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

背景技術：

隨著我國城市軌道交通建設的發(fā)展，越來越多城市開始開展地鐵建設，地下隧道的開挖量也越來越大。在盾構法隧道施工過程中，可能遇到隨機分布的孤石，且孤石形狀大小各異、強度不一，而基巖使隧道內(nèi)巖土層軟硬不均。在這類地層中掘進效率低，刀盤刀具磨損嚴重，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，嚴重影響施工進度，有的甚至因施工無法進展而不得不變更設計，花費成本較高，經(jīng)濟效益差。

在水下隧道的開挖過程中，對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。當將孤石選擇在開挖隧道內(nèi)爆破時，即將孤石炸開，孤石在炸開后會產(chǎn)生沖擊力較強的炸裂碎片，炸裂碎片容易損壞盾構設備；當采用水上鉆孔爆破處理時，地面爆破部位易形成水坑，嚴重時甚至造成水坑與隧道內(nèi)部連通，造成向隧道內(nèi)涌水，施工風險大。因此，怎樣處理好盾構掘進過程中所遇到的孤石，是水下盾構隧道施工過程中的技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種盾構設備不易損壞、施工風險小的水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法。

本發(fā)明所采用的技術方案為：

一種水下盾構隧道前方孤石水刀劈裂處理方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石位置；

（2）在孤石上鉆若干個淺孔；

（3）利用水刀沿孤石上的淺孔將孤石切割成中小塊；

（4）盾構機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設備；

2、孤石切割過程在隧道內(nèi)部進行，切割過程未采用沖擊力較強的爆破手段，不會將隧道內(nèi)部與隧道上方水體貫通，不會向施工隧道內(nèi)部涌水，施工風險非常??；

3、施工方法簡單，易于實施。

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的施工示意圖。

圖2為本發(fā)明中孤石的平面結構示意圖。

圖3為本發(fā)明中從盾構機方向觀察時，孤石切割成中小塊的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖中，1-水面，2-孤石，3-盾構機，4-淺孔，5-隧道。

具體實施方式

實施例1

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

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石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，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例2

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

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石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，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例3

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

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石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，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例4

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

（1）通過地面或盾構法隧道開挖面確定盾構開挖面前方孤石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，便于盾構機3切削；

（4）盾構機3直接切削中小塊石塊直至通過孤石段。

實施例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設備；孤石2切割過程在隧道5內(nèi)部進行，切割過程未采用沖擊力較強的爆破手段，不會將隧道5內(nèi)部與隧道5上方水體貫通，不會向施工隧道5內(nèi)部涌水，施工風險非常小。

以上對本發(fā)明的4個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。