一种盾构穿越或侧穿机井的方法与流程

1.本发明属于盾构施工领域，具体涉及一种盾构穿越或侧穿机井的方法。


背景技术：

2.随着我国城镇化速度的加快，城市面积在不断扩大，在交通方面，地铁隧道的规划逐渐由主城区向城市郊区延伸，这难免会涉及盾构隧道穿越农田的工况。
3.在我国北方，为了便于农田灌溉，农田中机井数量设置繁多，在盾构隧道穿越农田时也时常遇到农用机井，这就给盾构施工带来了技术和经济预算上的双重难题，这在国内并没有先例参阅。地铁隧道的基本路线是设计阶段确定好的，那么经济预算是按照设计路线得出的，假如在施工阶段针对实际出现的农田机井进行绕行，就必须要调整地铁隧道路线的曲线半径，一般需要增加线路长度5m，绕行必然造成曲线半径变小，较小的路线半径迫使列车速度降低，根据工程经验，盾构线路长度每增加1m，成本将提高20万元人民币，故而绕行是比较不可取的方式。
4.对于如何穿越或侧穿农田机井，目前尚无公开技术可以参考。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种盾构穿越或侧穿机井的方法。
6.要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种盾构穿越或侧穿机井的方法，包括如下步骤：s1：机井回填如果机井靠近道路，采用泵车和导管相结合的方式，自机井底部至井口回填m10水泥砂浆；如果机井远离道路，采用小斗车运输p42.5袋装水泥，袋装水泥不破袋直接回填至机井中，袋装水泥的回填量与井内水量呈1：1的比例，待回填至井口1m以下，再采用42.5水泥浆进行回填；s2：盾构穿越或侧穿机井步骤s1完成至少28天后，盾构穿越或侧穿机井；推进速度：盾构推进速度为0～50mm/min，刀盘转速为1.0
±
0.2rpm/min；土仓压力：式中，为隧道中心水土压力值；分别指水土压力、变动荷载；为静止土压力系数，是地勘报告中给出的具体值；为在盾构中心上方的各土层厚度，为在盾构中心上方的各土层容重；同步注浆：注浆量为4.5m
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～5.0m
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/环，注浆压力为1.0～3.0bar；渣土改良：泡沫剂和膨润土相结合，调整泡沫发泡效率为5%，推进期间泡沫剂用量
控制在50l/min；膨润土在地面膨化24小时，运输至盾构机台车膨润土罐，利用膨润土挤压泵泵入土仓，膨润土泵入量控制在6m
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/环；s3：二次补浆步骤s2完成1天后，在机井对应的管片位置前后2环进行二次补浆，采用水泥浆和水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃双液浆的体积比1：1，控制注浆压力不得超过0.5mpa，每环的补浆量不得超过1m
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。
7.进一步地，步骤s2中，同步注浆的注浆速度与推进速度相匹配，避免砂浆窜出至地面。
8.进一步地，步骤s2中，同步注浆过程中，盾尾油脂注入量每环不得低于34l，避免盾尾漏浆。
9.进一步地，步骤s2，出土量：每环出土量不得大于54m
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。
10.本发明可以达到的有益效果为：本技术方案创新性的提出了采用水泥砂浆或者袋装水泥对农田机井进行回填，盾构穿越或侧穿后效果良好，施工安全可控，有效避免了施工期间发生的地面冒泡沫和砂浆的情况。
具体实施方式
11.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
12.本实施例以山东省济南市轨道交通3号线二期工程稻香站～川流站盾构区间为例进行详细说明。
13.稻香站～川流站区间，右线起止里程为右dk22+703.500～右dk24+177.000，右线短链3.632m，区间总长度1469.868m；左线起止里程左dk22+703.500～左dk24+177.000，左线短链4.130m，区间总长度1469.37m；线路有2处平曲线（最小区间半径r=700m），纵向坡度呈“v”字型坡，区间隧道覆土厚度为11.2～19.8m；管片环外径6.4m，内径5.8m，壁厚0.30m，环宽1.2m。区间掘进期间侧穿、下穿多处机井，以下为机井介绍：（1）区间左线于里程dk23+324.202处（对应环号影响范围为511-521环）侧穿一处机井（编号1），机井管径约为70公分，井深40米左右；（2）区间左线于里程dk23+433.24处（对应环号影响范围为602-612环）下穿一处机井（编号2），机井管径约为70公分，井深40米左右；（3）区间右线于里程dk23+955.649处（对应环号影响范围为1038-1048环）下穿一处机井（编号3），机井管径约为70公分，井深40米左右；（4）区间左线于里程dk24+084.289处（对应环号影响范围为1145-1155环）下穿一处机井（编号4）、右线为侧穿；机井管径约为70公分，井深40米左右。
14.一种盾构穿越或侧穿机井的方法，包括如下步骤：s1：机井回填如果机井靠近道路，采用泵车和导管相结合的方式，自机井底部至井口回填m10水泥砂浆；如果机井远离道路，无法通过大型车辆和机械进行回填，则采用小斗车运输p42.5袋装水泥，袋装水泥不破袋直接回填至机井中，袋装水泥的回填量与井内水量呈1：1的比例，待回填至井口1m以下，再采用42.5水泥浆进行回填。
15.s2：盾构穿越或侧穿机井步骤s1完成至少28天后，盾构穿越或侧穿机井；本实施例中所述的“穿越”是从回填之后的机井中间穿过；所述的“侧穿”是从回填之后的机井旁穿过，管片与机井之间的距离在10m以内；穿越或侧穿的下述掘进参数是相同的。
16.推进速度：为了最大程度减小对地层的扰动，必须控制刀盘转速和贯入度，盾构推进速度保持匀速推进，盾构推进速度保持在0～50mm/min，刀盘转速宜为1.0
±
0.2rpm/min。
17.土仓压力：根据每个机井对应的隧道埋深及隧道上方的地质和水文情况计算土仓压力，计算公式如下：式中，为隧道中心水土压力值；分别指水土压力、变动荷载；为静止土压力系数，是地勘报告中给出的具体值；为在盾构中心上方的各土层厚度（m），为在盾构中心上方的各土层容重(kn/m
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)；本实施例中，1号机井区间埋深为14.25m，根据地质断面图盾构中心上方的土层参数及厚度计算上部土压：p=0.43*(1.96*10.436/10+1.95*3.814/10)=1.2盾构机推进时上部土压控制在1.2
±
0.1bar之间；按相同的公式计算：2号机井区间埋深为15.78m，盾构机推进时上部土压控制在1.26
±
0.1bar；3号机井区间埋深为13.21m，盾构机推进时上部土压控制在1.16
±
0.1bar；4号机井区间埋深为10.36m，盾构机推进时上部土压控制在0.8
±
0.1bar。
18.同步注浆：注浆量为4.5m
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～5.0m
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/环，注浆压力为1.0～3.0bar，同步注浆的注浆速度与推进速度相匹配，如当推进速度在40～50mm/min，注浆速度控制167l/min，禁止多注浆，避免水泥砂浆压力过高导致砂浆窜至地面；盾尾油脂注入量每环不得低于34l，避免盾尾漏浆。
19.渣土改良：泡沫剂和膨润土相结合，调整泡沫发泡效率为5%，推进期间泡沫剂用量控制在50l/min；膨润土在地面膨化24小时，运输至盾构机台车膨润土罐，利用膨润土挤压泵泵入土仓，膨润土泵入量控制在6m
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/环；改良后的渣土呈流塑状，排出更为顺利，减少刀具磨损。
20.出土量：盾构机掘进期间控制好出土量，严禁多出土，每环出土量不得大于54m，避免地面沉降或者塌陷。s3：二次补浆步骤s2完成1天后，在机井对应的管片位置前后2环进行二次补浆，采用水泥浆和水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃双液浆的体积比1：1，控制注浆压力不得超过0.5mpa，每环的补浆量不得超过1m
³
。
21.通过采用本实施例的方案，盾构机在穿越和侧穿机井期间未发生地面冒泡沫和砂浆的情况，地面监测数据控制在6mm以内，盾构成功穿越和侧穿了机井，施工安全可控。
22.以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所
做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种盾构穿越或侧穿机井的方法，其特征是：包括如下步骤：s1：机井回填如果机井靠近道路，采用泵车和导管相结合的方式，自机井底部至井口回填m10水泥砂浆；如果机井远离道路，采用小斗车运输p42.5袋装水泥，袋装水泥不破袋直接回填至机井中，袋装水泥的回填量与井内水量呈1：1的比例，待回填至井口1m以下，再采用42.5水泥浆进行回填；s2：盾构穿越或侧穿机井步骤s1完成至少28天后，盾构穿越或侧穿机井；推进速度：盾构推进速度为0～50mm/min，刀盘转速为1.0
±
0.2rpm/min；土仓压力：式中，为隧道中心水土压力值；分别指水土压力、变动荷载；为静止土压力系数，是地勘报告中给出的具体值；为在盾构中心上方的各土层厚度，为在盾构中心上方的各土层容重；同步注浆：注浆量为4.5m
³
～5.0m
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/环，注浆压力为1.0～3.0bar；渣土改良：泡沫剂和膨润土相结合，调整泡沫发泡效率为5%，推进期间泡沫剂用量控制在50l/min；膨润土在地面膨化24小时，运输至盾构机台车膨润土罐，利用膨润土挤压泵泵入土仓，膨润土泵入量控制在6m
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/环；s3：二次补浆步骤s2完成1天后，在机井对应的管片位置前后2环进行二次补浆，采用水泥浆和水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃双液浆的体积比1：1，控制注浆压力不得超过0.5mpa，每环的补浆量不得超过1m
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。2.根据权利要求1所述的盾构穿越或侧穿机井的方法，其特征是：步骤s2中，同步注浆的注浆速度与推进速度相匹配，避免砂浆窜出至地面。3.根据权利要求1所述的盾构穿越或侧穿机井的方法，其特征是：步骤s2中，同步注浆过程中，盾尾油脂注入量每环不得低于34l，避免盾尾漏浆。4.根据权利要求1所述的盾构穿越或侧穿机井的方法，其特征是：步骤s2，出土量：每环出土量不得大于54m
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技术总结
本发明涉及了一种盾构穿越或侧穿机井的方法，包括如下步骤：S1，机井回填；步骤S1完成至少28天后，进行步骤S2，盾构穿越或侧穿机井；步骤S2完成1天后，进行S3，二次补浆，在机井对应的管片位置前后2环进行二次补浆。本技术方案创新性的提出了采用水泥砂浆或者袋装水泥对农田机井进行回填，盾构穿越或侧穿后效果良好，施工安全可控，有效避免了施工期间发生的地面冒泡沫和砂浆的情况。地面冒泡沫和砂浆的情况。


技术研发人员：郭建 张胜安 史绪繁 马玉翠 刘金强 王信印 杜洪亮 李广铭 刘付明 孙杰 孙晓辉 周平 于海龙 张星慧 刘玉诚
受保护的技术使用者：济南城建集团有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/20