1.本发明涉及一种盾构法隧道联络通道钢管片施工方法，尤其是一种盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法。
背景技术：
2.上海地区土层表层以淤泥质黏土为主，深层以砂质黏土为主，联络通道处土层拉力大，含水率高。盾构法隧道联络通道施工以冷冻法施工为主。传统的冷冻法施工在钢管片上钻孔时先安装孔口管，再填充c30硫铝微膨胀混凝土，钻孔仓格还需焊接6mm厚钢板进行封堵待混凝土凝固之后，进行钻孔施工安装冻结管，冻结之后进行冻结孔封孔施工时需要先将6mm封堵钢板割除，填充c30硫铝微膨胀混凝土之后再焊接12mm厚钢板。传统施工方法在钻孔阶段容易发生渗漏情况，先安装孔口管易导致偏差较大，后续封孔过程中需要封堵的间隙较多,极易发生漏水漏砂险情。
3.针对这一情况，为了减小钢管片钻孔施工定位的难度，防止钢管片开孔及封孔过程中出现漏水漏砂险情，急需发明一种应用于盾构隧道联络通道钢管片开孔及封孔的施工方法。
技术实现要素：
4.为了减小钢管片钻孔施工定位的难度，防止钢管片开孔及封孔过程中出现漏水漏砂险情，本发明提出一种盾构隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，用于解决在盾构法隧道联络通道开孔及封孔时，由于孔口管及钻机重量太大，在施工过程中难免会有偏差，且钻透钢管片时易发生渗漏情况。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，首先，在钢管片开孔前先对钢管片仓格用混凝土填充饱满，待混凝土凝固之后，采用固定钻机钻孔，钻孔至钢管片后取出混凝土芯样，安装孔口管，能够很好的保证开孔精度，进而保证孔口管安装精度；孔口管采用钢板与钢管片隔仓固定之后安装压紧装置，并将孔口管与钢板之间的缝隙全部满焊，之后用钻机打入冻结管，所有冻结孔施工完成之后，进行冷冻施工，冷冻施工完成后进行孔口管、冻结管割除及封孔施工。
6.进一步，所述在钢管片开孔前先对钢管片仓格用混凝土填充饱满是先将钢管片仓格采用硫铝酸盐微膨胀混凝土填充饱满，能够规避常规打孔方法中先固定孔口管再进行填充导致填充不密实的现象。
7.进一步，所述固定钻机为固定式台式钻机，其底座采用膨胀螺栓固定在填仓混凝土表面，能按照设计成孔角度精准固定，且所打出的孔与设计角度偏差小，钻孔直径大于孔口管直径4mm。
8.进一步，所述孔口管安装前，在孔口管前端缠绕麻丝，宽度100mm,厚度≥5mm，能有效填充固定钻机成孔与孔口管之间的缝隙，所述麻丝采用止水橡胶或类似材料替换。
9.进一步，所述孔口管安装完毕后，采用厚度10mm钢板将孔口管固定完毕，将孔口管
与固定钢板间环形缝隙、固定钢板与钢管片肋板缝隙全部满焊，焊缝高度均≥8mm，固定钢板与钢管片肋板搭接长度≥2cm，并在孔口管与固定钢板交接位置增加厚度10mm肋板进行加强。
10.进一步，所述冻结管封孔时，为了规避常规开孔方法中孔口管与固定钢板间的缝隙，只需封闭冻结管和孔口管与冻结管之间的缝隙。
11.进一步，权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述冻结管封孔时，俯角冻结管采用硫铝酸盐微膨胀混凝土塞满，仰角冻结管采用硫铝酸盐微膨胀混凝土填充，填充深度≥3m。
12.进一步，所述混凝土为c30或c30以上硫铝酸盐微膨胀混凝土，该混凝土在凝固过程中体积略微膨胀，能够很好填充钢管片仓格内空隙同时也满足所需的强度要求。
13.进一步，所述冻结管打入完成后应利用孔口管预留注浆阀对孔口管与冻结管环形空间进行注浆。
14.进一步，所述冻结管割除及封孔施工时，冻结管割除至填充混凝土内深度不小于60mm，并对遗弃在地层中的冻结管采用强度不小于c30硫铝酸盐微膨胀混凝土进行填充。
15.本发明的有益效果是：
16.本发明所采用的在孔口管安装之前先对钢管片仓格进行c30硫铝酸盐微膨胀混凝土填充，之后在填充后的混凝土上安装固定钻机进行打孔，安装孔口管，相比于传统的人力扶住孔口管进行安装的型式可以有效防止孔口管安装过程中出现的偏差，确保钢管片钻孔施工的准确性和安全性。同时，在后续封孔施工过程中只需要割除孔口管以及外露冻结管，用钢板焊接即可，大大减少了封孔施工的难度和时间，减小了地层化冻易产生涌水涌砂的风险。
17.本发明能够有效防止盾构法隧道联络通道钢管片开孔过程中出现钻孔偏差，漏水漏砂危险以及联络通道封孔过程中出现漏水漏砂危险。
附图说明
18.图1是本发明的施工流程图；
19.图2是本发明的钢管片混凝土填充示意图；
20.图3是本发明的固定钻机安装示意图；
21.图4是本发明的孔口管安装示意图；
22.图5是本发明的冻结管钻孔施工示意图；
23.图6是本发明的冻结孔填充示意图；
24.图7是本发明的冻结孔封孔施工示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
26.如图1至图7所示，本发明的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，包
括对钢管片仓格进行混凝土填充，在填充好的混凝土上进行打孔并安装前端缠上麻丝的孔口管并用钢板焊接固定，用腹板进行加强。随后进行冻结管钻孔施工,待冻结完成之后，只需割除孔口管及冻结管，用混凝土对遗弃在地层中的进行混凝土填充，然后用钢板焊接封堵。
27.本实施例中，在孔口管安装前，先对钢管片仓格采用混凝土进行填充，并在填充后的混凝土上钻孔之后安装孔口管并用钢板焊接固定，腹板加强，随后进行冻结管钻孔安装施工，冻结施工及孔口管割除封孔施工。具体方法如下：
28.(1)选用填充仓格混凝土为c30硫铝酸盐微膨胀混凝土，可以在达到强度要求的同时，有效填充仓格内空隙。
29.(2)采用固定钻机钻孔，固定钻机为固定式台式钻机1，其底座采用膨胀螺栓2固定在填仓混凝土表面，见图3，能按照设计成孔角度精准固定，且所打出的孔与设计角度偏差小，钻孔直径大于孔口管直径4mm。填充混凝土钻孔直径大于孔口管直径4mm，深度以钻头触碰钢管片为准。
30.(3)孔口管前部缠绕麻丝3，宽度100mm，厚度不小于5m，见图4。
31.(4)孔口管安装完成之后采用10mm厚固定钢板4焊接钢管片肋板，搭接长度不小于20mm，并用3块厚10mm的三角形肋板焊接加强，见图4。
32.(5)钻孔完成后，孔口管采用钢板与钢管片隔仓固定之后安装压紧装置5，见图5，并对孔口管与冻结管之间环形空间进行填充注浆，先注单液浆(水灰比1：1)，再注双液浆(水灰比1：1，水泥浆比水玻璃1：1)，单液浆体积不小于0.2m3。
33.(6)所用环形钢板厚10mm。
34.(7)割除孔口管及冻结管至混凝土内部不小于60mm。
35.(8)冻结管内填充c30硫铝酸盐微膨胀混凝土6，见图6，其中俯角冻结管用混凝土塞满，仰角混凝土填充深度不小于3m。
36.(9)封孔焊接钢板7厚度10mm，见图7。
37.(10)所有焊接均采取满焊，焊缝厚度不小于8mm。
38.(11)注浆时对注浆压力与注浆量进行双控，注浆压力满足压浆需要且不大于开孔处水土压力的两倍，单液浆注浆量不小于0.2m3，双液浆注浆量依据现场需求。
39.本发明为一种用于盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，通过安装孔口管之前先对钢管片仓格进行填充混凝土，可以有效防止后续施工过程冻结孔产生偏差以及漏水漏砂情况发生。
40.本发明在上海某越江隧道新建工程盾构区间联络通道工程中进行应用。该隧道盾构段联络通道所在土层为粉质粘土、粉质粘土、粘质粉土夹粉质粘土，靠近底部为砂质粉土，且位于黄浦江底部，所处地层均与江水存在一定水力联系，施工时可能发生水砂突出和地层沉降甚至江水涌入，工程风险大。冻结管钻孔过程中出现漏水情况，冻结管复测与设计偏差较大，后采用本发明所述施工方法，在后续钻孔施工过程中未出现漏水漏砂情况且冻结管偏差明显减小。技术特征：
1.一种盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：首先，在钢管片开孔前先对钢管片仓格用混凝土填充饱满，待混凝土凝固之后，采用固定钻机钻孔，钻孔至钢管片后取出混凝土芯样，安装孔口管，能够很好的保证开孔精度，进而保证孔口管安装精度；孔口管采用钢板与钢管片隔仓固定之后安装压紧装置，并将孔口管与钢板之间的缝隙全部满焊，之后用钻机打入冻结管，所有冻结孔施工完成之后，进行冷冻施工，冷冻施工完成后进行孔口管、冻结管割除及封孔施工。2.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述在钢管片开孔前先对钢管片仓格用混凝土填充饱满是先将钢管片仓格采用硫铝酸盐微膨胀混凝土填充饱满，能够规避常规打孔方法中先固定孔口管再进行填充导致填充不密实的现象。3.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述固定钻机为固定式台式钻机，其底座采用膨胀螺栓固定在填仓混凝土表面，能按照设计成孔角度精准固定，且所打出的孔与设计角度偏差小，钻孔直径大于孔口管直径4mm。4.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述孔口管安装前，在孔口管前端缠绕麻丝，宽度100mm,厚度≥5mm，能有效填充固定钻机成孔与孔口管之间的缝隙，所述麻丝采用止水橡胶或类似材料替换。5.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述孔口管安装完毕后，采用厚度10mm钢板将孔口管固定完毕，将孔口管与固定钢板间环形缝隙、固定钢板与钢管片肋板缝隙全部满焊，焊缝高度均≥8mm，固定钢板与钢管片肋板搭接长度≥2cm，并在孔口管与固定钢板交接位置增加厚度10mm肋板进行加强。6.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述冻结管封孔时，为了规避常规开孔方法中孔口管与固定钢板间的缝隙，只需封闭冻结管和孔口管与冻结管之间的缝隙。7.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述冻结管封孔时，俯角冻结管采用硫铝酸盐微膨胀混凝土塞满，仰角冻结管采用硫铝酸盐微膨胀混凝土填充，填充深度≥3m。8.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述混凝土为c30或c30以上硫铝酸盐微膨胀混凝土，该混凝土在凝固过程中体积略微膨胀，能够很好填充钢管片仓格内空隙同时也满足所需的强度要求。9.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述冻结管打入完成后应利用孔口管预留注浆阀对孔口管与冻结管环形空间进行注浆。10.根据权利要求1所述的盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，其特征在于：所述冻结管割除及封孔施工时，冻结管割除至填充混凝土内深度不小于60mm，并对遗弃在地层中的冻结管采用强度不小于c30硫铝酸盐微膨胀混凝土进行填充。
技术总结
本发明涉及一种盾构联络通道钢管片开孔及封孔施工方法，在盾构法隧道联络通道钢管片开孔施工过程中，先对盾构隧道内所需开孔的钢管片仓格采用C30硫铝酸盐微膨胀混凝土进行填充，待填充的C30硫铝微膨胀混凝土凝固之后，使用固定钻机在填充的C30硫铝微膨胀混凝土上钻孔，装入缠上麻丝的孔口管，之后进行钻孔施工及后续冻结孔封孔施工。本发明的方法有效避免常规联络通道钢管片开孔过程中出现的孔口管安装偏差大的情况，有效防止在开孔过程中易出现的漏水漏沙险情，并且规避封孔过程中的风险。险。险。
技术研发人员：李增业 顾海欢 陆正 张良 施佳丰 吴阳
受保护的技术使用者：上海市基础工程集团有限公司
技术研发日：2020.12.28
技术公布日：2021/4/23
声明：
“盾构法隧道联络通道钢管片开孔及封孔施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海市基础工程集团有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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