本發(fā)明屬于隧道與地下工程施工領(lǐng)域，尤其涉及一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展，越來越多城市開始開展地鐵建設(shè)，地下隧道的開挖量也越來越大。在盾構(gòu)法隧道施工過程中，可能遇到隨機(jī)分布的孤石，且孤石形狀大小各異、強(qiáng)度不一，而基巖使隧道內(nèi)巖土層軟硬不均。在這類地層中掘進(jìn)效率低，刀盤刀具磨損嚴(yán)重，易產(chǎn)生卡刀、斜刀、掉刀、刀具偏磨、線路偏移等，處理起來速度比較慢，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，有的甚至因施工無法進(jìn)展而不得不變更設(shè)計(jì)，花費(fèi)成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差。

在水下隧道的開挖過程中，對(duì)于孤石有兩種通用的處理手段，一種是采用隧道內(nèi)爆破將孤石炸裂，一種是通過水上鉆孔爆破處理。當(dāng)將孤石選擇在開挖隧道內(nèi)爆破時(shí)，即將孤石炸開，孤石在炸開后會(huì)產(chǎn)生沖擊力較強(qiáng)的炸裂碎片，炸裂碎片容易損壞盾構(gòu)設(shè)備；當(dāng)采用水上鉆孔爆破處理時(shí)，地面爆破部位易形成水坑，嚴(yán)重時(shí)甚至造成水坑與隧道內(nèi)部連通，造成向隧道內(nèi)涌水，施工風(fēng)險(xiǎn)大。因此，怎樣處理好盾構(gòu)掘進(jìn)過程中所遇到的孤石，是水下盾構(gòu)隧道施工過程中的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種盾構(gòu)設(shè)備不易損壞、施工風(fēng)險(xiǎn)小的水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）通過地面或盾構(gòu)法隧道開挖面確定盾構(gòu)開挖面前方孤石位置；

（2）在孤石上鉆若干個(gè)淺孔；

（3）利用水刀沿孤石上的淺孔將孤石切割成中小塊；

（4）盾構(gòu)機(jī)直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

所述步驟（2）中，在孤石上按一定孔距鉆淺孔。

所述步驟（2）中，淺孔分布于孤石的中部和邊緣。

所述步驟（2）中，淺孔的孔深為2-4米，淺孔之間的孔距為0.2-0.8m，淺孔的直徑為5-15cm。

所述步驟（2）中，淺孔的較優(yōu)孔深為3米，淺孔之間的較優(yōu)孔距為0.5m，淺孔的較優(yōu)直徑為10cm。

所述步驟（3）中，水刀的水壓為30-300MPa。

所述步驟（2）中，將孤石切割成30-50cm大小的中小塊。

本發(fā)明的有益效果為：

1、孤石采用水刀切割，在水下隧道內(nèi)部即可處理，無需通過爆破手段將孤石炸裂或者通過水上鉆孔爆破處理，既能有效切割孤石，又能避免爆破損壞盾構(gòu)設(shè)備；

2、孤石切割過程在隧道內(nèi)部進(jìn)行，切割過程未采用沖擊力較強(qiáng)的爆破手段，不會(huì)將隧道內(nèi)部與隧道上方水體貫通，不會(huì)向施工隧道內(nèi)部涌水，施工風(fēng)險(xiǎn)非常??；

3、施工方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中水下隧道的開挖過程中遇到孤石時(shí)的施工示意圖。

圖2為本發(fā)明中孤石的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中從盾構(gòu)機(jī)方向觀察時(shí)，孤石切割成中小塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖中，1-水面，2-孤石，3-盾構(gòu)機(jī)，4-淺孔，5-隧道。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1-3所示，一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）通過地面或盾構(gòu)法隧道開挖面確定盾構(gòu)開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個(gè)淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的孔深為2米，淺孔4之間的孔距為0.8m，淺孔4的直徑為5cm；

（3）利用水壓為200MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構(gòu)機(jī)3切削；

（4）盾構(gòu)機(jī)3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實(shí)施例2

如圖1-3所示，一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）通過地面或盾構(gòu)法隧道開挖面確定盾構(gòu)開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個(gè)淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的較優(yōu)孔深為3米，淺孔4之間的較優(yōu)孔距為0.5m，淺孔4的較優(yōu)直徑為10cm；

（3）利用水壓為100MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構(gòu)機(jī)3切削；

（4）盾構(gòu)機(jī)3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實(shí)施例3

如圖1-3所示，一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）通過地面或盾構(gòu)法隧道開挖面確定盾構(gòu)開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個(gè)淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的孔深為2.5米，淺孔4之間的孔距為0.7m，淺孔4的直徑為7cm；

（3）利用水壓為30MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構(gòu)機(jī)3切削；

（4）盾構(gòu)機(jī)3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實(shí)施例4

如圖1-3所示，一種水下盾構(gòu)隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）通過地面或盾構(gòu)法隧道開挖面確定盾構(gòu)開挖面前方孤石2位置；

（2）在孤石2上按一定孔距鉆若干個(gè)淺孔4，淺孔4分布于孤石2的中部和邊緣，淺孔4的孔深為4米，淺孔4之間的孔距為0.2m，淺孔4的直徑為15cm；

（3）利用水壓為300MPa的水刀沿孤石2上的淺孔4將孤石2切割成30-50cm大小的中小塊，便于盾構(gòu)機(jī)3切削；

（4）盾構(gòu)機(jī)3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實(shí)施例1-4中，水刀的壓力根據(jù)要切割的孤石的單軸抗壓強(qiáng)度選擇。

孤石2采用水刀切割，在水下隧道5內(nèi)部即可處理，無需通過爆破手段將孤石2炸裂或者通過水上鉆孔爆破處理，既能有效切割孤石2，又能避免爆破損壞盾構(gòu)設(shè)備；孤石2切割過程在隧道5內(nèi)部進(jìn)行，切割過程未采用沖擊力較強(qiáng)的爆破手段，不會(huì)將隧道5內(nèi)部與隧道5上方水體貫通，不會(huì)向施工隧道5內(nèi)部涌水，施工風(fēng)險(xiǎn)非常小。

以上對(duì)本發(fā)明的4個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。