CN104594911A - 盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，通过运营线路监测、运营线路预加固、洞门钢套筒密封、盾构掘进、前盾同步注浆、管片拼装和对在施隧道下穿运营线路影响范围内的土体进行双液浆二次注浆加固等步骤，有效阻止水流通道的形成和上覆土体的下沉，确保将运营线路的变形量控制在安全和合理区间，增强在施隧道和运营线路的长期稳定性，大大提高了施工质量。

Description

盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法

技术领域

本发明涉及一种盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，尤其是盾构机出洞或进洞后立刻需要长距离下穿与之净距较小条件下的穿越运营线路的方法。

背景技术

通常的盾构始发及接收端近距离下穿既有运营线隧道采用端头加固、运营线周围土体加固、在运营线及施工隧道之间的夹层土施工管棚，盾构施工过程中加强同步注浆、二次注浆，采取合理的掘进参数进行施工，该种常规的盾构始发或接收端下穿运营线的施工方法，端头加固及运营线路周边加固对运营线的影响难以控制，且可能存在占地问题，管棚施工占用近1个月的工期，且施工过程同样存在对运营线的影响。

深圳地铁2号线福一市区间盾构始发期间小间距下穿运营4号线大断面隧道，采用“洞门密封钢套筒+端头加固”方案，保障了盾构连续匀速穿过既有地铁4号线，有效控制了运营线路的结构变形，使盾构隧道安全通过。与本发明相比，本发明涉及的钢套筒密封装置更大，可以使整个盾构机处在密闭空间里，消除了盾构机与洞门钢圈之间间隙的水土流失，可提前建立土仓压力；穿越过程中采用自制惰性浆液填充盾体与地层间隙，有效控制了既有地铁运营线路沉降；因此，本发明专利在保障地铁盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿地铁运营线路安全方面，更具优越性。

发明内容

本发明的目的是为解决目前盾构始发及接收端近距离下穿既有运营线隧道的施工方法对运营线路的影响难以控制、占地及影响运营线路正常运行的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，包括如下步骤：

（1）运营线路监测：在距离盾构机在施隧道一定距离内的运营线路中选择若干监测断面，在每个监测断面圆周上设置若干观测棱镜作为监测点，每个监测区域设置3个以上基准点，通过设置在运营线路中轨道道床上的全站仪观测监测点来实时监测运营线路及其中的轨道变形引起的横向和纵向位移变化量，并通过全站仪数据输出端连接的数据采集设备和数传电台将监测到的位移变化量数据传送到监控中心；基准点分布在远离变形区两端的地方；

（2）运营线路预加固：对上述设置监测点的运营线路区间进行洞内预加固，预加固方法为：每两环管片进行一个断面注浆，使用两套注浆设备的注浆头同时通过管片腰部的两处注浆孔对管片壁后的土体进行水泥-水玻璃双液浆对称注浆，注浆头末端为注浆管，注浆深度为2米；

（3）洞门钢套筒密封：盾构机吊装井底部设置钢套筒底座，盾构机在钢套筒底座上组装完成后装上钢套筒上盖，使盾构机处于钢套筒底座和钢套筒上盖围合而成的钢套筒空间内；在钢套筒内盾构机后方轴向拼装两环负环管片，在负环管片后方设置反力架，反力架与钢套筒进行刚性连接，负环管片通过盾构千斤顶顶至反力架；在盾壳、负环管片和钢套筒间密实填充砂及膨润土泥浆；洞门设置预埋钢环，在钢套筒上与反力架连接处设置小型千斤顶，小型千斤顶将钢套筒顶住贴近洞门设置预埋钢环，使钢套筒与洞门设置预埋钢环之间完全密封；

（4）盾构掘进：采用土压平衡掘进模式，匀速直线掘进，衬砌管片每环宽度1.5米，出土量44.1m³/环；将从洞门起至下穿运营线路一定距离后的区段划分为穿越前控制段、穿越控制段和穿越后控制段三个施工控制阶段，其中：

穿越前控制段推进速度40mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.2bar；

穿越控制段推进速度60mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.1bar；

穿越后控制段推进速度50mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.2bar；

（5）前盾同步注浆：在盾构掘进的同时，使用两台可调节流量的泵通过盾构前盾的超前注浆孔向盾壳与上覆土体之间的间隙填充改性水玻璃惰性浆液，改性水玻璃惰性浆液的弹性模量稍大于上覆土体的弹性模量，改性水玻璃惰性浆液的泊松比≥0.3，注浆压力为1.1-1.2倍的静止土压力。按直径6米、1.5米管片长度、6.28米的盾构机开挖直径计算，管片与土体之间的空隙为4.05m³，为确保充分填充空隙，注浆量为空隙体积的150%-170%，即6m³/环- 7m³/环；

（6）管片拼装：盾构推进结束后等待一段时间，待周围土体与盾构机固结在一起后回缩盾构千斤顶进行管片拼装，千斤顶的回缩距离控制在满足管片拼装即可。

进一步地，步骤（1）所述监测断面间距5-10m，每个监测断面上均匀布设5-6个观测棱镜。

进一步地，步骤（1）所述全站仪观测监测点的方法为：

第1次观测时，先使全站仪人工概略照准各个监测点，再使其自动精确照准各个监测点，用方向法观测各监测点的方向值及距离进而得出各监测点的三维坐标（X0，Y0，Z0）；采用多次观测的数据经平差后，作为后续位移变化量处理的初始值；

从第2次观测开始，全站仪利用基准点测得自身的三维坐标，进而得出各监测点的三维坐标值（Xi，Yi，Zi），并得出各个监测点水平位移两个方向的变形值（dX，dY）和沉降方向变形值（dZ），得出成果表格及位移变化曲线图。

进一步地，步骤（2）所述注浆管为钢花管，钢花管前部60cm范围内设3组出浆孔，每组3个孔，孔组间距20cm。

进一步地，步骤（2）所述注浆孔待盾构机掘进到对运营线路的影响范围之后封孔。

进一步地，在步骤（3）所述洞门设置预埋钢环与钢套筒之间安装一套过渡环，过渡环与预埋钢环满焊连接，使接口完全密封。

进一步地，步骤（4）所述穿越前控制段为从洞门起第1-6环管片或第1-7环管片；穿越控制段为从洞门起第7-27环管片或第8-28环管片；穿越后控制段为从洞门起第28-40环管片或第29-40环管片。

进一步地，步骤（5）所述改性水玻璃惰性浆液由A液和B液两部分通过连接到泵的Y型注浆头混合而成，B液质量占比为5%-6%，其中A液为膨润土浆液，质量配比为膨润土：水=1：2，B液为水玻璃液，质量配比为水玻璃：水=1:1。

进一步地，步骤（6）所述管片拼装时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。

进一步地，还包括对在施隧道下穿运营线路影响范围内的土体进行双液浆二次注浆加固的如下步骤：

1)盾构掘进的同时在盾尾后5-8环处从在施隧道上部注浆孔进行双液浆加固，同时在运营线路影响范围内通过在运营线路内铺设的二次注浆高压注浆管对运营线路壁后进行二次双液浆注浆；

2）在对盾构机盾尾后2-3环处除进行注浆外，还对有影响的区段从在施隧道左上方或者顶部90度范围内的注浆孔进行改性浆液的注入；

3）在施隧道下穿运营线路出影响范围后，对影响范围内的在施隧道土体和运营线路壁后再次进行双液浆注浆加固；

上述双液浆由甲液和乙液混合而成，其中甲液质量配比为粉煤灰：水泥：膨润土：水=2：0.4：0.24：1300，乙液为水玻璃。

本发明相对于现有施工方法具有以下优点：

1）施工的同时对运营线路的变形量进行实时监测，根据监测数据动态调整掘进和注浆等施工参数，确保将运营线路的变形量控制在安全和合理区间，大大提高了施工质量；

2）施工前对运营线路进行预加固，可有效控制运营线路的变形量；

3）采用始发或接收钢套筒，一方面，通过钢套筒这个密闭的空间提供平衡掌子面的水土压力，使盾构提前建立压力，避免了盾构刚始发即下穿的风险；另一方面，始发或接收时可不需要对端头及运营线路附近进行加固，同时不需要管棚施工，节约了时间及成本；

4）盾构掘进的同时在盾壳与上覆土体之间的间隙填充改性水玻璃惰性浆液，能有效阻止水流通道的形成和上覆土体的下沉；

5）对在施隧道下穿运营线路影响范围内的土体进行双液浆二次注浆加固能增强在施隧道和运营线路的长期稳定性。

附图说明

图1为运营线路监测点布置及钢套筒底座安装示意图；

图2为运营线路洞内预加固及盾构机在钢套筒底座上组装示意图；

图3为盾构机组装后钢套筒上盖安装示意图；

图4为盾构机出洞始发掘进示意图；

图5为盾构机始发过程前盾径向注入改性水玻璃溶液示意图；

图6为盾构机成功下穿运营线路后对运营线路和在施隧道同时注浆示意图。

图中：1盾构机；101盾构机前盾超前注浆孔；2钢套筒上盖；3在施隧道；301在施隧道注浆头；4既有线左线隧道监测断面；401既有线左线隧道监测点；402既有线左线隧道注浆头；5既有线右线隧道监测断面；501既有线右线隧道监测点；502既有线右线隧道注浆头；6钢套筒底座；7吊装井；8反力架。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，且其不应理解为对本发明的限制。

本实施例中，运营线路为深圳地铁四号线隧道，包括左、右两线隧道，在施隧道为深圳地铁9号线隧道，也包括左、右两线隧道。

如图1-6所示，本发明的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，包括如下步骤：

（1）运营线路监测：在距离盾构机1的在施隧道3一定距离内的运营线路中选择若干监测断面，包括既有线左线隧道监测断面4和既有线右线隧道监测断面5，左线和右线监测断面间距均为5-10m，每个监测断面上均匀布设5-6个观测棱镜；在每个监测断面4，5圆周上设置若干观测棱镜作为监测点401，501，每个监测区域设置3个以上基准点，通过设置在运营线路中轨道道床上的全站仪观测监测点401，501来实时监测运营线路及其中的轨道变形引起的横向和纵向位移变化量，并通过全站仪数据输出端连接的数据采集设备和数传电台将监测到的位移变化量数据传送到监控中心；基准点分布在远离变形区两端的地方。第1次观测时，先使全站仪人工概略照准各个监测点，再使其自动精确照准各个监测点，用方向法观测各监测点的方向值及距离进而得出各监测点的三维坐标（X0，Y0，Z0）；采用多次观测的数据经平差后，作为后续位移变化量处理的初始值；从第2次观测开始，全站仪利用基准点测得自身的三维坐标，进而得出各监测点的三维坐标值（Xi，Yi，Zi），并得出各个监测点水平位移两个方向的变形值（dX，dY）和沉降方向变形值（dZ），得出成果表格及位移变化曲线图。

采用徕卡TS30高精度全站仪及相应的数据采集器，监测数据用电缆送到监测计算机中，实时得到运营线路纵向和横向位移变化数据和图形，调整注浆参数。徕卡TS30高精度全站仪测角精度0.5”，测距精度0.6mm+1ppm,能满足高精度的测量要求，徕卡将压电陶瓷驱动技术与异型抛物镜面传输技术运用于TS30全站仪，确保即使在高速旋转状态下，仍能够保证测量达到最佳精度，从而保证高效，可靠；在小视场多个棱镜时缩小目标可视范围，准确锁定目标；更可像数码相机一样拍摄及存储任何测量点的影像资料，丰富了原始数据；即使在极端恶劣的环境下，TS30仍能正常工作；适合全天候的自动化监测。

穿越运营线路及重大危险源的远程监测系统应包括数据采集、传输、处理和反馈4个基本功能，必须达到以下基本要求：（1）系统应具有长期可靠性。考虑到新建地铁工程施工工期长，地铁隧道环境差，受列车震动、活塞风等各种外界影响较大，因此要求远程监测系统具备长期可靠性，并具有抵抗隧道环境的能力。（2）监测仪器的尺寸不能太大。考虑到隧道限界的要求，仪器不能太大，以保证仪器安装后在隧道发生一定变形时仍不会侵入设备限界。（3）数据采集自动化、实时化和标准化。对既有地铁隧道结构和轨道结构的变形、位移及裂缝变化等数据能够实施自动的采集，并按照标准格式进行储存，以便于信息处理。（4）可靠的远程传输。仪器采集的数据能够通过有线或无线的方式，可靠的传输到信息管理中心，避免因出现故障而导致监测信息出现盲点。（5）直观的数据处理。以直观的图标形式对监测数据进行实时处理，并分析判断数据的可信度和数据代表的工程风险程度（6）畅通的信息反馈。通过互联网、手机短信等多种方式发布监测信息，是相关单位在第一时间获取数据信息。

拟建隧道沿线地面沉降、建（构）筑物、地下管线应是本工程重点监测保护对象。需在盾构推进施工影响范围内的建筑物上布设沉降监测点，随时了解建筑物的不均匀沉降情况。从管线资料来看，区间隧道穿越路口时要经过各种地下管线，沿线分布有电力、雨水、污水等几大类管线，在盾构穿越地下管线时要对地下管线进行跟踪监测。

在隧道从上梅林站盾构始发井出洞后开始对盾构推进时的地面沉降情况进行重点监测，根据监测数据，不断调整施工参数，以便合理的施工参数下，在穿越四号线时让盾构推进对环境的影响降到较小的状态。

本工程盾构施工过程中，应对四号线隧道沉降、断面变形，道床沉降等进行监测，由于2号线的运行影响，必须采用自动监测仪器进行监测。

结合盾构推进施工中引起的地面沉降的机理，在盾构穿越四号线前和穿越四号线期间拟开展如下监测内容：（1）地表沉降监测；（2）地表深层沉降监测；（3）地下管线沉降监测；（4）在施隧道结构沉降监测。

深圳地铁9号线BT项目远程自动化监测系统的传感器种类多、数量大、信号传输与存储的实时性要求高，这对数据采集系统的软硬件提出了很高的要求。综合考虑集中式采集系统和有线传输方式对本项目的施工极为不便，分布式的测量系统和无线传输是本项目自动化监测的首选。

在分布式的测量系统中包含多个数据采集子站。各个采集子站输出的信号均为数字信号，并带有错误校验码，保证了传输的都是数字量，避免了外界信号的干扰。

数据采集子站安装在一个不锈钢的机箱内，由四个部分组成：供电系统、数据采集单元、数传电台和通风系统，远程数据传输子站安装在一个机箱内，由三部分组成：供电系统、3G DTU、数传电台；由于监测现场离监控中心距离过远，需采用3G DTU无线传输模式，3G DTU位于远程数据传输子站机箱内，天线固定在子站机箱外。将现场数据发送到监控中心公网IP上。

信息中心主控计算机接收到监测数据后，通过专业技术软件进行整理、计算和分析，并绘制各种表格和曲线。同时，利用数据库进行数据的存储和管理。对监测数据进行分析处理后，信息中心通过公共网络传输到地铁建设公司、地铁运营公司和施工单位及其他相关单位，实现数据的远程实时传送，必要时进行预警或发布预警，经授权后将预警、报警数据发送至相关单位，根据监测数据的变化情况，决定是否需要调整支护参数、盾构参数并采取相应的变形控制措施，确保结构安全和既有线运营正常。

（2）运营线路预加固：对上述设置监测点的运营线路区间进行洞内预加固，预加固方法为：每两环管片进行一个断面注浆，使用两套注浆设备的注浆头402，502同时通过管片腰部的两处注浆孔对管片壁后的土体进行水泥-水玻璃双液浆对称注浆，注浆头末端为注浆管，注浆深度为2米。注浆管采用钢花管，钢花管前部60cm范围内设3组出浆孔，每组3个孔，孔组间距20cm。

为了有效控制盾构穿越前后的四号线沉降和位移，在穿越区影响范围区段9号线隧道中心线外0～30m时,自动化监测断面间距为15m，9号线隧道中心线外30～50m时，自动化监测断面间距为25m内设置自动化监测点断面，并在四号线隧道内采取有效的洞内预加固措施，通过管片腰部注浆孔对壁后进行水泥-水玻璃双液浆注浆，纵向间距为2.4米。注浆顺序为：

左线、右线同期进行注浆，注浆顺序由南至北，每2环管片进行一个断面注浆。在一个注浆断面上，使用两套注浆设备同时对管片腰部两处注浆孔进行对称注浆，注浆深度为2米。采用钢花管进行注浆，钢管前部60cm范围内钻3组出浆孔，每组3个孔，孔组间距为20cm。第一次注浆完成后，不拆除注浆管，根据注浆效果，可利用预留的注浆管进行反复注浆。

注浆之前先对管片注浆孔进行检查，检查丝扣是否损坏，如发生损坏应向港铁四号线反映。待盾构机掘进到对4号线的影响范围之后，才能将注浆孔封孔。注浆结束待注浆孔后的土体固结后，即可对注浆孔起到封堵作用，防止后期漏水的发生。

（3）洞门钢套筒密封：盾构机吊装井7底部设置钢套筒底座6，盾构机1在钢套筒底座6上组装完成后装上钢套筒上盖2，使盾构机1处于钢套筒底座6和钢套筒上盖2围合而成的钢套筒空间内；在钢套筒内盾构机1后方轴向拼装两环负环管片，在负环管片后方设置反力架8，反力架8与钢套筒进行刚性连接，负环管片通过盾构千斤顶顶至反力架8；在盾壳、负环管片和钢套筒间密实填充砂及膨润土泥浆；洞门设置预埋钢环，在钢套筒上与反力架连接处设置小型千斤顶，小型千斤顶将钢套筒顶住贴近洞门设置预埋钢环，使钢套筒与洞门设置预埋钢环之间完全密封。在洞门设置预埋钢环与钢套筒之间安装一套过渡环，过渡环与预埋钢环满焊连接，使接口完全密封。

由于始发钢套筒系统中有千斤顶向前的预顶力，加上盾构始发推力，反力架承受的推力将比正常始发时增强，因此在计算反力架时，其设计能力必须能承受超过2000吨的推力。

（4）盾构掘进：采用土压平衡掘进模式，匀速直线掘进，衬砌管片每环宽度1.5米，出土量控制在理论值的95%左右，即V=46.4×95%=44.1m3/环，保证盾构切口上方土体能微量隆起，以减少土体的后期沉降量；将从洞门起至下穿运营线路一定距离后的区段划分为穿越前控制段、穿越控制段和穿越后控制段三个施工控制阶段，其中，

穿越前控制段：左线隧道位于从洞门起第1-6环管片，右线隧道位于从洞门起第1-7环管片，推进速度40mm/min左右，土压力1.4bar-1.6bar；

穿越控制段：左线隧道位于从洞门起第:7-27环管片，右线隧道位于从洞门起第8-28环管片，推进速度60mm/min左右，土压力1.6bar-1.8bar；

穿越后控制段：左线隧道位于从洞门起第28-40环管片，右线隧道位于从洞门起第29-40环管片，推进速度50mm/min左右，土压力1.4bar-1.6bar。

土压平衡盾构机压力仓内土压大小还与盾构推进速度以及出土量有关：若推进速度加快而出土率较小，则土压仓土压力会增大，其结果将导致造成地面隆起。反之推进速度放慢，出土量增加将令土仓土压力下降，引起地面下沉。为此盾构推进过程中应做到：降低推进速度，严格控制盾构方向、姿态变化，减少纠偏，特别是杜绝大量值纠偏，保证盾构机的平稳穿越。尽量保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越四号线，以减少对周边土体的扰动影响，避免对其结构产生不利影响。因盾构进行平面或高程纠偏的过程中，会增加对土体的扰动，因此在穿越过程中，在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，尽可能使盾构匀速、直线通过，减少盾构纠偏量和纠偏次数。推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，相对区域油压的变化量随出土箱数和千斤顶行程逐渐变化。以减少盾构施工对港铁四号线和地面的影响。将四号线隧道结构沉降控制在±7mm范围内。

（5）前盾同步注浆：盾构开挖直径约为6300mm，前盾直径为6250mm，中盾直径为6240mm，盾尾直径为6230mm。因此，在开挖面至盾尾之间，盾壳与上覆土体间存在不小于7cm的间隙，极易形成水流通道并造成土体下沉，使四号线隧道下沉迅速超过控制值。

在盾构掘进的同时，使用两台可调节流量的泵通过盾构前盾的超前注浆孔向盾壳与上覆土体之间的间隙填充改性水玻璃惰性浆液，改性水玻璃惰性浆液的弹性模量稍大于上覆土体的弹性模量，改性水玻璃惰性浆液的泊松比≥0.3，注浆压力为1.1-1.2倍的静止土压力，注浆量为6m³/环- 7m³/环。改性水玻璃惰性浆液由A液和B液两部分通过连接到泵的Y型注浆头混合而成，B液质量占比为5%-6%，其中A液为膨润土浆液，质量配比为膨润土：水=1：2，B液为水玻璃液，质量配比为水玻璃：水=1:1。

（6）管片拼装：盾构推进结束后等待一段时间，待周围土体与盾构机固结在一起后回缩盾构千斤顶进行管片拼装，千斤顶的回缩距离控制在满足管片拼装即可。管片拼装时可通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。

为增强在施隧道3和运营线路的长期稳定性，还可包括对在施隧道下穿运营线路影响范围内的土体进行双液浆二次注浆加固的如下步骤：

1)盾构掘进的同时在盾尾后5-8环处从在施隧道上部注浆孔进行双液浆加固，同时在运营线路影响范围内通过在运营线路内铺设的二次注浆高压注浆管对运营线路壁后进行二次双液浆注浆；

2）在对盾构机盾尾后2-3环处除进行注浆外，还对有影响的区段从在施隧道左上方或者顶部90度范围内的注浆孔进行改性浆液的注入；

3）在施隧道下穿运营线路出影响范围后，对影响范围内的在施隧道土体和运营线路壁后再次进行双液浆注浆加固；

上述双液浆由甲液和乙液混合而成，其中甲液配比为粉煤灰：水泥：膨润土：水=2000kg：400kg：240kg：1300000kg，乙液为水玻璃110kg。另外再加入适量的促进剂，甲、乙两浆液配比由现场试验初凝时间为最快30秒至1分钟。施工过程中根据实际情况配比可作适当调整。注浆压力控制在0.3MPa以下，注浆流量控制在10-15L/min。

上述需要双液二次注浆的在施隧道下穿运营线路影响范围在本工程中为左线15环，右线15环，计30环；；注浆采取跳环形式（即每两环施工一环），共计施工15环，每个注浆环施工孔数及每孔注浆量根据监测数据及实际需求确定。双液二次注浆实际情况为：在盾尾后 5-8环处从隧道上部注浆孔进行双液同步注浆，在盾尾后10环左右处从隧道下部注浆孔进行双液注浆，以减少盾尾脱出后土体的沉降。

为保证盾构在掘进过程中，能保持顺利平衡的进行，对于常规下盾构机发生的一些机件上的故障导致停机时，根据四号线内自动化监测数据及盾构机施工掘进参数指导进行在一些隧道断面内，需进行管片后二次注浆应急抬升隧道。

在盾构穿越前，我们对此进行了洞内二次注浆预加固处理措施，将二次注浆的初凝时间调至40-50min左右，从中获取了一定的注浆经验，当隧道内监测数据达到预警值，在及时进行二次补浆的情况下，半小时内可将隧道提升4mm左右。

双液注浆孔布置在港铁四号线隧道加固段范围内的两侧拱腰的管片注浆孔（兼吊装孔）内。其中穿越前洞内预加固范围为隧道相交范围内前后各10米。注浆前先用冲击钻将注浆孔疏通，然后将注浆管振动插入孔内至隧道管壁外侧设计深度处。随即将特制的防喷装置安装好，并将单向球阀接在注浆管上，以便注浆（置换注浆将1.0米的注浆管振动插入孔内至隧道管壁外侧0.5米处或者疏通压浆注浆孔后直接接入防喷装置及单向球阀进行置换注浆）。若出现有浆液或地下水渗漏的情况时，先将防喷装置安装在注浆孔内，并接上单向球阀，以达到防止地下水或浆液渗漏的目的。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）运营线路监测：在距离盾构机在施隧道一定距离内的运营线路中选择若干监测断面，在每个监测断面圆周上设置若干观测棱镜作为监测点，每个监测区域设置3个以上基准点，通过设置在运营线路中轨道道床上的全站仪观测监测点来实时监测运营线路及其中的轨道变形引起的横向和纵向位移变化量，并通过全站仪数据输出端连接的数据采集设备和数传电台将监测到的位移变化量数据传送到监控中心；基准点分布在远离变形区两端的地方；

（2）运营线路预加固：对上述设置监测点的运营线路区间进行洞内预加固，预加固方法为：每两环管片进行一个断面注浆，使用两套注浆设备的注浆头同时通过管片腰部的两处注浆孔对管片壁后的土体进行水泥-水玻璃双液浆对称注浆，注浆头末端为注浆管，注浆深度为2米；

（3）洞门钢套筒密封：盾构机吊装井底部设置钢套筒底座，盾构机在钢套筒底座上组装完成后装上钢套筒上盖，使盾构机处于钢套筒底座和钢套筒上盖围合而成的钢套筒密闭空间内；在钢套筒内盾构机后方轴向拼装两环负环管片，在负环管片后方设置反力架，反力架与钢套筒进行刚性连接，负环管片通过盾构千斤顶顶至反力架；在盾壳、负环管片和钢套筒间密实填充砂及膨润土泥浆；洞门设置预埋钢环，在钢套筒上与反力架连接处设置小型千斤顶，小型千斤顶将钢套筒顶住贴近洞门设置预埋钢环，使钢套筒与洞门设置预埋钢环之间完全密封；

（4）盾构掘进：采用土压平衡掘进模式，匀速直线掘进，衬砌管片每环宽度1.5米，出土量44.1m³/环；将从洞门起至下穿运营线路一定距离后的区段划分为穿越前控制段、穿越控制段和穿越后控制段三个施工控制阶段，其中：

穿越前控制段推进速度40mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.2bar；

穿越控制段推进速度60mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.1bar；

穿越后控制段推进速度50mm/min左右，土压力取静止水土压力±0.2bar；

（5）前盾同步注浆：在盾构掘进的同时，使用两台可调节流量的泵通过盾构前盾的超前注浆孔向盾壳与上覆土体之间的间隙填充改性水玻璃惰性浆液，改性水玻璃惰性浆液的弹性模量稍大于上覆土体的弹性模量，改性水玻璃惰性浆液的泊松比≥0.3，注浆压力为1.1-1.2倍的静止土压力；

按直径6米、1.5米管片长度、6.28米的盾构机开挖直径计算，管片与土体之间的空隙为4.05m³，为确保充分填充空隙，注浆量为空隙体积的150%-170%，即6m³/环- 7m³/环；

（6）管片拼装：盾构推进结束后等待一段时间，待周围土体与盾构机固结在一起后回缩盾构千斤顶进行管片拼装，千斤顶的回缩距离控制在满足管片拼装即可。

2.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（1）所述监测断面间距5-10m，每个监测断面上均匀布设5-6个观测棱镜。

3.根据权利要求1或2所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（1）所述全站仪观测监测点的方法为：

第1次观测时，先使全站仪人工概略照准各个监测点，再使其自动精确照准各个监测点，用方向法观测各监测点的方向值及距离进而得出各监测点的三维坐标（X0，Y0，Z0）；采用多次观测的数据经平差后，作为后续位移变化量处理的初始值；

从第2次观测开始，全站仪利用基准点测得自身的三维坐标，进而得出各监测点的三维坐标值（Xi，Yi，Zi），并得出各个监测点水平位移两个方向的变形值（dX，dY）和沉降方向变形值（dZ），得出成果表格及位移变化曲线图。

4.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（2）所述注浆管为钢花管，钢花管前部60cm范围内设3组出浆孔，每组3个孔，孔组间距20cm。

5.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（2）所述注浆孔待盾构机掘进到对运营线路的影响范围之后封孔。

6.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，在步骤（3）所述洞门设置预埋钢环与钢套筒之间安装一套过渡环，过渡环与预埋钢环满焊连接，使接口完全密封。

7.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（4）所述穿越前控制段为从洞门起第1-6环管片或第1-7环管片；穿越控制段为从洞门起第7-27环管片或第8-28环管片；穿越后控制段为从洞门起第28-40环管片或第29-40环管片。

8.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（5）所述改性水玻璃惰性浆液由A液和B液两部分通过连接到泵的Y型注浆头混合而成，B液质量占比为5%-6%，其中A液为膨润土浆液，质量配比为膨润土：水=1：2，B液为水玻璃液，质量配比为水玻璃：水=1:1。

9.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，步骤（6）所述管片拼装时通过反转螺旋机维持盾构前方土体平衡。

10.根据权利要求1所述的盾构始发阶段或接收阶段近距离下穿运营线路的施工方法，其特征在于，还包括对在施隧道下穿运营线路影响范围内的土体进行双液浆二次注浆加固的如下步骤：

1)盾构掘进的同时在盾尾后5-8环处从在施隧道上部注浆孔进行双液浆加固，同时在运营线路影响范围内通过在运营线路内铺设的二次注浆高压注浆管对运营线路壁后进行二次双液浆注浆；

2）在对盾构机盾尾后2-3环处除进行注浆外，还对有影响的区段从在施隧道左上方或者顶部90度范围内的注浆孔进行改性浆液的注入；

3）在施隧道下穿运营线路出影响范围后，对影响范围内的在施隧道土体和运营线路壁后再次进行双液浆注浆加固；

上述双液浆由甲液和乙液混合而成，其中甲液质量配比为粉煤灰：水泥：膨润土：水=2：0.4：0.24：1300，乙液为水玻璃。