技术领域
[0001] 本
发明属于盾构隧道内进行矿山法施工技术领域，具体涉及一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法。
背景技术
[0002] 隧道施工方法包括盾构法、矿山法、明挖法等，在某工程、某区间施工过程中往往单独采用一种工法或分段采用多种工法进行施工。对于区间隧道工程，常会根据不同区段的
地层分段采用矿山法、盾构法进行施工，但是地下工程施工过程中不确定性因素多，矿山法施工过程中可能由于涌
水、涌砂、地层变化等意外情况导致施工难度变大，进而影响整个区间的贯通，同样由于地层勘察不精确、设备出现严重损坏等意外情况，也可能出现盾构法隧道难以继续施工的情况。目前，在矿山法隧道内进行盾构隧道施工的情况较常见，通常是将盾构机空推过矿山法隧道至交界面处开始盾构法施工，但在盾构隧道内进行矿山法施工的情况，尚无有效方法。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，盾构法隧道施工完成后，在洞内对盾构机进行弃壳拆机解体，将盾构机拆解后运出，对成型的盾构隧道运输系统、管线布置进行改建和调整，增加盾构隧道保护措施并在过渡段施做圈梁，保证区间安全，为矿山法施工提供必要条件，从而实现在盾构隧道内进行矿山法施工，解决由于意外情况导致盾构无法掘进需采用矿山法继续施工的问题，或矿山法隧道施工难度变大，需在盾构隧道内新开设工作面的问题，从而保证区间隧道顺利贯通，便于推广使用。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一、施工准备，盾构法隧道施工到位后，对盾构机周边岩层进行加固，并做防
水处理，过程如下：
[0006] 步骤101、利用盾构机在盾尾处注满油脂，保
护盾尾刷；
[0007] 步骤102、盾构法隧道施工到位后，对盾构法施工的最后10环管环进行封环注浆，采用双
浆液进行注浆施工，注浆采用管片预留二次注浆孔由下至上对称注入，注浆压
力为0.3bar～0.4bar；并在注浆过程对注浆压力及管片进行监控，防止管片开裂或错台；
[0008] 步骤103、将盾构法施工的最后10环管环采用拉紧
钢板拉紧，盾构法施工的最后10环管环纵向方向上共设置6～8道拉紧钢板，防止贯通后管片卸力松动；
[0009] 步骤104、在盾构法施工的最后一环管环上设置背负钢板和弧形钢板，并与盾壳的盾尾
焊接封堵，再通过封堵加强筋将盾构法施工的最后一环管环中预埋钢板、弧形钢板和盾壳固定焊接，并通过管片注浆孔注入微膨胀
水泥填充管片与盾壳的盾尾之间的空隙；
[0010] 步骤105、在盾壳的盾首设置封堵钢板，将盾壳的盾首与围岩之间的间隙封堵，并通过中盾径向注浆孔注入微膨胀水泥进行填充，封堵盾体周边地层水；
[0011] 步骤106、在隧道开挖面前侧设置抽
风的排烟风机与隧道内原送风风机形成
对流，
加速作业面空气循环，保证隧道内烟、尘迅速排出；
[0012] 步骤二、盾构机弃壳拆机：按照后配套台车、拼装机及行走梁、H架、
电机、人仓、推进油缸、
碎石机、刀盘、主
轴承的顺序，在洞内进行弃壳拆机解体施工，后配套台车断开连接后直接拉出隧道，拼装机及行走梁、H架、电机、人仓、推进油缸、碎石机、刀盘和
主轴承各部件拆卸、割除后分
块运出隧道，弃置的盾壳原位保留；
[0013] 步骤三、水平道路施工：首先在盾构法隧道的管环上铺设模筑
混凝土，模筑混凝土的最大厚度为500mm～700mm，模筑混凝土中预埋
单层钢筋网片和联系钢筋；在模筑混凝土上铺设保护所述单层
钢筋网片的混凝土保护层，联系钢筋保持竖直；然后浇筑道床；
[0014] 步骤四、盾构法隧道的保护以及矿山法隧道过渡段的开挖：矿山法隧道的过渡段采用爆破进行开挖，矿山法隧道的过渡段进行爆破开挖之前，在盾构法施工的最后一环管环的端面上安装多个用于悬挂防护
门帘的悬挂
螺栓，悬挂螺栓穿入盾构法施工的最后一节管环侧面螺栓孔中，将悬挂螺栓作为门帘悬挂点，所述防护门帘采用
钢丝绳网；
[0015] 然后在盾构法施工的最后3～5环的管环上
覆盖管片保护层，所述管片保护层包括木板底层和铺设在所述木板底层上的
棉层保护层；
[0016] 矿山法隧道的过渡段的施工过程中，输运车辆从盾构始发站内倒车进入开挖面，顺车方向开出，利用盾构始发站作为车辆调头及设备临时存放区，对矿山法隧道的过渡段产生的渣土进行输出；
[0017] 矿山法隧道的过渡段的长度为30m～50m；
[0018] 步骤五、矿山法隧道过渡段的成型，过程如下：
[0019] 步骤501、在盾构法施工的最后一环管环靠近矿山法隧道的一端设置圈梁，所述圈梁为
钢筋混凝土结构，圈梁的钢筋与盾构法施工的最后一环管环中预埋的预埋钢板和封堵加强筋固定连接，圈梁的一端超出管环外并与盾壳固定连接，圈梁的另一端伸入至管环内10cm；
[0020] 步骤502、圈梁与盾构法施工的最后一环管环之间施工缝内进行凿毛处理并设置遇水膨胀止水条和注浆管；
[0021] 步骤503、对矿山法隧道的过渡段进行二次衬砌施工，构筑矿山法隧道的过渡段的二次衬砌，对圈梁混凝土浇筑与二次衬砌混凝土浇筑进行同步浇筑，同时，对圈梁远离矿山法隧道的过渡段的一侧进行延伸衬砌施工，构筑矿山法隧道的过渡段的延伸衬砌，延伸衬砌延伸入盾构法施工的最后3～5环的管环内，另外，对盾壳和管环之间的间隙进行盾尾注浆填充，使二次衬砌、圈梁、延伸衬砌、管环和盾壳浇筑为一体；
[0022] 步骤六、矿山法隧道施工：矿山法隧道采用爆破进行开挖，矿山法隧道施工过程中，输运车辆利用矿山法隧道作为车辆调头及设备存放区，对矿山法隧道新产生的渣土进行输出。
[0023] 上述的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于：步骤501中预埋钢板通过锚固筋设置在最后一环管环中。
[0024] 上述的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于：步骤三中水平道路施工的同时进行管线调整，直至满足矿山法施工所需，所述管线包括
通风管、供水管、排污管、高压
电缆、照明线、通讯线、走道板管线和
变压器管线，将变压器管线从盾构机上拆卸后通过螺栓搭设平台安装在管片
侧壁上。
[0025] 上述的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于：步骤四中所述钢丝绳网的网孔直径为100mm～200mm。
[0026] 上述的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于：步骤四中悬挂螺栓的数量为8～10个，8～10个悬挂螺栓均匀的设置在盾构法施工的最后一环管环的端面上。
[0027] 上述的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，其特征在于：步骤104中所述微膨胀水泥为AEC微膨胀水泥。
[0028] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0029] 1、本发明通过施工准备对盾构法隧道施工到位后进行盾构机周边岩层进行加固，并做防水处理，对盾构机尾部管片通过微膨胀水泥进行严格的
地下水封堵，微膨胀水泥同时能够达到加固盾体的作用，另外，在隧道开挖面前侧设置抽风的排烟风机与隧道内原送风风机形成对流，加速作业面空气循环，保证隧道内烟、尘迅速排出，保证良好的施工环境，便于推广使用。
[0030] 2、本发明通过在洞内进行弃壳拆机解体施工，后配套台车断开连接后直接拉出隧道，拼装机及行走梁、H架、电机、人仓、推进油缸、碎石机、刀盘和主轴承各部件拆卸、割除后分块运出隧道，弃置的盾壳原位保留，弃置盾壳后续在盾壳内施做二次衬砌作为永久支护，可靠稳定，使用效果好。
[0031] 3、本发明方法步骤简单，对已成型的盾构隧道运输系统、管线布置进行必要改建和调整，盾构法施工所配置垂直运输系统基本可满足矿山法施工需求，在地面设置各项配套设备设施即可用于矿山法施工，增加盾构隧道保护措施并在过渡段施做圈梁，保证区间安全，为矿山法施工提供必要条件，从而实现在盾构隧道内进行矿山法施工，解决由于意外情况导致盾构无法掘进需采用矿山法继续施工的问题，或矿山法隧道施工难度变大，需在盾构隧道内新开设工作面的问题，从而保证区间隧道顺利贯通。
[0032] 4、本发明对分段分别采用矿山法、盾构法施工的区间隧道工程，拓宽了暗挖法使用范围，保证了区间的顺利贯通，针对复杂的区间隧道工程，在施工选择时提供了新的方法和思路，矿山法施工时充分利用原盾构法施工时各项设施设备，从而减少投入，降低施工成本。
[0033] 综上所述，本发明盾构法隧道施工完成后，在洞内对盾构机进行弃壳拆机解体，将盾构机拆解后运出，对成型的盾构隧道运输系统、管线布置进行改建和调整，增加盾构隧道保护措施并在过渡段施做圈梁，保证区间安全，为矿山法施工提供必要条件，从而实现在盾构隧道内进行矿山法施工，解决由于意外情况导致盾构无法掘进需采用矿山法继续施工的问题，或矿山法隧道施工难度变大，需在盾构隧道内新开设工作面的问题，从而保证区间隧道顺利贯通，便于推广使用。
[0034] 下面通过
附图和
实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0035] 图1为本发明盾构机弃壳拆机后盾壳加固的结构示意图。
[0036] 图2为本发明水平道路施工的结构示意图。
[0037] 图3为本发明矿山法隧道、盾构法隧道和盾构始发站的
位置关系示意图。
[0038] 图4为本发明防护门帘和管片保护层在盾构法隧道上的安装示意图。
[0039] 图5为本发明防护门帘和管环的安装关系示意图。
[0040] 图6为本发明盾壳、管环、圈梁、延伸衬砌和二次衬砌的位置关系示意图。
[0041] 图7为本发明圈梁、预埋钢板和管环的安装关系示意图。
[0043] 附图标记说明:
[0044] 1—岩层； 2—盾壳； 3—封堵钢板；
[0045] 4—管环； 5—拉紧
管板； 6—封堵加强筋；
[0046] 7—模筑混凝土； 8—联系钢筋； 9—混凝土保护层；
[0047] 10—道床； 11—矿山法隧道； 12—盾构法隧道；
[0048] 13—盾构始发站； 14—防护门帘； 15—悬挂螺栓；
[0049] 16—管片保护层； 17—圈梁； 18—延伸衬砌；
[0050] 19—二次衬砌； 20—预埋钢板； 21—锚固筋。
具体实施方式
[0051] 如图1至图8所示，本发明的一种改建盾构隧道进行矿山法施工的方法，包括以下步骤：
[0052] 步骤一、施工准备，盾构法隧道12施工到位后，对盾构机周边岩层1进行加固，并做防水处理，过程如下：
[0053] 步骤101、利用盾构机在盾尾处注满油脂，保护盾尾刷；
[0054] 步骤102、盾构法隧道12施工到位后，对盾构法施工的最后10环管环4进行封环注浆，采用双浆液进行注浆施工，注浆采用管片预留二次注浆孔由下至上对称注入，注浆压力为0.3bar～0.4bar；并在注浆过程对注浆压力及管片进行监控，防止管片开裂或错台；
[0055] 步骤103、将盾构法施工的最后10环管环4采用拉紧钢板5拉紧，盾构法施工的最后10环管环4纵向方向上共设置6～8道拉紧钢板5，防止贯通后管片卸力松动；
[0056] 步骤104、在盾构法施工的最后一环管环4上设置背负钢板和弧形钢板，并与盾壳2的盾尾焊接封堵，再通过封堵加强筋6将盾构法施工的最后一环管环4中预埋钢板、弧形钢板和盾壳2固定焊接，并通过管片注浆孔注入微膨胀水泥填充管片与盾壳2的盾尾之间的空隙；
[0057] 本实施例中，步骤104中所述微膨胀水泥为AEC微膨胀水泥，补偿混凝土收缩性能的
水硬性胶凝材料，抗裂性能好、抗渗性能好、低
碱、低水化热、强度性能高、粘结性能好、抗锈蚀性好、微膨胀、补尝收缩。
[0058] 步骤105、在盾壳2的盾首设置封堵钢板3，将盾壳2的盾首与围岩之间的间隙封堵，并通过中盾径向注浆孔注入微膨胀水泥进行填充，封堵盾体周边地层水；
[0059] 步骤106、在隧道开挖面前侧设置抽风的排烟风机与隧道内原送风风机形成对流，加速作业面空气循环，保证隧道内烟、尘迅速排出；
[0060] 需要说明的是，通过施工准备对盾构法隧道施工到位后进行盾构机周边岩层进行加固，并做防水处理，对盾构机尾部管片通过微膨胀水泥进行严格的地下水封堵，微膨胀水泥同时能够达到加固盾体的作用，另外，在隧道开挖面前侧设置抽风的排烟风机与隧道内原送风风机形成对流，加速作业面空气循环，保证隧道内烟、尘迅速排出，保证良好的施工环境。
[0061] 步骤二、盾构机弃壳拆机：按照后配套台车、拼装机及行走梁、H架、电机、人仓、推进油缸、碎石机、刀盘、主轴承的顺序，在洞内进行弃壳拆机解体施工，后配套台车断开连接后直接拉出隧道，拼装机及行走梁、H架、电机、人仓、推进油缸、碎石机、刀盘和主轴承各部件拆卸、割除后分块运出隧道，弃置的盾壳2原位保留；
[0062] 需要说明的是，通过在洞内进行弃壳拆机解体施工，后配套台车断开连接后直接拉出隧道，拼装机及行走梁、H架、电机、人仓、推进油缸、碎石机、刀盘和主轴承各部件拆卸、割除后分块运出隧道，弃置的盾壳原位保留，弃置盾壳后续在盾壳内施做二次衬砌作为永久支护，可靠稳定，使用效果好。
[0063] 步骤三、水平道路施工：首先在盾构法隧道12的管环4上铺设模筑混凝土7，模筑混凝土7的最大厚度为500mm～700mm，模筑混凝土7中预埋单层钢筋网片和联系钢筋8；在模筑混凝土7上铺设保护所述单层钢筋网片的混凝土保护层9，联系钢筋8保持竖直；然后浇筑道床10；
[0064] 本实施例中，步骤三中水平道路施工的同时进行管线调整，直至满足矿山法施工所需，所述管线包括通风管、供水管、排污管、高压电缆、照明线、通讯线、走道板管线和变压器管线，将变压器管线从盾构机上拆卸后通过螺栓搭设平台安装在管片侧壁上。
[0065] 需要说明的是，对已成型的盾构隧道运输系统、管线布置进行必要改建和调整，盾构法施工所配置垂直运输系统基本可满足矿山法施工需求，在地面设置各项配套设备设施即可用于矿山法施工，通风管、供水管、排污管、高压电缆、照明线、通讯线、走道板管线基本满足矿山法施工所需，调整小，管线另行铺设时可利用盾构法施工时各类管线挂钩。
[0066] 步骤四、盾构法隧道的保护以及矿山法隧道过渡段的开挖：矿山法隧道11的过渡段采用爆破进行开挖，矿山法隧道11的过渡段进行爆破开挖之前，在盾构法施工的最后一环管环4的端面上安装多个用于悬挂防护门帘14的悬挂螺栓15，悬挂螺栓15穿入盾构法施工的最后一节管环4侧面螺栓孔中，将悬挂螺栓15作为门帘悬挂点，所述防护门帘14采用钢丝绳网；
[0067] 本实施例中，步骤四中悬挂螺栓15的数量为8～10个，8～10个悬挂螺栓15均匀的设置在盾构法施工的最后一环管环4的端面上。
[0068] 本实施例中，步骤四中所述钢丝绳网的网孔直径为100mm～200mm。
[0069] 然后在盾构法施工的最后3～5环的管环4上覆盖管片保护层16，所述管片保护层16包括木板底层和铺设在所述木板底层上的棉层保护层；
[0070] 需要说明的是，矿山法隧道11的过渡段采用爆破进行开挖，飞石现象不可避免，通过设置防护门帘14拦阻飞石，防止飞石砸坏管片，渣土运输时，将防护门帘14解开一侧连接，将钢丝绳网收于一边，方便人员及车辆通行。
[0071] 矿山法隧道11的过渡段的施工过程中，输运车辆从盾构始发站13内倒车进入开挖面，顺车方向开出，利用盾构始发站13作为车辆调头及设备临时存放区，对矿山法隧道11的过渡段产生的渣土进行输出；
[0072] 矿山法隧道11的过渡段的长度为30m～50m；
[0073] 步骤五、矿山法隧道过渡段的成型，过程如下：
[0074] 步骤501、在盾构法施工的最后一环管环4靠近矿山法隧道11的一端设置圈梁17，所述圈梁17为钢筋混凝土结构，圈梁17的钢筋与盾构法施工的最后一环管环4中预埋的预埋钢板20和封堵加强筋6固定连接，圈梁17的一端超出管环4外并与盾壳2固定连接，圈梁17的另一端伸入至管环4内10cm；
[0075] 本实施例中，步骤501中预埋钢板20通过锚固筋21设置在最后一环管环4中。
[0076] 步骤502、圈梁17与盾构法施工的最后一环管环4之间施工缝内进行凿毛处理并设置遇水膨胀止水条和注浆管；
[0077] 步骤503、对矿山法隧道11的过渡段进行二次衬砌施工，构筑矿山法隧道11的过渡段的二次衬砌19，对圈梁17混凝土浇筑与二次衬砌19混凝土浇筑进行同步浇筑，同时，对圈梁17远离矿山法隧道11的过渡段的一侧进行延伸衬砌施工，构筑矿山法隧道11的过渡段的延伸衬砌18，延伸衬砌18延伸入盾构法施工的最后3～5环的管环4内，另外，对盾壳2和管环4之间的间隙进行盾尾注浆填充，使二次衬砌19、圈梁17、延伸衬砌18、管环4和盾壳2浇筑为一体；
[0078] 步骤六、矿山法隧道施工：矿山法隧道11采用爆破进行开挖，矿山法隧道11施工过程中，输运车辆利用矿山法隧道11作为车辆调头及设备存放区，对矿山法隧道11新产生的渣土进行输出。
[0079] 本发明使用时，增加盾构隧道保护措施并在过渡段施做圈梁，保证区间安全，为矿山法施工提供必要条件，从而实现在盾构隧道内进行矿山法施工，解决由于意外情况导致盾构无法掘进需采用矿山法继续施工的问题，或矿山法隧道施工难度变大，需在盾构隧道内新开设工作面的问题，从而保证区间隧道顺利贯通，对分段分别采用矿山法、盾构法施工的区间隧道工程，拓宽了暗挖法使用范围，保证了区间的顺利贯通，针对复杂的区间隧道工程，在施工选择时提供了新的方法和思路，矿山法施工时充分利用原盾构法施工时各项设施设备，从而减少投入，降低施工成本。
[0080] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
