CN106837411A - 一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构及方法，其特征在于：在地面上等间距钻有第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)，所述的第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)相间布置，在第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)上均预先跟有钢套管(3)，所述的钢套管(3)伸入到位于地面以下的盾构管片(4)的管壁中，在所述的钢套管(3)内下放套管(5)，在所述的套管(5)的尾部内安装有注浆塞(5.1)，注浆管(6)伸入到所述的套管(5)内，且尾部伸入至盾构管片(4)内；它克服了现有技术中土体流入隧道内，易引起地面塌陷事故的缺点，具有止水与防漏砂效果好，并可替换钢套管，减小工程费用的优点。
Description
技术领域
本发明涉及到地铁工程、市政隧道工程等技术领域，更加具体来说是一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构及方法。
背景技术
目前，明挖法、盾构法、矿山法等施工方法在国内地铁区间隧道施工中都得到了成功应用。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、施工速度快、开挖时地面沉降控制好、适应于各种复杂地质条件等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。因此，盾构法逐渐成为地铁区间隧道施工的主要工法。
近年来，上海、广州、深圳、南京、天津、南宁、武汉等地先后发生盾构隧道塌陷事故，后续对盾构隧道采取了工程原位修复或者改线修复。
2015年2月10日，武汉轨道交通3号线某区间右线隧道盾构机掘进至354环时出现险情，造成地面塌陷，盾构机被埋，既有隧道损坏。为保证工期要求，后续采用了改线修复的方案。原右线盾构隧道位于新建左、右线隧道之间，现已废弃，内充满积水和松散砂土。废弃的右线隧道位于正在运营的左线隧道下方，竖向低于左线隧道1.63～8.06m，水平净距8.87～14.92m；与正在运营的右线隧道基本并行，水平净距3.23～12.50m。
考虑到地铁工程是百年工程，被废弃的盾构隧道与正在运行的地铁隧道距离很近，为防止地下水活动引起废弃隧道空腔内外的水土交换，土体流入隧道内，易引起地面塌陷事故，进而影响到3号线运营隧道的结构安全，需要对既有右线盾构隧道进行填充处理。
需进行注浆回填段盾构隧道埋深约为18.0～27.0m，隧道长度约为365m。盾构隧道所在地层为(3-5)粉砂、粉土、粉质黏土互层和(4-1)粉细砂，最大承压水头高达25m，需要特别考虑管片开孔和回填注浆工艺，以保证施工安全和回填质量。
发明内容
本发明的第一目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构。
本发明的第一目的的技术方案通过如下措施来实施的：一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，在地面上等间距钻有第一序钻孔和第二序钻孔，所述的第一序钻孔和第二序钻孔相间布置，在第一序钻孔和第二序钻孔上均有跟管钻进的钢套管，所述的钢套管伸入到位于地面以下的盾构管片的管壁中，在所述的钢套管内套有套管，在所述的套管的尾部内安装有注浆塞，注浆管伸入到所述的套管内，且尾部伸入至盾构管片内。
在上述技术方案中：相邻的两个所述的第一序钻孔和第二序钻孔之间的间距均为15m。
在上述技术方案中：所述的钢套管为直径不小于130mm的钢套管，所述的套管为直径为110mm的PVC管，所述的注浆管为直径为76mm的钻穿管；所述的盾构管片的壁厚为300mm或350mm。
在上述技术方案中：所述的钢套管伸入到所述的盾构管片内的深度为150mm-200mm之间。
在上述技术方案中：所述的钢套管伸入到所述的盾构管片内的深度为200mm之间。
本发明的第二目的在于提出了一种施工方法：一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，包括如下施工步骤；
①、在地面上等间距钻有第一序钻孔，在所述的第一序钻孔内安装有钢套管，所述的钢套管自地面钻进到盾构管片的管壁中200mm；
②、然后在所述的钢套管内下方有φ110PVC套管；
③、拔出钢套管，在所述的套管内安装注浆塞；
④、采用压力注浆将套管的端部密封在盾构管片内；
⑤、待步骤④中的注浆凝固达到设计强度后，在所述的套管中继续钻进φ76的注浆管，所述的注浆管继续伸入到盾构管片内部；
⑥、最后，在所述的第一序钻孔的中间钻有第二序钻孔，接着在所述的第二序钻孔上执行步骤①-⑤中的步骤。
在上述技术方案中：在步骤④中的每一注压力注浆的临近结束时的注浆压力不小于0.5-0.8MPa。
在上述技术方案中：相邻的两个所述的第一序钻孔和第二序钻孔之间的间距均为15m。
在上述技术方案中：所述的注浆材料采用稳定性浆液，水灰比为0.7:1。
本发明包括如下技术优点：1、该发明针对高承压含水地层中深埋盾构隧道管片开孔存在的漏水漏砂风险，采用跟管钻进方式成孔，在管片上压力注浆预埋PVC管，止水与防漏砂效果好，并可替换钢套管，减小工程费用。
2、该发明针对长距离大体积隧道空腔注浆回填的特点，制定了严格的钻孔布置、回填材料、注浆工艺参数和质量检查等措施，可以确保施工质量满足设计要求。
3、与现有技术相比，可以避免在高承压含水地层中对深埋盾构隧道管片开孔时引发漏水漏砂险情，埋管工艺简单，费用低。大体积隧道空腔回填注浆材料、工艺、注浆参数和质量检查等科学合理，具有明显的技术先进性。
附图说明
图1为本发明的结构开孔工艺流程图。
图2为本发明的第一序钻孔和第二序钻孔的布置图。
图中：第一序钻孔1、第二序钻孔2、钢套管3、盾构管片4、套管5、注浆塞5.1、注浆管6。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参照图1-2所示：一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，在地面上等间距钻有第一序钻孔1和第二序钻孔2，所述的第一序钻孔1和第二序钻孔2相间布置，在第一序钻孔1和第二序钻孔2上均预先钻有钢套管3，所述的钢套管3伸入到位于地面以下的盾构管片4的管壁中，在所述的钢套管3内套有套管5，在所述的套管5的尾部内安装有注浆塞5.1，注浆管6伸入到所述的套管5内，且尾部伸入至盾构管片4内。
相邻的两个所述的第一序钻孔1和第二序钻孔2之间的间距均为15m。
所述的钢套管3为直径不小于130mm的钢套管，所述的套管5为直径为110mm的PVC管，所述的注浆管6为直径为76mm的钻穿管；所述的盾构管片4的壁厚为300mm或350mm。
所述的钢套管3伸入到所述的盾构管片4内的深度为150mm-200mm之间(图中D)。
施工前，在地面对废弃隧道的轴线进行准确放样，注浆孔应布置在隧道轴线上方，根据原施工记录尽量避开环向施工缝。
本发明还包括一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，包括如下施工步骤；
①、在地面上等间距钻有第一序钻孔1，在所述的第一序钻孔1内安装有钢套管3，所述的钢套管3自地面钻进到盾构管片4的管壁中200mm时应跟所述的钢套管3钻进，为方便后续埋保护套管和套管内变径钻进；
②、然后在所述的钢套管3内下方有φ110PVC套管5；
③、拔出钢套管3，在所述的套管5内安装注浆塞5.1；
④、采用压力注浆将套管5的端部密封在盾构管片4内；
⑤、待步骤④中的注浆凝固达到设计强度后凝结时间不少于48小时(混凝土凝固区域如图A)，在所述的套管5中继续钻进φ76的注浆管6，所述的注浆管6继续伸入到盾构管片4内部；
⑥、最后，在所述的第一序钻孔1的中间钻有第二序钻孔2，接着在所述的第二序钻孔2上执行步骤①-⑤中的步骤。
为提高充填注浆的密实性，在步骤④中的每一注压力注浆的临近结束时的注浆压力不小于0.5-0.8MPa。
相邻的两个所述的第一序钻孔1和第二序钻孔2之间的间距均为15m，由于隧道空腔内目前充满积水，注浆时部分孔需作为排气、排水孔，适当提高注浆压力，以浆赶水，保证水泥浆液可挤出积水。
所述的注浆材料采用稳定性浆液，水灰比为0.7:1；浆液应具有较好的流动性。沿隧道轴线分两序布置注浆孔，注浆时部分孔作为排气、排水孔，适当提高注浆压力，以浆赶水，保证水泥浆液可挤出积水。
施工完成后可在注浆孔之间布置部分检查孔对回填注浆质量进行检查。质量检查以钻孔取芯为主，隧道上部应无明显空腔方为合格；施工过程中，应加强对正在运营的地铁隧道和地面的监控量测。
上述未详细说明的部分均为现有技术。
Claims (9)
1.一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，其特征在于：在地面上等间距钻有第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)，所述的第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)相间布置，在第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)上均有跟管钻进钢套管(3)，所述的钢套管(3)伸入到位于地面以下的盾构管片(4)的管壁中，在所述的钢套管(3)内套有套管(5)，在所述的套管(5)的尾部内安装有注浆塞(5.1)，注浆管(6)伸入到所述的套管(5)内，且尾部伸入至盾构管片(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，其特征在于：相邻的两个所述的第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)之间的间距均为15m。
3.根据权利要求1或2所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，其特征在于：所述的钢套管(3)为直径不小于130mm的钢套管，所述的套管(5)为直径为110mm的PVC管，所述的注浆管(6)为直径为76mm的钻穿管；所述的盾构管片(4)的壁厚为300mm或350mm。
4.根据权利要求3所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，其特征在于：所述的钢套管(3)伸入到所述的盾构管片(4)内的深度为150mm-200mm之间。
5.根据权利要求要求4所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置结构，其特征在于：所述的钢套管(3)伸入到所述的盾构管片(4)内的深度为200mm。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，其特征在于：包括如下施工步骤；
①、在地面上等间距钻有第一序钻孔(1)，在所述的第一序钻孔(1)内需有跟管钻进的钢套管(3)，所述的钢套管(3)自地面钻进到盾构管片(4)的管壁中200mm；
②、然后在所述的钢套管(3)内下方有φ110PVC套管(5)；
③、拔出钢套管(3)，在所述的套管(5)内安装注浆塞(5.1)；
④、采用压力注浆将套管(5)的端部密封在盾构管片(4)内；
⑤、待步骤④中的注浆凝固达到设计强度后，在所述的套管(5)中继续钻进φ76的注浆管(6)，所述的注浆管(6)继续伸入到盾构管片(4)内部；
⑥、最后，在所述的第一序钻孔(1)的中间钻有第二序钻孔(2)，接着在所述的第二序钻孔(2)上执行步骤①-⑤中的步骤。
7.根据权利要求6中所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，其特征在于：在步骤④中的每一注压力注浆的临近结束时的注浆压力不小于0.5-0.8MPa。
8.根据权利要求6或7中所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，其特征在于：相邻的两个所述的第一序钻孔(1)和第二序钻孔(2)之间的间距均为15m。
9.根据权利要求8所述的一种深埋盾构隧道充填注浆的布置方法，其特征在于：所述的注浆材料采用稳定性浆液，水灰比为0.7:1。
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