CN101749026B - 盾构接收或始发端头网格式加固方法及盾构接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于盾构隧道建设工程的技术领域，具体涉及盾构接收或始发端头网格式加固方法及盾构接收方法，其发明目的是针对盾构始发和接收时的风险源。盾构接收或始发端头的网格式加固方法，其特征在于盾构接收或始发端头设置有网格式防水加固体。本发明的有益效果：彻底切断最终接收时水源补给，使得盾构机在没有水的地质条件下进行接收和始发，从根本上改变了原有的地质条件，确保盾构的安全。此方法相对于传统方法，一次性节省成本在30％以上，其加固效果要远高于传统方法，降低风险率至少在70％以上，在地铁建设如火如荼的今天，效益与价值不可估量。而且易于操作和检查，方便普及和推广。

Description

盾构接收或始发端头网格式加固方法及盾构接收方法

技术领域

本发明属于盾构隧道建设工程的技术领域，具体涉及盾构接收或始发端头网格式加固方法及基于其完成的盾构接收方法。

背景技术

现有的盾构接收或始发端头加固技术主要有：

①旋喷桩+搅拌桩法全断面端头加固技术。即，提前一段时间对盾构接收端头隧道断面一定范围内进行搅拌桩加固，对搅拌桩加固不到或者加固效果较差的地方进行高压旋喷桩加固，加固后混合土具有一定的强度和防水性能，一定程度上保证了盾构的安全接收。但是这种方法虽然施工方法简单，但是造价并不低，最重要的是加固效果往往不理想，隧道断面的下半部分，由于埋深较大，一般难以成桩，根本达不到预想的加固效果，尤其是在高水压砂层地区，此种方法接收的风险大大增加，造成很多灾难性工程事故。

②冻结法端头加固法。即，在始发或者接收井的端头处插入冷却管，然后向各个冷却管内通入循环的冷却剂(一般为冷却盐水或者液氮)进行循环制冷，把地下水和土砂冻结成有一定强度和不透水的冻结加固体，以此达到盾构始发和接受的安全。此种方法在一般工程中，不但造价相当高昂，而且弊端很多，如：盾构在通过冻结加固区时容易被冻在加固区内无法动弹；另外由于冻结加固体的强度很高，外置注浆管式盾构的外置注浆管很难挤入加固体，造成盾构无法通过加固体或者全面挤裂加固体；还有冻结加固体强度高且没有可松性，盾构通过后形成的圆洞与管片隧道间的孔隙十分明显而且完整，容易造成突水冒砂。故，这种方法不但造价高而且其加固效果并不理想。

③水平注浆加固法。即，在端头井的洞门处，应用高压向端头土体压入双液浆或者单液浆进行端头加固。此种方法虽然有效弥补了第一种方法的缺陷即能从纵向对隧道断面的周边土体进行有效的加固，但是其不足之处在于：一方面，要达到预定的加固范围和效果注浆压力难于掌握，很容易引起地面的大面积隆起，尤其在城市的繁华地带，其危害极大；另一方面，由于此种注浆方法属于劈裂注浆方法，加固体的夹层现象较多，夹泥层往往成为巨大风险源；再者，此种加固方法造价高昂，只适用于特殊工程中，难以普及。

发明内容

本发明的发明目的是针对盾构始发和接收时的风险源，在端头处，设置多道防水性强的封闭墙体，把水挡在接收井或始发井外一定距离，而且为防止漏水等意外发生，设置多道防水墙体，形成网格式端头加固体，使得盾构最终在无水的条件下接收，以保证盾构接收和始发的安全。

本发明采用如下的技术方案实现：

盾构接收或始发端头的网格式加固方法，其特征在于盾构接收或始发端头设置有网格式防水加固体。

具体步骤如下：

1)、在洞门处对盾构隧道设计下边缘以下进行水平跟进注浆，形成端头处预开挖隧道下方的注浆不透水封底层，不透水封底层的平面范围大于设计的加固区；

2)、在接收井或车站的维护墙外设置与其相连的“[”形的外包墙，外包墙的高度H大于不透水封底层的埋深h，外包墙上端高于最高地下水位；

3)、在外包墙所包围的区域内，设置网格式内墙，至少有一道内墙是紧贴车站维护墙的。

外包墙运用搅拌桩配合高压旋喷桩加固而成，不透水封底层的厚度根据搅拌桩的有效加固深度、地质条件及隧道埋深综合确定，以保证外包墙与封底层之间的有效防水为准。

盾构接收方法，基于上述的盾构接收或始发端头的网格式加固方法完成，其步骤如下：

1)、盾构机首先到达外包墙外侧，盾构缓慢打磨外包墙直至盾构机刀盘通过外包墙；

2)、缓慢推进直至盾构完全进入外包墙内的第一道网格井中；

3)、从盾构管片的吊装孔向外包墙的孔口与拼装的管片隧道外缘之间的缝隙处注入封堵材料，对此处的孔隙进行封堵处理，以截断外包墙内外的水路；

4)、用同样的方法穿越第一道网格内墙并及时封堵；

5)、在接收洞门上提前凿孔进行放水，一般情况水流会很快停止，则达到无水接收，如果水流不停，则对之前的封堵进行补充注浆封堵，直至水流停止，此时则可以破除洞门安全接收。

本发明具有如下有益效果：

本发明利用网格式搅拌墙体和水平注浆防水层，在加固端头形成封闭网格式防水加固结构，彻底切断最终接收时水源补给，使得盾构机在没有水的地质条件下进行接收和始发，从根本上改变了原有的地质条件，确保盾构的安全。此方法相对于传统方法，一次性节省成本在30％以上，其加固效果要远高于传统方法，降低风险率至少在70％以上，在地铁建设如火如荼的今天，效益与价值不可估量。而且易于操作和检查，方便普及和推广。

附图说明

图1为本发明外包墙及网格式内墙的布置示意图

图2为本发明外包墙及网格式内网的高度与深度示意图

图3-1为盾构到达外包墙外侧的示意图

图3-2为盾构机刀盘通过外包墙的示意图

图3-3为盾构机完全通过外包墙的示意图

图3-4为封堵外包墙与隧道外缘间的孔隙的示意图

图3-5为封堵网格式内墙与隧道外缘间的孔隙的示意图

图3-6为盾构安全接收进站的示意图

图中：1-盾构机，2-外包墙，3-网格式内墙，4-预开挖的盾构隧道，5-最终接收井或车站维护墙，6-最终接收井或车站内的接收洞门，7-最终接收井或车站，8-地表，9-不透水封底层，10-车站底板，11-已拼装的管片隧道，12-外包墙与隧道管片外缘间的孔隙，13-封堵孔隙。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

盾构接收或始发端头的网格式加固方法，其特征在于盾构接收或始发端头设置有网格式防水加固体。

本发明的具体实施方法为：预先用水平注浆法在设计隧道下边缘以下跟进注浆，形成下方的不透水封底层9，其范围要大于设计的加固区，厚度根据所用搅拌桩的加固深度而定，至少要达到深层搅拌桩的有效成桩深度以上，如果需要，可以侵入隧道设计范围。然后在接收井或者车站的维护墙外一定范围运用搅拌桩配合高压旋喷桩加固成具有一定防水性和强度的外包墙2，如图1所示，其的高度H大于不透水封底层9的埋深h，其上端要高于最高地下水位，在富水地区，为施工方便起见，外包墙顶可以与地面齐平，如图2所示。然后在外包墙所包围的区域内，根据需要运用深层搅拌桩加固成网格式地下搅拌内墙，但至少有一道内墙是紧贴车站维护墙的，以保证破除洞门时的土体的稳定。

盾构接收时，盾构机首先到达外包墙外侧，如图3-1所示。调整盾构机的参数(如：刀盘转速、推进速度等)使得盾构缓慢打磨外包墙直至盾构机刀盘通过外包墙，如图3-2所示。然后，缓慢推进直至盾构完全进入外包墙内的第一道网格井中，如图3-3所示。然后从管片的注浆孔向外包墙的孔口与拼装的管片隧道外缘之间的缝隙处注入聚氨酯和双液浆，对此处的孔隙进行封堵处理，以截断外包墙内外的水路。如图3-4。用同样的方法穿越第一道网格内墙并及时封堵，如图3-5所示。然后在洞门上凿孔进行放水，一般情况水流会很快停止，则达到无水接收，如果水流不停，则对之前的封堵进行补充注浆封堵，直至水流停止，此时则可以破除洞门安全接收，如图3-6所示。盾构始发的情况是盾构接收施工的逆过程，原理与方法与盾构接收完全相同。

Claims (4)

1.一种盾构接收或始发端头的网格式加固方法，其特征在于步骤如下：

1)、在预开挖的盾构隧道(4)下边缘以下跟进注浆，形成下方的不透水封底层(9)，不透水封底层(9)的范围大于设计的加固区；

2)、在接收井或车站的维护墙外设置与其相连的“[”形的外包墙(2)，外包墙(2)的高度H大于不透水封底层(9)的埋深h，外包墙(2)上端高于最高地下水位；

3)、在外包墙(2)所包围的区域内设置网格式内墙(3)，至少有一道内墙是紧贴车站维护墙的。

2.根据权利要求1所述的盾构接收或始发端头的网格式加固方法，其特征在于所述的外包墙运用搅拌桩配合高压旋喷桩加固而成。

3.一种盾构接收方法，所述的方法基于如权利要求1所述的盾构接收或始发端头的网格式加固方法完成，其特征在于步骤如下：

1)、盾构机首先到达外包墙外侧，盾构机缓慢打磨外包墙直至盾构机刀盘通过外包墙；

2)、缓慢推进直至盾构机完全进入外包墙内的第一道网格井中；

3)、从盾构管片的吊装孔向外包墙的孔口与拼装的管片隧道外缘之间的缝隙处注入封堵材料，对此处的孔隙进行封堵处理，以截断外包墙内外的水路；

4)、用同样的方法穿越第一道网格内墙并及时封堵；

5)、在接收洞门上提前凿孔进行放水，一般情况水流会很快停止，则达到无水接收，如果水流不停，则对之前的封堵进行补充注浆封堵，直至水流停止，此时则可以破除洞门安全接收。

4.一种盾构接收方法，所述的方法基于如权利要求2所述的盾构接收或始发端头的网格式加固方法完成，其特征在于步骤如下：

1)、盾构机首先到达外包墙外侧，盾构机缓慢打磨外包墙直至盾构机刀盘通过外包墙；

2)、缓慢推进直至盾构机完全进入外包墙内的第一道网格井中；

3)、从盾构管片的吊装孔向外包墙的孔口与拼装的管片隧道外缘之间的缝隙处注入封堵材料，对此处的孔隙进行封堵处理，以截断外包墙内外的水路；

4)、用同样的方法穿越第一道网格内墙并及时封堵；

5)、在接收洞门上提前凿孔进行放水，一般情况水流会很快停止，则达到无水接收，如果水流不停，则对之前的封堵进行补充注浆封堵，直至水流停止，此时则可以破除洞门安全接收。

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