一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法与流程

1.本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法。


背景技术：

2.随着中国的城市化进程的加快，城市人口的不断增加给城市交通带来的压力日渐明显化。然而，城市化的发展绝不可以被交通压力所约束，因而与传统的地上交通相对应的地下交通成为缓解城市交通压力的新渠道。地铁交通是绿色工程，而且符合中国的可持续发展战略，目前已经在大中城市中逐渐推广开来。在建设地铁的过程中，涉及到盾构隧道的施工，由于不同城市周边建筑较为复杂，盾构隧道常常会穿越一些建筑物，使得盾构掘进过程中需要穿越建筑物下的复杂地层，尤其是含孤石的上软下硬的地层。
3.针对含孤石的上软下硬的地层，目前盾构施工对此解决的常规做法一般采用盾构机破岩、人工破岩、洞内静态爆破和火药爆破等传统矿山法处理孤石。当孤石位于老旧建筑群下方时，以上方法很可能造成地层发生较大扰动，危及房屋安全。采用传统矿山法须对老旧房屋进行拆迁处理，要面临投入的成本较高、拆迁过程严重耽误工期、房屋拆迁手续繁琐等一系列问题。因此，亟需解决。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，该方法不仅确保了盾构隧道施工时能够清理阻碍施工的的孤石，且不会破坏盾构隧道上方的建筑物，同时降低了施工成本，缩短了施工工期，提升了工程的建设效率。
6.为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的，提供一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
7.s1，对位于建筑物下方，且位于盾构隧道施工路径断面内的孤石进行ct扫描探测，探明孤石的空间位置和大小；
8.s2，依据ct扫描结果，在建筑物四周的地面上布置对孤石进行钻孔的孔位；
9.s3，通过钻孔设备和钻孔孔位对孤石进行钻孔，对孤石进行预裂处理；
10.s4，通过钻孔设备对盾构隧道施工路径断面周围的土体进行钻孔；
11.s5，钻孔完成后将pvc管插入钻孔中；
12.s6，通过pvc管对孤石，以及盾构隧道施工路径断面周围的土体进行注浆预加固，在盾构隧道施工路径的断面内外形成注浆加固体；
13.s7，对完成注浆的钻孔进行封孔、清理。
14.优选的，所述ct扫描探测采用扇形穿透法，再结合反演算法获得孤石的空间位置和形态特征。
15.优选的，所述步骤s3中对孤石进行钻孔的方式采用在孤石表面斜向密集打孔，且孤石上各钻孔的间距为600*600mm，各钻孔沿孤石表面呈梅花型分布。
16.优选的，所述注浆为水泥浆和水玻璃浆混合的双液浆，并采用后退式注浆，压力达到2.5mpa，提钻1m，且注浆加固的纵向范围至少是孤石c直径的一倍，横向加固范围为盾构隧道10施工路径的断面及其周围3m范围内的土体。
17.优选的，所述注浆中的水泥浆与水玻璃浆体积比为1:1,且水泥浆中水泥与水的体积比为1：0.8，水玻璃浆中水玻璃与水的体积比为1:1。
18.优选的，所述孤石上的钻孔为贯穿孔，并延伸至盾构隧道施工路径的断面内。
19.优选的，所述盾构隧道施工路径断面周围土体上的钻孔等间隔分布。
20.优选的，所述pvc管加工为注浆花管，且直径为30mm。
21.优选的，所述pvc管的中心与钻孔的中心处于重合状态，且pvc管的长度比钻孔的深度长0.3m。
22.优选的，所述pvc管的管口套有保护帽。
23.本发明的有益效果体现在：
24.(1)、本发明通过使用地面钻孔的方式对孤石进行预裂处理，再在孤石和盾构隧道施工路径周围的土体的钻孔中进行注浆。注入的浆料沿孤石预裂的缝隙渗出，并与盾构隧道施工路径周围土体中的浆料融汇，凝固后的浆料对破裂孤石进行固定。这使得原本分散在盾构隧道施工路径上的孤石和土层形成一个整体，即在盾构隧道施工路径上形成注浆加固体。当盾构机对注浆加固体实隧道施工时，盾构只会在注浆加固体中挖出隧道，且不会造成盾构隧道上方的孤石和土层因孤石散落而崩塌的现象出现。这种对建筑物下方的孤石处理方式，不但不会对盾构隧道上层的建筑物造成影响，而且加快了盾构施工的进度，有效缩短了工期。
25.(2)、本发明的方法对处理位于老旧房屋下的孤石，可以最大程度的减小盾构施工和孤石处理对房屋的影响，保障了房屋的安全。
26.(3)、本发明采用地面钻孔的方式破裂了较大的孤石，减小了盾构施工时孤石对刀具的磨损，避免了孤石导致的盾构姿态突变等风险，提升了施工的安全性。
27.(4)、本发明采用的注浆浆液为水泥浆和水玻璃浆混合的双液浆，均为环保材料，不会污染土壤，有效减少对周边环境的影响，达到了绿色施工。
28.(5)、本发明提供的方法确保pvc管的中心与钻孔中心处于重合状态，使得pvc管能够完全插入钻孔，使得后注浆能够顺利到达孤石所在的位置，且在实际施工中令pvc管的长度比钻孔的深度长0.3m，避免钻孔四周的土或杂物落入pvc管中，造成管道堵塞的现象出现。
29.(6)、本发明提供的方法对孤石进行钻孔的方式采用在孤石表面斜向密集打孔，这种打孔方式可以确保在建筑物的侧面对位于建筑物正下方的孤石成功打孔，降低了施工难度。另外，孤石上各钻孔的间距为600*600mm，在孤石上形成密集钻孔，使其能够提前预裂，并将较大体积的孤石拆分成小块。各钻孔沿孤石表面呈梅花型分布，使得孤石预裂的较为均匀，便于后期注浆固定时浆液对孤石连接或包裹的更为充分，同时，形成的注浆加固体的整个结构内部受力更为稳定。
附图说明
30.图1为本发明的方法的流程图；
31.图2为本发明孤石、盾构隧道与建筑物的位置示意图；
32.图3为本发明注浆施工示意图。
33.附图标记说明：
34.a、建筑物；b、地面；c、孤石；
35.10、盾构隧道；20、pvc管；30、注浆加固体。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1
38.参见图1至图3所示：
39.本发明提供了一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，该方法包括以下步骤：
40.s1，对位于建筑物a下方，且位于盾构隧道10施工路径断面内的孤石c进行ct扫描探测，探明孤石c的空间位置和大小。
41.ct扫描采用一发多收的扇形穿透，经过逐点激发，在被测区域内形成密集的射线交叉网络。进行ct扫描数据的处理时，根据射线的稀疏程度及成像精度，将被测区域划分成若干规则的成像单元。这时可认为每个成像单元的地质介质是均匀的，波速是单一的，再运用反演算法即可精确地获得孤石c的空间位置和形态特征。
42.s2，依据ct扫描结果，在建筑物a四周的地面b上布置对孤石c进行钻孔的孔位。
43.s3，通过钻孔设备和钻孔孔位对孤石c进行钻孔。钻孔时采用全面钻进钻头的地质钻机进行作业施工，钻头直径采用应大于设计的钻孔的孔径，成孔不宜过大，也不得小于设计钻孔的孔径，确保pvc管20能够顺利插入。
44.钻孔作业时对孤石c表面进行斜向密集打孔措施处理，各个钻孔之间的间距600*600mm，并呈梅花型布置。通过这样的方式提前预裂侵入盾构隧道10施工路径内的孤石c和基岩，降低孤石c和基岩的完整性。
45.对孤石c和基岩进行钻孔的处理范围为盾构隧道10施工路径两侧各0.95m内，同时钻孔贯穿孤石c后直至延伸至盾构隧道10施工路径的断面内。
46.s4，通过钻孔设备对盾构隧道10施工路径断面周围的土体进行等间隔钻孔。
47.s5，在钻孔完成后将pvc管20插入钻孔中；pvc管20为注浆管，直径为30mm，并提前加工为注浆花管。pvc管20安装作业应在钻孔完成后即刻插入其中，防止间隔时间较长引起钻孔内部塌孔，致使无法插入pvc管20的现象出现。
48.另外，pvc管20沿钻孔下放时采用接头连接，在整个安装过程中，应保证pvc管20的中心与钻孔的中心处于重合状态，从而确保能够将pvc管20下放到钻孔的最底部。同时，根
据实际钻孔深度确定pvc管20的长度，pvc管20安装时必须高出地面b0.3m，则实际pvc管20安装长度为孔深加0.3m。在pvc管20的管口处用保护帽套好，能够确保在注浆前防止杂物进入pvc管20的管内。
49.s6，通过pvc管20对孤石c，以及盾构隧道10施工路径断面的四周的土体进行注浆预加固，在盾构隧道10施工路径的断面内外形成注浆加固体30。
50.注浆范围包括对盾构隧道10施工路径断面腰部以上四周的土体进行注浆预加固，从而固定破碎孤石c的位置。同时对盾构隧道10施工路径断面拱顶的土体进行注浆预加固，从而能够在实际施工时，减少盾构机破碎孤石c时对地层的扰动。
51.注浆采用水泥浆和水玻璃浆混合的双液浆，并采用后退式注浆。当压力达到2.5mpa时，提钻1m。注浆纵向范围至少是孤石c直径的一倍，横向加固范围为盾构隧道10施工路径的断面及其外侧3m范围内。
52.注浆加固用的水泥浆和水玻璃浆的配比如下：
53.a液(质量比)b液(体积比)a液：b液计量单位水泥：水＝1:0.8水玻璃：水＝1:11:1m3
54.s7，对完成注浆的钻孔进行封孔、清理。
55.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同更换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：s1，对位于建筑物(a)下方，且位于盾构隧道(10)施工路径断面内的孤石(c)进行ct扫描探测，探明孤石(c)的空间位置和大小；s2，依据ct扫描结果，在建筑物(a)四周的地面(b)上布置对孤石(c)进行钻孔的孔位；s3，通过钻孔设备和钻孔孔位对孤石(c)进行钻孔，对孤石(c)进行预裂处理；s4，通过钻孔设备对盾构隧道(10)施工路径断面周围的土体进行钻孔；s5，钻孔完成后将pvc管(20)插入钻孔中；s6，通过pvc管(20)对孤石(c)，以及盾构隧道(10)施工路径断面周围的土体进行注浆预加固，在盾构隧道(10)施工路径的断面内外形成注浆加固体(30)；s7，对完成注浆的钻孔进行封孔、清理。2.根据权利要求1所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于，所述ct扫描探测采用扇形穿透法，再结合反演算法获得孤石(c)的空间位置和形态特征。3.根据权利要求1所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于，所述步骤s3中对孤石(c)进行钻孔的方式采用在孤石(c)表面斜向密集打孔，且孤石(c)上各钻孔的间距为600*600mm，各钻孔沿孤石(c)表面呈梅花型分布。4.根据权利要求3所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于，所述注浆为水泥浆和水玻璃浆混合的双液浆，并采用后退式注浆，压力达到2.5mpa，提钻1m，且注浆加固的纵向范围至少是孤石c直径的一倍，横向加固范围为盾构隧道10施工路径的断面及其周围3m范围内的土体。5.根据权利要求4所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述注浆中的水泥浆与水玻璃浆体积比为1:1,且水泥浆中水泥与水的体积比为1：0.8，水玻璃浆中水玻璃与水的体积比为1:1。6.根据权利要求3或4或5所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述孤石(c)上的钻孔为贯穿孔，并延伸至盾构隧道(10)施工路径的断面内。7.根据权利要求5所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述盾构隧道(10)施工路径断面周围土体上的钻孔等间隔分布。8.根据权利要求6所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述pvc管(20)加工为注浆花管，且直径为30mm。9.根据权利要求8所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述pvc管(20)的中心与钻孔的中心处于重合状态，且pvc管(20)的长度比钻孔的深度长0.3m。10.根据权利要求9所述的一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，其特征在于；所述pvc管(20)的管口套有保护帽。

技术总结
本发明涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构下穿老旧房屋区域的孤石探测处理及施工方法，该方法包括以下步骤：S1，对位于建筑物下的孤石进行CT扫描探测，探明孤石的空间位置和大小；S2，依据CT扫描结果，在建筑物两侧的地面上布置对孤石进行钻孔孔位；S3，通过钻孔设备和钻孔孔位对孤石进行钻孔；S4，钻孔完成后将PVC管插入其中；S5，通过PVC管对盾构隧道的四周进行注浆预加固；S6，对完成注浆的钻孔进行封孔、清理。该方法不仅确保了盾构隧道施工时能够清理阻碍施工的的孤石，且不会破坏盾构隧道上方的建筑物，同时降低了施工成本，缩短了施工工期，提升了工程的建设效率。提升了工程的建设效率。提升了工程的建设效率。


技术研发人员：张成 金平 陆应先 赵刚 陆广东 许阿龙 罗嵩 邵永军 张乔 吴国辉 孙新亚
受保护的技术使用者：中铁南方投资集团有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/9