1.一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:分节预制沉井;步骤2:在水面搭设临时施工平台,将首节沉井运至盾构停机处,在盾构刀盘前下沉首节沉井,并着床;步骤3:分段接高并下沉沉井直至设计高程,完成封底,并施工盾构机导轨;步骤4:在接收处井壁上沿盾壳外圈、洞门范围内已预埋好的孔口管内,进行冷冻管钻孔施工和积极冻结施工,形成稳定冻结壁;步骤5:割除接收井壁,向刀盘凿除冻土并同步施作环向衬砌,凿除过程中需维持洞门范围内刀盘前剩余冻土的冷冻,至剩余冻土长度不超过2米后拆除洞门范围内的冷冻管,在环向衬砌内设置滑轨;步骤6:盾构机空推至环向衬砌内,同时拼装隧道管片并进行同步注浆填充隧道管片与环向衬砌间的间隙,直至盾构机完全进入沉井内,在接收洞门处做好止水措施,停止冻结施工,拆除冷冻设备,并在孔口管切割处焊接钢板做好密封;步骤7:在沉井内拆解、维修盾构机;步骤8:从下至上分层割除二次始发洞门处内部钢壳,同步回填沉井,紧邻洞门约2米范围回填砂浆,其余位置回填土;步骤9:已修复完成的盾构机从已回填的沉井中继续沿路线向前掘进,切削井壁后离开沉井;步骤10:拆除水底以上范围内的沉井结构;其中,步骤2沉井井壁采用钢和混凝土的组合结构,主体为混凝土结构,内井壁处设钢壳,钢壳与主体采用圆柱头焊钉连接,内井壁处设钢壳提高防水性能,提高井壁承载力,提高安全性的同时,外壁不设钢壳以减少后续洞门破除的工作量。
2.根据权利要求1所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于:沉井平面形状采用圆形,沉井内净尺寸采用下述公式以满足盾构接收、二次始发及维修、冻结施工所需空间要求:式中:D i 为沉井内壁直径;r T 为盾构机半径最大值;a为径向余宽,不小于2米;l T 为盾构机长度;b为纵向余宽,不小于3米。
3.根据权利要求1所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,沉井分节制作,首节沉井的高度不低于水深,沉井的总高度按下式计算以确保江水不会从顶部进入沉井内,并且在井底提供足够的施工空间:H=H W +H S +2r T +H O +H B其中,H为沉井所有井节的总高度;H S 为盾构顶部覆土厚度;H O 为盾构底至沉井底板顶所需的施工空间高度,不小于1米;H B 为底板厚度;H W 为江底至沉井顶部高度:H W =H W1 +H W2其中,H W1 为江底至二十年一遇洪水位高度;H W2 为考虑波浪爬高和安全加高的高度,不小于2米。
4.根据权利要求1所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤4中管片、盾壳外冻结壁纵向加固长度按下式计算,以满足后续刀盘与沉井井壁之间隧道范围内的土体开挖需要,在开挖冻土的特殊工况下,冻结壁需要承受外部的水土荷载,以支撑、形成暗挖施工的通道,保证隧道、盾构机、沉井封闭止水的特殊场景:l=l 1 +l T +l 2其中,l为管片、盾壳外冻结壁纵向加固长度;l 1 为沿隧道纵向井壁至刀盘的距离,由于井壁是圆形,因此不同桩号处距离不等;l 2 为冻结壁包裹盾尾管片的长度,不小于5米。
5.根据权利要求1所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤4冻结壁需要把盾尾后的管片包裹住,确保盾构机推动对冻结壁有扰动的情况下,管片与冻结壁仍然保持胶结状态,不会发生涌水涌砂情况。
6.根据权利要求5所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤5向刀盘凿除冻土沿纵向分段进行,分段长度不超过2米以控制冻结壁承载范围进而降低开挖风险,并及时在内部施作环向衬砌,辅助冻结壁承担外部荷载,隔绝通道内施工对冻结壁的扰动,防止空推过程中冻结壁与盾构机外壳胶结而出现推不动的情况,也为后面空推盾构的滑轨提供安装空间。
7.根据权利要求6所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤8分层高度不超过2米,以保证拆除二次始发洞门时的安全,同时分层回填能更好地控制回填质量。
8.根据权利要求7所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤2沉井与刀盘的净距不小于2米,下沉前对沉井与刀盘之间的土体进行加固,避免沉井下沉施工对盾构机、隧道产生扰动。
9.根据权利要求8所述的一种江底超深高水压盾构维修及复推施工方法,其特征在于,步骤5环向衬砌采用钢材料时厚度1.5-2.5公分,采用混凝土材料时厚度35~45公分,承受盾构机的重量和自重产生的荷载。