清障施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種清障施工方法，包括以下步驟：(1)施工前探測障礙物信息和位置，以供確認包含障礙物的凍結(jié)加固區(qū)域；(2)在所述凍結(jié)加固區(qū)域采用水平凍結(jié)法進行施工，使得所述凍結(jié)加固區(qū)域凍結(jié)以至凍結(jié)加固區(qū)域中的土體形成凍土帷幕；(3)待所述凍結(jié)加固區(qū)域中凍土帷幕的厚度達到暗挖要求，采用礦山暗挖構(gòu)筑法挖掘通道，挖至障礙物位置處將所述障礙物通過所述通道清除。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法有益效果為無需占用地面空間的情況下進行清障，且對環(huán)境影響較小，對原有結(jié)構(gòu)的完整性及使用性不會構(gòu)成破壞，工期也不會受外界因素影響。
【專利說明】清障施工方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種清障施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市地下空間不斷的開發(fā)和利用，在軌道交通建設(shè)中，隧道施工遭遇障礙物的情況越來越多，該障礙物一般為管線、樁基等，清除這些障礙物往往成為制約工程工期、增大施工風(fēng)險及周邊環(huán)境影響的主要因素，因此如何快速、安全、有效地處理這些障礙物就成為了工程界廣為關(guān)注的問題。
[0003]目前，障礙物清除普遍采用地面拔除的形式，地面清障施工常用全回轉(zhuǎn)鉆機進行拔樁清障，需占用較大地面空間，對于城市地區(qū)的交通、社會環(huán)境影響較大；制造地面施工粉塵、噪音對周圍居住環(huán)境影響較大；地面清障對原有地下結(jié)構(gòu)的完整性及使用性造成一定的破壞；施工工期受外界環(huán)境影響較大，如雨天等。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種清障施工方法，拋棄了原有的地面拔除方法，采用水平凍結(jié)法將該區(qū)域土地加固后，結(jié)合礦山法暗挖構(gòu)筑的方式將障礙物清除，從而解決了采用地面拔除方法對原有地下結(jié)構(gòu)的完整性及使用性造成的破壞，減少了對周圍環(huán)境的影響，且加快了施工進度。
[0005]本發(fā)明提供了一種清障施工方法，包括以下步驟:(I)施工前探測障礙物信息和位置，以供確認包含障礙物的凍結(jié)加固區(qū)域；(2)在所述凍結(jié)加固區(qū)域采用水平凍結(jié)法進行施工，使得所述凍結(jié)加固區(qū)域凍結(jié)以至凍結(jié)加固區(qū)域中的土體形成凍土帷幕；(3)待所述凍結(jié)加固區(qū)域中凍土帷幕的厚度達到暗挖要求，采用礦山暗挖構(gòu)筑法挖掘通道，挖至障礙物位置處將所述障礙物通過所述通道清除。
[0006]優(yōu)選地，在步驟(1)中，探測障礙物采用電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達法、高密度電法以及淺層地震映像法中的任意一種或幾種方法。
[0007]優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述水平凍結(jié)法包括:先對凍結(jié)加固區(qū)域打設(shè)鉆孔，在孔內(nèi)布設(shè)凍結(jié)管，安裝冷凍站，待安裝就位后，再通過凍結(jié)管輸送低溫鹽水進行熱交換，吸收所述凍結(jié)管周圍的熱量，使所述凍結(jié)加固區(qū)域溫度降低，以至所述凍結(jié)加固區(qū)域中的土體凍結(jié)形成凍土帷幕。
[0008]優(yōu)選地，通過所述凍結(jié)管輸送的所述低溫鹽水的溫度范圍在-28至_30°C之間。
[0009]優(yōu)選地，在步驟(3)中，礦山暗挖構(gòu)筑法包括:鑿一洞門，開挖通道，在所述通道內(nèi)搭設(shè)臨時支護，并將挖出的土體外運，直至挖掘到障礙物位置，清除障礙物，并由通道運出。
[0010]優(yōu)選地，在開挖通道前，需安裝一安全防護門，然后開挖樣洞，以供確認樣洞凍結(jié)效果，確認合格后才可開挖通道。
[0011]優(yōu)選地，在步驟(3)中，障礙物清除后，需對通道土體的結(jié)構(gòu)進行還原，將挖出的土體回填入所述通道，同時拆除臨時支護，并預(yù)埋注漿管，回填至洞口時，封堵洞口并拔除凍結(jié)管、通過預(yù)埋注漿管填充注漿。
[0012]優(yōu)選地，待填充注漿基本完成后，再對凍結(jié)加固區(qū)域進行強制解凍及融沉注漿。
[0013]本發(fā)明提供的一種清障施工方法，拋棄了現(xiàn)有的地面清障施工方式，轉(zhuǎn)為地下清障施工，先采用水平凍結(jié)法對需挖掘至障礙物處的規(guī)劃通道進行凍結(jié)，確認凍結(jié)加固效果后，再采用礦山暗挖構(gòu)筑法，開挖通道，并清除障礙物，結(jié)合兩種方法可以無需占用地面空間的情況下進行清障，且對環(huán)境影響較小，對原有結(jié)構(gòu)的完整性及使用性不會構(gòu)成破壞，工期也不會受外界因素影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明清障施工方法的流程框架圖。
【具體實施方式】
[0015]為利于對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的了解，以下結(jié)合附圖及實施例進行說明。
[0016]圖1為本發(fā)明清障施工方法的流程框架圖。
[0017]結(jié)合圖1所示，本發(fā)明提供的清障施工方法，包括如下步驟:
[0018]步驟S1:施工前探測障礙物信息和位置，以供確認包含障礙物的凍結(jié)加固區(qū)域。探測障礙物通常采用電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達法、高密度電法、以及淺層地震映像法中的任意一種方法，由于電磁感應(yīng)法的運用限制較小，比較靈活，所以本實施例中優(yōu)選為電磁感應(yīng)法。
[0019]步驟S2:在所述凍結(jié)加固區(qū)域采用水平凍結(jié)法進行施工，使得所述凍結(jié)加固區(qū)域結(jié)冰以至凍結(jié)加固區(qū)域中的土體形成凍土帷幕。
[0020]水平凍結(jié)法的具體操作為:先對凍結(jié)加固區(qū)域進行打設(shè)鉆孔，按鉆孔施工圖布置鉆孔，鉆孔的孔位偏差不應(yīng)大于50mm，鉆孔的孔徑為127mm。凍結(jié)孔實際鉆進深度應(yīng)壁設(shè)計深度大0.5m。鉆孔的偏斜應(yīng)控制在8%。以內(nèi)，成孔最大間距不大于2m。在鉆孔內(nèi)布設(shè)有凍結(jié)管，進一步地，該凍結(jié)管選用壁厚不小于7mm的Φ 108低碳無縫鋼管，單根管材長度2m至4m,凍結(jié)管之間的連接采用絲扣連接，再輔以手工焊、補焊。然后在凍結(jié)加固區(qū)域附近地面上安裝冷凍站，冷凍站內(nèi)設(shè)備主要包括配電柜、冷凍機、鹽水箱、鹽水泵、清水泵、冷卻塔及清水池等，設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進行。待安裝就位后，再通過凍結(jié)管輸送低溫鹽水進行熱交換，吸收凍結(jié)管周圍的熱量，使凍結(jié)加固區(qū)域溫度降低，以至凍結(jié)加固區(qū)域中土體凍結(jié)形成凍結(jié)帷幕。通常凍結(jié)管輸送的所述低溫鹽水溫度范圍控制在-28?-30攝氏度之間，一般七天后，凍結(jié)加固區(qū)域溫度降低至-20攝氏度左右。采用水平凍結(jié)法的有益效果在于凍結(jié)的土體強度高，在凍結(jié)土體內(nèi)開挖通道，可以做到不漏水，為洞內(nèi)施工創(chuàng)造良好環(huán)境，且施工安全，不受地表場地及深度限制，對周圍環(huán)境影響較小，特別適合城市市區(qū)地下施工。
[0021]步驟S3:待所述凍結(jié)加固區(qū)域中凍土帷幕的厚度達到暗挖要求，采用礦山暗挖構(gòu)筑法挖掘通道，挖至障礙物位置處將所述障礙物清除。
[0022]礦山暗挖構(gòu)筑法的具體步驟為:安裝一安全防護門，在積極凍結(jié)過程中，要根據(jù)實測溫度數(shù)據(jù)判斷凍結(jié)壁是否交圈和達到設(shè)計厚度，測溫判斷凍結(jié)壁交圈并達到設(shè)計厚度再進行開挖樣洞，確認凍結(jié)壁內(nèi)土層基本無孔隙水壓后再進行正式開挖。正式開挖時，先鑿除洞門，開挖通道，根據(jù)凍結(jié)壁的穩(wěn)定性，進入維護凍結(jié)狀態(tài)，維護凍結(jié)溫度為-28° C。在通道內(nèi)搭設(shè)臨時支護，并將挖出的土體外運，直至挖掘到障礙物位置，清除障礙物，并由通道運出。
[0023]步驟S4:障礙物清理徹底后，將通道開挖出的土體回填，一邊回填通道土體，一邊拆除臨時支護，同時在回填通道中預(yù)埋注漿管，回填至洞口時，采用鋼筋混凝土封堵洞門，拔除凍結(jié)管停止凍結(jié)加固，通過預(yù)埋注漿管填充注漿，用以減小土體損失，待填充注漿基本完成后，再對凍結(jié)加固區(qū)域進行解凍及融沉注漿，以供防止凍結(jié)加固區(qū)域中的冰水融化時，造成土體融沉，破壞原有土體結(jié)構(gòu)。
[0024]本發(fā)明的基本原理是:在隧道周圍布置水平凍結(jié)孔，并在凍結(jié)孔中循環(huán)低溫鹽水，使凍結(jié)孔附近的含水地層結(jié)冰，形成強度高，封閉性好的凍結(jié)壁，然后在凍結(jié)壁的保護下運用礦山法進行隧道開挖與構(gòu)筑施工。本發(fā)明的主要施工順序為:施工準備，凍結(jié)孔施工，同時安裝凍結(jié)制冷系統(tǒng)，安裝凍結(jié)鹽水系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，積極凍結(jié)，試挖，隧道掘進與臨時支護，清除障礙物，回填土體,填充注漿,融沉注漿。
[0025]本發(fā)明提供的一種清障施工方法，拋棄了現(xiàn)有的地面清障施工方式，轉(zhuǎn)為地下清障施工，先采用水平凍結(jié)法對需挖掘至障礙物處的規(guī)劃通道進行積極凍結(jié)，確認凍結(jié)加固效果后，再采用礦山暗挖構(gòu)筑法，開挖通道，并清除障礙物，結(jié)合兩種方法可以無需占用地面空間的情況下進行清障，且對環(huán)境影響較小，對原有結(jié)構(gòu)的完整性及使用性不會構(gòu)成破壞，工期也不會受外界因素影響。
[0026]以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種清障施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)施工前探測障礙物信息和位置，以供確認包含障礙物的凍結(jié)加固區(qū)域； (2)在所述凍結(jié)加固區(qū)域采用水平凍結(jié)法進行施工，使得所述凍結(jié)加固區(qū)域凍結(jié)以至凍結(jié)加固區(qū)域中的土體形成凍土帷幕； (3)待所述凍結(jié)加固區(qū)域中凍土帷幕的厚度達到暗挖要求，采用礦山暗挖構(gòu)筑法挖掘通道，挖至障礙物位置處將所述障礙物通過所述通道清除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清障施工方法，其特征在于，在步驟(I)中，探測障礙物采用電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達法、高密度電法、以及淺層地震映像法或采用電磁感應(yīng)法、地質(zhì)雷達法、高密度電法、以及淺層地震映像法中的任意結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清障施工方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述水平凍結(jié)法包括:先對凍結(jié)加固區(qū)域打設(shè)鉆孔，在孔內(nèi)布設(shè)凍結(jié)管，安裝冷凍站，待安裝就位后，再通過凍結(jié)管輸送低溫鹽水進行熱交換，吸收所述凍結(jié)管周圍的熱量，使所述凍結(jié)加固區(qū)域溫度降低，以至所述凍結(jié)加固區(qū)域中的土體凍結(jié)形成凍土帷幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的清障施工方法，其特征在于，通過所述凍結(jié)管輸送的所述低溫鹽水的溫度范圍在-28至-30°C之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清障施工方法，其特征在于，在步驟(3)中，礦山暗挖構(gòu)筑法包括:鑿洞門，開挖通道，在所述通道內(nèi)搭設(shè)臨時支護，并將挖出的土體外運，直至挖掘到障礙物位置，清除障礙物，并由通道運出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的清障施工方法，其特征在于，在開挖通道前，需安裝一安全防護門，然后開挖樣洞，以供確認樣洞凍結(jié)效果，確認合格后才可開挖通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的清障施工方法，其特征在于，在步驟(3)中，障礙物清除后，需對通道土體的結(jié)構(gòu)進行還原，將挖出的土體回填入所述通道，同時拆除臨時支護，并預(yù)埋注漿管，回填至洞口時，封堵洞口并拔除凍結(jié)管、通過預(yù)埋注漿管填充注漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的清障施工方法，其特征在于，還包括:待填充注漿基本完成后，再對凍結(jié)加固區(qū)域進行解凍及融沉注漿。
【文檔編號】E21D9/00GK103924980SQ201410168225
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】王永佳, 寧寅, 李凌航, 黃德中, 李剛, 唐衛(wèi), 婁根達, 黃 俊, 吳列成 申請人:上海隧道工程股份有限公司, 上海隧道盾構(gòu)工程有限公司