化水，基于該地層條件下本工程研究制定出了一套完整的豆礫石吹填施工工藝，解決了因管片背后豆礫石吹填不飽滿(mǎn)引起的一系列質(zhì)量問(wèn)題，本工藝基于對(duì)豆礫石吹填不飽滿(mǎn)帶來(lái)的管片滲漏水和錯(cuò)臺(tái)的原因進(jìn)行了分析，歸結(jié)為只要提高管片背后豆礫石吹填注漿的質(zhì)量，這些問(wèn)題就可以迎刃而解。如果空腔不及時(shí)得到填充，勢(shì)必造成管片下沉形成錯(cuò)臺(tái)、地層變形，使相鄰地表建(構(gòu))筑物沉降或隧道本身偏移。填充空腔、防止因空腔的存在導(dǎo)致管片產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，是吹填豆礫石的最重要目的之一。因此，豆礫石吹填是TBM工法中必不可少的關(guān)鍵性輔助工法，合理的施工工藝選擇是TBM掘進(jìn)施工安全順利的保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種TBM用豆礫石吹填施工工藝，其特征在于，一旦安裝的管片脫出尾盾后，就立即實(shí)施吹填，豆礫石通過(guò)豆礫石機(jī)器進(jìn)入管道到噴嘴從混凝土管片的預(yù)留孔灌入管片與圍巖的間隙中，具體步驟如下:
[0004](I)拼裝管片完成后，將預(yù)吹填環(huán)管片豆礫石吹填預(yù)留孔打開(kāi)，進(jìn)行計(jì)算該環(huán)吹填量。
[0005](2)待管片脫離盾尾后，立即將吹填豆礫石噴嘴安裝在管片中軸水平線以下位置預(yù)留孔上并接好豆礫石管。
[0006](3)接好豆礫石管后，開(kāi)啟氣閥，將吹填豆礫石氣壓控制在0.2?0.3MPa，將豆礫石均勻輸送到豆礫石噴射機(jī)接料口，啟動(dòng)豆礫石噴射機(jī)。
[0007](4)待管片中軸水平線位置以下預(yù)留孔飽滿(mǎn)后，將噴嘴接至管片中軸水平線位置預(yù)留
[0008]孔吹填；
[0009](5)待管片中軸水平線位置吹填飽滿(mǎn)后，將噴嘴接至頂部位置預(yù)留孔吹填，待整環(huán)吹填結(jié)束后，檢查該吹填環(huán)相鄰二至五環(huán)頂部吹填情況，對(duì)頂部未吹填飽滿(mǎn)環(huán)立即將直徑為75mm噴嘴接至該環(huán)頂部預(yù)留孔繼續(xù)吹填以致所有頂部飽滿(mǎn)位為止。待豆礫石吹填飽滿(mǎn)后，然后進(jìn)行灌漿，凝結(jié)豆礫石。
[0010]即補(bǔ)吹結(jié)束后進(jìn)行灌漿，凝結(jié)豆礫石。
[0011 ]管片在掘進(jìn)機(jī)(TBM)的盾尾內(nèi)安裝好后，掘進(jìn)機(jī)的輔助推力油缸就頂緊管片，隨著一個(gè)行程掘進(jìn)完后，在主推力油缸和輔助推力油缸的共同作用下，盾體前移，管片漸漸離開(kāi)盾尾后，豆礫石通過(guò)豆礫石機(jī)器進(jìn)入管道到噴嘴從混凝土管片的預(yù)留孔灌入管片與圍巖的間隙中。一旦安裝的管片脫出尾盾后，就立即實(shí)施吹填，為了確保吹填質(zhì)量，吹填次序?yàn)橄鹊撞靠?，再腰部孔，最后頂部孔吹回?見(jiàn)附圖)，為管片提供一個(gè)合適的支撐力，防止管片沉陷。為防止豆礫石進(jìn)入襯砌管片與尾盾的間隙，在掘進(jìn)機(jī)(TBM)尾盾外裝配了一個(gè)封閉墊片。對(duì)管片背后全環(huán)吹填豆礫石時(shí)，不會(huì)造成豆礫石竄入尾盾，因此需邊掘進(jìn)邊吹填豆礫石。管片全環(huán)吹填豆礫石再注漿后產(chǎn)生的浮力小于管片自重，不會(huì)產(chǎn)生管片上浮現(xiàn)象，成洞后管片平順，錯(cuò)臺(tái)小，極大提高了成洞質(zhì)量，減少了掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間。
[0012]掘進(jìn)機(jī)(TBM)施工引起的地層損失和TBM隧洞周?chē)軘_動(dòng)或受剪切破壞的破碎巖再次固結(jié)以及地下水的滲透，都會(huì)導(dǎo)致圍巖的應(yīng)力重分布。同時(shí)為了防止隧洞圍巖的變形，使管片與被開(kāi)挖圍巖形成整體的承載環(huán)，減少管片在自重及內(nèi)部荷載下的變形以及管片間的錯(cuò)動(dòng)失穩(wěn)，需要給開(kāi)挖過(guò)的隧洞和管片外徑之間的環(huán)形空隙及時(shí)進(jìn)行豆礫石吹填。吹填時(shí)需提前將預(yù)留孔開(kāi)孔，并檢查巖石內(nèi)壁地質(zhì)情況，避免吹填時(shí)鼓風(fēng)形成內(nèi)壓造成吹填不飽滿(mǎn)以及堵管現(xiàn)象。將豆礫石罐與豆礫石噴射機(jī)上料系統(tǒng)聯(lián)接，吹填前打開(kāi)放料閥使豆礫石掉入皮帶機(jī)的上料口，啟動(dòng)皮帶機(jī)將豆礫石輸送到豆礫石噴射機(jī)上方料斗，控制豆礫石吹填壓力值0.2?0.3MPa，打開(kāi)氣閥，靜聽(tīng)輸送管道內(nèi)壁聲音，確保暢通后，打開(kāi)料斗下方的放料閥門(mén)，將豆礫石均勻輸送到豆礫石噴射機(jī)接料口，在放料的同時(shí)啟動(dòng)豆礫石噴射機(jī)，這時(shí)豆礫石有序的分配到豆礫石噴射機(jī)內(nèi)各料腔，通過(guò)壓縮空氣豆礫石經(jīng)管道壓送到噴頭至管片外側(cè)與圍巖之間的空隙中。每環(huán)大約需吹填4.5m3左右，按照順序吹填豆礫石結(jié)束后立即檢查該吹填環(huán)后二至五環(huán)的吹填情況，及時(shí)補(bǔ)吹該吹填環(huán)后二至五環(huán)頂部位置。頂部豆礫石吹填不飽滿(mǎn)是比較復(fù)雜工藝技術(shù)問(wèn)題，其受預(yù)留孔靜態(tài)位置、風(fēng)壓風(fēng)量風(fēng)向、豆礫石含量等多種因素影響，頂部隔環(huán)補(bǔ)吹是工藝的關(guān)鍵步驟，由于豆礫石自重作用，頂部一定范圍內(nèi)難以被填充，從而需要二次補(bǔ)吹減少空洞，由于前環(huán)已經(jīng)吹填過(guò)，再次頂部吹填時(shí)，由于內(nèi)部已經(jīng)形成一定的封閉壓，使豆礫石可以穩(wěn)固在頂部位置，被前環(huán)豆礫石自重形成的斜支撐力支撐。工藝堅(jiān)持“脫離尾盾一環(huán)就必須回填一環(huán)”的原則，吹填結(jié)束立即自檢并隔環(huán)補(bǔ)吹頂部的方法使得管片與圍巖形成的空腔均勻密實(shí)的充滿(mǎn)豆礫石。
[0013]本次采用的豆礫石吹填工藝，相對(duì)TBM施工優(yōu)勢(shì)明顯，操作簡(jiǎn)單，可以達(dá)到承載圍巖壓力的強(qiáng)度，在管片拼裝完成后，進(jìn)行管片全環(huán)豆礫石均勻回填，降低成型管片錯(cuò)臺(tái)，取得了預(yù)期效果。管片與圍