CN101408109A - 穿越新建海堤引水盾构隧道及其地基处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种穿越新建海堤引水盾构隧道及其地基处理方法，所述的引水盾构隧道，它由环向多个管片通过螺栓拼装而成，在管片的相应位置预设有压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；在离开所述管片底部一定距离设置有多根高压旋喷桩并形成一层过渡层，而在由管片构成的引水盾构隧道四周淤泥中通过压密注浆形成有加固层；它先采用塑料排水板进行地基处理，在管片的相应位置预设压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔，当引水盾构隧道在海堤堤基下方穿越后，通过高压旋喷桩操作孔在隧道下卧层软土中进行高压旋喷桩施工，高压旋喷桩桩底进入持力层，高压旋喷桩施工完成后再在盾构隧道周围采用压密注浆，它具有能有效减小盾构隧道穿越新建海堤时遇到深厚软土下卧层的工后沉降量，防止隧道被纵向拉断，影响电厂取、排水；能有效改善盾构隧道横向受力状态，防止由于单块管片集中受力而造成破坏等特点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种与海滨电厂配套用的穿越新建海堤的引水盾构隧道的地基处理方法，它可以解决盾构隧道穿越新建海堤遇到深厚软土下卧层时产生的工后沉降及应力集中等问题。
背景技术
目前我国东部沿海经济发展迅速，电力需求量大，为了满足本地区经济发展及人民群众生活水平提高的要求，国家每年均需投入巨资用于建设大型火力发电厂。大型火力发电厂选址应充分考虑煤炭运输、取排水的便利性和经济性，同时也应该考虑节约土地和环保等因素。故众多大型火力发电厂一般布置于海边，电厂厂址由开山围垦而成。为了满足电厂防洪、防潮、防浪等要求，一般沿海电厂需要新建厂区海堤来保护其正常运行，同时电厂的取、排水对于火力发电厂的正常运行亦至关重要，汽轮机高速运转需要大量的冷却水，海边电厂一般采用海水直流冷却方式，通过盾构隧道等形式从深槽取水，这就会遇到地下隧道穿越新建海堤的情况。
滩涂淤泥具有地基承载力低、可压缩性大、渗透系数小及固结速度慢等特点，在其上面修筑海堤往往会产生较大的工后沉降量，盾构隧道从新建厂区海堤下方穿越的关键技术在于如何消除由于海堤的工后沉降造成隧道的纵向断裂，从而影响电厂正常取水。目前解决这一难题常采用的技术措施是在隧道下卧层进行注浆加固，减小工后沉降，但该解决措施往往适用于淤泥层较浅，一般处理深度约10m左右，如果下卧层淤泥深厚时，注浆效果就较差，迫切需要寻求更好的地基处理方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种穿越新建海堤引水盾构隧道及其地基处理方法，它采用塑料排水板、高压旋喷桩加压密注浆复合地基处理技术，解决盾构隧道穿越新建海堤时遇到下卧层深厚软土的情况。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种穿越新建海堤引水盾构隧道，它由环向多个管片通过螺栓拼装而成，在管片的相应位置预设有压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；在离开所述管片底部一定距离设置有多根高压旋喷桩并形成一层过渡层，而在由管片构成的引水盾构隧道四周淤泥中通过压密注浆形成有加固层。
所述的引水盾构隧道由环向的六个管片通过高强度螺栓经两两拼接而成整体结构，所述的高压旋喷桩桩顶离所述引水隧道管片底部约1.5m；所述的引水盾构隧道与海堤呈正交布置。
一种如上所述引水盾构隧道的地基处理方法，该方法是：新建海堤堤基先采用塑料排水板进行地基处理，使海堤的填筑过程中完成大部分沉降量，在管片的相应位置预设压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；当盾构隧道在海堤堤基下方穿越后，通过高压旋喷桩操作孔在隧道下卧层软土中进行高压旋喷桩施工，高压旋喷桩桩底进入持力层，桩顶距离隧道底部1.5m，高压旋喷桩施工完成后再在盾构隧道周围采用压密注浆，使其整体受力，避免单块管片集中受力而造成破坏。
与现有技术相比，本发明的优点是：首先有效减小了盾构隧道穿越新建海堤时遇到深厚软土下卧层的工后沉降量，从而防止隧道被纵向拉断，影响电厂取、排水；其次该技术有效改善盾构隧道横向受力状态，防止由于单块管片集中受力而造成破坏。
附图说明
图1是本发明所述引水隧道的结构示意图。
图2是图1的A-A剖示结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对对本发明作进一步的详细描述。图1、2所示，本发明所述的穿越新建海堤1的引水盾构隧道2，它由环向多个管片通过螺栓拼装而成，在管片的相应位置预设有压密注浆孔5和高压旋喷桩操作孔6；在离开所述管片底部一定距离设置有多根高压旋喷桩4并形成一层过渡层，而在由管片构成的引水盾构隧道四周淤泥中通过压密注浆形成有加固层3。
所述的引水盾构隧道由环向的六个管片2通过高强度螺栓经两两拼接而成整体结构，所述的高压旋喷桩4桩顶离所述引水盾构隧道管片2底部约1.5m；所述的引水盾构隧道2与海堤1呈正交布置。
一种如上所述引水盾构隧道的地基处理方法，该方法是：新建海堤堤基先采用塑料排水板进行地基处理，使海堤的填筑过程中完成大部分沉降量，在管片的相应位置预设压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；当盾构隧道在海堤堤基下方穿越后，通过高压旋喷桩操作孔在隧道下卧层软土中进行高压旋喷桩施工，高压旋喷桩桩底进入持力层，桩顶距离隧道底部1.5m，高压旋喷桩施工完成后再在盾构隧道周围采用压密注浆，使其整体受力，避免单块管片集中受力而造成破坏。
实施例，电厂厂址选择由开山围垦而成，需新建厂区防洪海堤，厂区海堤建造于滩涂上，堤址所在处滩涂淤泥深厚，平均达40m~60m。滩涂淤泥突出的特点是含水量高、地基承载力低、可压缩性强，在其上面填筑高达10m左右的厂区海堤将产生巨大的沉降量，通过计算和类似工程比较，预计沉降量达6m～7m。根据电厂总平面布置要求，引水隧道需在新建围堤底下穿越，与海堤成正交布置，引水隧道环向由6个管片通过螺栓拼装而成，每环宽900mm，隧道纵向由高强螺栓将每个单独环串连起来形成整体结构。整个地基处理过程由以下几部分组成：
第一步：厂区海堤填筑之前在堤基处先插设塑料排水板，使海堤在填筑过程中完成约80％的沉降量。
第二步：待海堤施工基本完成后进行盾构隧道施工，隧道在穿越海堤部分进行预起拱，预起拱量约为300mm左右。
第三步：待隧道穿越海堤后立即进行管底高压旋喷桩施工，高压旋喷桩按梅花形布置，桩底进入持力层，桩顶离隧道管片底部约1500m，施工过程中应进行监测，防止由于高压旋喷桩施工造成隧道上拱，使管片开裂。
第四步：高压旋喷桩施工完成后，通过隧道预留注浆孔对隧道四周淤泥进行压密注浆加固，使其成为一个整体，共同受力，改善隧道管片的受力状况，防止应力集中。
该项技术在实施过程中需要注意以下几方面的问题：
第一：盾构隧道施工应该尽量待海堤施工基本结束后进行，因为海堤为大面积堆载，沉降量大，该技术不能解决海堤施工中产生的沉降量，而主要解决海堤填筑基本完成后的工后沉降。
第二：高压旋喷桩桩顶应离开隧道管片底部一定距离，形成一层过渡层，防止管片直接搁置于旋喷桩桩顶，使其集中受力而开裂。
第三：盾构隧道穿越海堤施工过程中及高压旋喷桩施工过程中应加强沉降观测和管片变形监测。
第四：压密注浆应及时施工，以改善隧道四周土体由于施工扰动而产生的土体力学性能下降问题，使其协同受力。
以上实例仅为该项技术应用过程中的一个方面，本发明不限于以上实施例，还可以广泛应用于电厂排水盾构隧道和市政建设工程中，如地铁隧道施工、穿河流引水管道工程施工等。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1、一种穿越新建海堤的引水盾构隧道，其特征在于它由新建海堤内的环向多个管片通过螺栓拼装而成，在管片的相应位置预设有压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；在离开所述管片底部一定距离设置有多根高压旋喷桩并形成一层过渡层，而在由管片构成的引水盾构隧道四周淤泥中通过压密注浆形成有加固层。
2、根据权利要求1所述的穿越新建海堤的引水盾构隧道，其特征在于所述的引水盾构隧道由环向的六个管片通过高强度螺栓经两两拼接而成整体结构，所述的高压旋喷桩桩顶离所述引水盾构隧道管片底部约1.5m；所述的引水盾构隧道与海堤呈正交布置。
3、一种如权利要求1或2所述引水盾构隧道的地基处理方法，该方法是：新建海堤堤基先采用塑料排水板进行地基处理，使海堤的填筑过程中完成大部分沉降量，在管片的相应位置预设压密注浆孔和高压旋喷桩操作孔；当盾构隧道在海堤堤基下方穿越后，通过高压旋喷桩操作孔在隧道下卧层软土中进行高压旋喷桩施工，高压旋喷桩桩底进入持力层，桩顶距离隧道底部约1.5m，高压旋喷桩施工完成后再在盾构隧道周围采用压密注浆，使其整体受力，避免单块管片集中受力而造成破坏。
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