CN102518441A - 一种溶沟地层盾构进洞施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及溶沟地层盾构进洞施工技术，具体为一种溶沟地层盾构进洞施工方法，解决传统方法存在诸多缺点的问题，步骤一、优化洞门钢环结构：在洞门钢环内部设弹性橡胶止水环，最外端设橡胶止水帘布，周圈设注浆孔、注浆管；步骤二、车站围护结构施工时，采用玻璃纤维筋，盾构机直接切除进洞；步骤三、车站主体施工时，盾构快速前移使橡胶止水帘布外侧的折叠翻板搭接在刀盘上，通过注浆孔向两道止水帘布之间注入盾尾油脂；步骤四、拼装完成盾构进洞管片并用工字钢连接成一体，当盾尾进入两道止水帘布之间后，进行二次补注浆。确保盾构机安全、快速进洞，工序简单，技术先进，安全可靠，填补了非加固盾构进洞施工技术的空白，推广前景好。

Description

一种溶沟地层盾构进洞施工方法

技术领域

本发明涉及溶沟地层盾构进洞洞门防管涌、防坍陷施工技术，具体为一种溶沟地层盾构进洞施工方法。

背景技术

中国城市地铁建设进入飞跃发展阶段，盾构掘进最关键技术就是盾构进出洞，目前只能采取各种加固方式进行端头加固，再进行盾构进洞，然而，在砂卵石地层，无论采取哪种加固均无法满足盾构安全进洞，导致盾构进洞发生事故是目前盾构施工的最大风险源。

目前，地铁盾构进洞通常采用预加固、冷冻或钢套筒进行进洞，这些技术要求高，安全、质量不可控，费用也高，常常需要一些辅助措施才能实现盾构安全进洞，在实际施工中均存在各自不同的优缺点，具体分析如下：

⑴端头注浆加固后盾构进洞

注浆加固种类较多，有袖阀管注浆和旋喷加固，也有水平旋喷注浆；

优点：注浆工艺成熟；

缺点：注浆质量不可控、费用高、存在加固盲区，盾构进洞发生安全事故概率较大。

⑵端头冷冻后盾构进洞

地下水丰富，采用加固后效果较差，在盾构进洞前1个月，端头插入冷冻管进行冷冻，使水成冰固结土层；

优点：补救冷冻效果好；

缺点：操作困难、工期长、费用高、不环保、进洞后溶沉较大。

⑶利用钢套筒进行盾构接收

采用端头加固效果差，在进洞洞门外加工一个封闭的钢套筒，并在钢套筒里充填砂，然后使盾构进洞后直接掘进到封闭的钢套筒内，最后进行背后注浆后拆除钢套筒；

优点：安全；

缺点：盾构进洞工期长、费用高、工序转换繁杂。

然而，全国城市地铁施工已进入高峰期，特别对老城区地铁是“车随人走”的设计理念，也就是盾构进洞周边一般都是构筑物，这就对盾构进洞的要求更高。相关的文献报道均是盾构进洞发生的安全事故案例，到目前为止，还没有切实可行的盾构进洞施工方法能够完全避免盾构进洞安全事故。

发明内容

本发明为了解决目前盾构溶沟地层进洞时所采用的传统方法均存在各自不同缺点的问题，提供一种溶沟地层盾构进洞施工方法，以实现盾构机在非加固条件下安全进洞。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种溶沟地层盾构进洞施工方法，包括以下步骤：

步骤一、优化洞门钢环结构：根据车站主体结构厚度调整洞门钢环宽度，在洞门钢环内部并且位于洞门钢环与车站围护结构面之间的位置增设至少一道弹性橡胶止水环，在洞门钢环最外端增设一道内翻式橡胶止水帘布，橡胶止水帘布外侧间隔分布若干折叠翻板；洞门钢环周圈、且位于弹性橡胶止水环与橡胶止水帘布之间的部位间隔开设注浆孔及与注浆孔连通的注浆管；步骤二、车站围护结构施工时，采用玻璃纤维筋，盾构机直接切除进洞，在盾构机破除完车站围护结构瞬间，弹性橡胶止水环紧紧挡住刀盘与车站围护结构间隙；步骤三、车站主体施工时，盾构刀盘破除车站围护结构后快速前移使得橡胶止水帘布外侧的折叠翻板搭接在刀盘上，此时立即通过洞门钢环上预留的注浆孔及注浆管向橡胶止水帘布及弹性橡胶止水环之间的空隙注入盾尾油脂；步骤四、洞门钢环注入盾尾油脂密封好后，快速前移盾构机并拼装完成盾构进洞管片，并用工字钢把进洞成型隧道管片连接成一体，当盾尾进入橡胶止水帘布与弹性橡胶止水环之间后，立即对最后几环管片进行二次补注浆，即完成了溶沟地层盾构进洞的施工。

与现有技术相比，本发明所述的方法具有以下优点：

⑴优化车站围护结构，并采用玻璃纤维筋，杜绝盾构进洞围护结构无钢筋或工字钢，确保盾构机直接切除进洞，解决了传统盾构进洞前破除洞门而使洞门失稳的难题；

⑵通过优化洞门钢环结构，在洞门钢环内侧增设内翻式弹性橡胶止水环与橡胶止水帘布，并且在弹性橡胶止水环与橡胶止水帘布之间注入盾尾油脂，确保盾体进洞时，洞门的密封效果，杜绝盾构进洞涌砂涌水的现象，确保盾构机安全、快速进洞，杜绝安全事故发生，而且减少盾构进洞前进行注浆加固的工序，解决了传统盾构进洞涌水的技术难题；

⑶快速完成盾构进洞管片拼装与同步注浆，而且用工字钢把进洞管片连成一体，当盾尾进入两道止水帘布之间后，立即进行二次补注浆，解决了传统盾构进洞后由于地面下沉和管片松驰而漏水的质量通病；

总之，本发明所述的方法可以确保盾构机安全、快速进洞，杜绝安全事故发生，整个施工工序简单，技术先进，安全可靠，填补了非加固盾构进洞施工技术的空白，开创了砂卵石地层盾构进洞无喷砂涌水的先河，推动了盾构施工技术向前发展，推广前景好。

附图说明

图1为本发明盾构进洞施工时的平剖图；

图2为本发明盾构进洞施工时的横剖图；

图3为本发明盾构进洞施工时的纵剖图；

图中：1-洞门钢环；2-车站围护结构；3-弹性橡胶止水环；4-橡胶止水帘布；5-折叠翻板；6-注浆孔；7-注浆管；8-车站主体；9-盾构主机；10-盾构接收架；11-钢压板。

具体实施方式

一种溶沟地层盾构进洞施工方法，包括以下步骤：

步骤一、优化洞门钢环结构

根据车站主体结构厚度调整洞门钢环宽度，在洞门钢环1内部并且位于洞门钢环与车站围护结构2面之间的位置增设至少一道弹性橡胶止水环3，本发明采用两道橡胶止水环，并采用钢压板进行定位，钢压板及橡胶止水环通过螺栓与洞门钢环固定，在洞门钢环最外端固定一道内翻式橡胶止水帘布4，橡胶止水帘布外侧间隔分布若干折叠翻板5，橡胶止水帘布与折叠翻板通过螺栓与洞门钢环固定，折叠翻板为现有公知结构；洞门钢环周圈、且位于弹性橡胶止水环3与橡胶止水帘布4之间的部位间隔开设注浆孔6及与注浆孔连通的注浆管7；

步骤二、车站围护结构2施工时，采用玻璃纤维筋，盾构机直接切除进洞，在盾构机破除完车站围护结构瞬间，弹性橡胶止水环紧紧挡住刀盘与车站围护结构间隙，杜绝喷砂涌水；

步骤三、车站主体8施工时，盾构刀盘破除车站围护结构后快速前移使得橡胶止水帘布外侧的折叠翻板搭接在刀盘上，起到密封作用，此时立即通过洞门钢环上预留的注浆孔6及注浆管7向橡胶止水帘布4及弹性橡胶止水环3之间的空隙注入盾尾油脂，实现洞门钢环密封效果；

步骤四、洞门钢环注入盾尾油脂密封好后，快速前移盾构机并拼装完成盾构进洞管片，并用工字钢把进洞成型隧道管片连接成一体，当盾尾进入橡胶止水帘布与弹性橡胶止水环之间后，立即对最后几环管片进行二次补注浆，即完成了溶沟地层盾构进洞的施工。

工程实例：

本发明所述的非加固盾构进洞施工方法用于长沙地铁2号线芙蓉广场站到五一广场站区间左右线，该区间进洞均处于溶沟地段砂卵石地层，首先优化设计洞门钢环，并在内部增设至少一道弹性橡胶止水环和橡胶止水帘布，并在车站主体结构施工时进行定位安装；其次，当盾构快进洞时，进行盾构姿态调整，降低掘进速度向围护结构掘进，当盾构破除围护结构一半时，采用敞开式掘进，同时停止向仓内添加任何液体。然后，当盾构刀盘破除围护结构后快速前移使外侧止水帘布搭接在盾体上，并立即在预留注浆孔及注浆管内注入盾尾油脂，填满止水帘布空隙；最后，快速前移盾构机和拼装完成盾构进洞管片，并用工字钢把进洞成型隧道管片连接成一体，当盾尾进入两道止水帘布后，实施二次补注浆。

该方法实现盾构进洞端头不加固，在进洞时无喷砂涌水，地面沉降控制在允许范围内，杜绝管片松弛，开创了溶沟地层非加固盾构进洞施工无安全隐患的先河。

推广情况

该技术由于安全可靠，工序简单、成本较低，解决了传统盾构进洞涌砂、沉降大等技术难题。在左线实践后被推广到同一区间右线，也取得较好的效果。实践证明，该技术方案先进，功效高，成本低，特别是填补了国内盾构溶沟地层非加固进洞施工技术的空白，开创了砂卵石地层盾构进洞无喷砂涌水的先河，长沙地铁还有几条线穿越溶沟，大部分盾构进洞地层为砂卵石，地下水丰富，安全风险大，推广前景好。

Claims (1)

1.一种溶沟地层盾构进洞施工方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一、优化洞门钢环结构

根据车站主体结构厚度调整洞门钢环宽度，在洞门钢环（1）内部并且位于洞门钢环与车站围护结构（2）面之间的位置增设至少一道弹性橡胶止水环（3），在洞门钢环最外端增设一道内翻式橡胶止水帘布（4），橡胶止水帘布外侧间隔分布若干折叠翻板（5）；洞门钢环周圈、且位于弹性橡胶止水环（3）与橡胶止水帘布（4）之间的部位间隔开设注浆孔（6）及与注浆孔连通的注浆管（7）；

步骤二、车站围护结构（2）施工时，采用玻璃纤维筋，盾构机直接切除进洞，在盾构机破除完车站围护结构瞬间，弹性橡胶止水环紧紧挡住刀盘与车站围护结构间隙；

步骤三、车站主体（8）施工时，盾构刀盘破除车站围护结构后快速前移使得橡胶止水帘布外侧的折叠翻板搭接在刀盘上，此时立即通过洞门钢环上预留的注浆孔（6）及注浆管（7）向橡胶止水帘布（4）及弹性橡胶止水环（3）之间的空隙注入盾尾油脂；

步骤四、洞门钢环注入盾尾油脂密封好后，快速前移盾构机并拼装完成盾构进洞管片，并用工字钢把进洞成型隧道管片连接成一体，当盾尾进入橡胶止水帘布与弹性橡胶止水环之间后，立即对最后几环管片进行二次补注浆，即完成了溶沟地层盾构进洞的施工。

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