CN109944600B - 盾构接收端加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盾构接收端加固施工方法，包括：在盾构机掘进至距离原定接收点预设距离位置处的情况下，在所述盾构机的刀头与所述原定接收点之间的盾构接收区域内确定塌陷固定区和非塌陷固定区；分别在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区内按照不同注浆长度进行袖阀管注浆施工；将位于所述盾构接收区域内的隧道划分为盾构掘进段和暗挖段；在所述暗挖段内由所述原定接收点沿隧道中线进行暗挖施工，同时在所述盾构掘进段内进行盾构机掘进施工，在所述盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收。通过本发明提供的方法，能够稳固塌陷区的土体，加强土体的自稳性能，降低水压，确保盾构安全出洞，有效规避安全风险。

Description

盾构接收端加固施工方法

技术领域

本发明涉及市政工程施工领域，具体地，涉及隧道施工中的一种盾构接收端加固施工方法。

背景技术

随着国家水利项目建设的迅猛发展，长距离的引水隧洞在水利工程项目中应用越来越广泛。同时随着科技快速发展机械化程度大大提高，盾构法施工被越来越多的应用到水利工程上。

盾构接收是盾构施工中的最大风险点，尤其是盾构接收点位于深埋富水砂卵石混合土地层，并且临近建筑物和塌陷区，地下水位高，地下孔隙潜水丰富，土体的自稳能力差，接收风险高。

发明内容

针对现有技术中在深埋富水砂卵石混合土地层进行盾构接收施工时地下水位高，地下孔隙潜水丰富，土体的自稳能力差，安全风险高的技术问题，本发明提供了一种盾构接收端加固施工方法，采用该方法可以稳固盾构接收区的土体，加强土体的自稳性能，降低水压，确保盾构安全出洞，有效规避安全风险。

为实现上述目的，本发明提供的盾构接收端加固施工方法包括以下步骤：在盾构机掘进至距离原定接收点预设距离位置处的情况下，在所述盾构机的刀头与所述原定接收点之间的盾构接收区域内确定塌陷固定区和非塌陷固定区；分别在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区内按照不同注浆长度进行袖阀管注浆施工；将位于所述盾构接收区域内的隧道划分为盾构掘进段和暗挖段；在所述暗挖段内由所述原定接收点沿隧道中线进行暗挖施工，同时在所述盾构掘进段内进行盾构机掘进施工，在所述盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收。

进一步地，所述确定塌陷固定区和非塌陷固定区，包括：根据地表沉降值在所述盾构接收区域内确定塌陷区；根据所述塌陷区在所述隧道中线上的投影线段确定投影区域，所述投影区域包括所述投影线段且所述投影区域的边界线垂直于所述隧道中线；在所述投影区域内确定所述塌陷固定区，所述塌陷固定区由第一边线、第二边线、第三边线和第四边线围成，所述第一边线和所述第二边线与所述投影区域的边界线重合，所述第三边线和所述第四边线分别对应所述隧道的两条隧道边线，所述第三边线与所述隧道中线的距离为第一距离，所述第四边线与其所对应的隧道边线的距离为第二距离；在所述盾构接收区域内确定所述非塌陷固定区，所述非塌陷固定区与所述塌陷固定区不相互包含且不重合，所述非塌陷固定区位于隧道外，且所述非塌陷固定区靠近隧道边线一侧的边线与所述隧道边线的距离为第三距离。

进一步地，所述在塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：根据所述隧道在所述塌陷固定区的投影确定洞身区域和非洞身区域；在所述洞身区域内在地表与隧道拱顶之间进行袖阀管注浆施工；在所述非洞身区域内以第一长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第一长度大于所述地表与隧道仰拱之间的距离。

进一步地，所述在非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：在所述非塌陷固定区内按照第二长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第二长度大于所述第一长度。

进一步地，所述方法还包括：在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工之后，在所述隧道两侧打设多个降水井。

进一步地，所述方法还包括：在所述暗挖施工施工至所述盾构掘进段与所述暗挖段之间的贯通面的情况下，在所述贯通面施做封堵墙。

进一步地，所述方法还包括：在施做所述封堵墙之后，在所述封堵墙朝向所述盾构机一侧安装洞门钢环。

进一步地，所述在盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收，还包括：在所述盾构机掘进至所述封堵墙的情况下，人工拆除所述封堵墙，完成所述盾构接收。

进一步地，所述方法还包括：在进行所述暗挖施工之前，在所述暗挖段进行水平帷幕注浆施工。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

采用本发明的盾构接收端加固施工方法，当盾构机掘进至盾构接收点附近时，先确定出盾构机刀头与接收点之间的塌陷固定区和非塌陷固定区，并在塌陷固定区和非塌陷固定区按照不同注浆长度进行袖阀管注浆施工，然后将位于盾构接收区域内的隧道划分为盾构掘进段和暗挖段，盾构施工和暗挖施工同时进行，直至盾构掘进段和暗挖段贯通完成盾构接收。通过本发明提供的方法能够稳固盾构接收区的土体，加强土体的自稳性能，降低水压，确保盾构顺利接收，有效规避安全风险。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明提供的盾构接收端加固施工方法的流程图；

图2为本发明提供的盾构接收端加固施工方法中各施工区域的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1和图2，本发明实施例提供一种浅埋隧道下穿河流施工方法，该方法包括以下步骤：S101：在盾构机掘进至距离原定接收点预设距离位置处的情况下，在所述盾构机的刀头与所述原定接收点之间的盾构接收区域内确定塌陷固定区和非塌陷固定区；S102：分别在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区内按照不同注浆长度进行袖阀管注浆施工；S103：将位于所述盾构接收区域内的隧道划分为盾构掘进段和暗挖段；S104：在所述暗挖段内由所述原定接收点沿隧道中线进行暗挖施工，同时在所述盾构掘进段内进行盾构机掘进施工，在所述盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收。

具体地，本发明中的盾构接收点附近为深埋富水砂卵石混合土地层，土质比较疏松，土体的自稳能力差，且盾构接收地点距离河流比较近，地下孔隙潜水丰富，地下水的水位较高，同时盾构接收的地表建有很多建筑物，需要严格控制地表沉降，因此本发明实施方式中，在盾构机掘进至原定的盾构接收点的附近时，在盾构机的刀头与原定接收点的盾构接收区域内确定塌陷固定区和非塌陷固定区。由于盾构接收区域地表临近民房，为避免开挖后土体松弛及失水而发生沉降影响建筑物安全，需要在塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，通过注浆形成止水帷幕，避免失水沉降，并结合袖阀管的微型桩效应，避免土体松驰，控制隧道开挖影响范围，保证隧道开挖及地表建筑物安全。同时在非塌陷区也需要进行袖阀管注浆施工，提高土体稳定性，降低土体渗透性，确保盾构隧道的结构安全，避免地表塌陷。

由于原定盾构接收点的土体复杂且地表附近多为民房，采用盾构施工会对建筑物的沉降产生较大影响，因此，本发明实施方式中将靠近原定接收点一段的隧道确定为暗挖段，由原定接收点沿隧道中线朝向盾构机的方向进行人工暗挖施工，同时盾构机朝向原定接收点继续进行盾构挖掘，在盾构掘进段与暗挖段贯通的情况下完成盾构接收。

根据本发明提供的方法，能够稳固塌陷区的土体，加强土体的自稳性能，降低水压，确保盾构安全出洞，有效规避安全风险。

进一步地，所述确定塌陷固定区和非塌陷固定区，包括：根据地表沉降值在所述盾构接收区域内确定塌陷区；根据所述塌陷区在所述隧道中线上的投影线段确定投影区域，所述投影区域包括所述投影线段且所述投影区域的边界线垂直于所述隧道中线；在所述投影区域内确定所述塌陷固定区，所述塌陷固定区由第一边线、第二边线、第三边线和第四边线围成，所述第一边线和所述第二边线与所述投影区域的边界线重合，所述第三边线和所述第四边线分别对应所述隧道的两条隧道边线，所述第三边线与所述隧道中线的距离为第一距离，所述第四边线与其所对应的隧道边线的距离为第二距离；在所述盾构接收区域内确定所述非塌陷固定区，所述非塌陷固定区与所述塌陷固定区不相互包含且不重合，所述非塌陷固定区位于隧道外，且所述非塌陷固定区靠近隧道边线一侧的边线与所述隧道边线的距离为第三距离。

具体地，本发明实施方式中，先检测盾构接收区域内多个检测点的沉降值，根据沉降值在盾构接收区域内确定出塌陷区，再确定出塌陷区在隧道中线的投影线段，根据投影线段确定出投影区域，投影区域由两条垂直于隧道中线的边界线构成且投影区域包括投影线段。接着在投影区域内确定出塌陷区，其中塌陷区的第一边线和第二边线与投影区域的边界线重合，第三边线和第四边线分别对应隧道的两条隧道边线，第三边线和隧道中线的距离为第一距离，第四边线与其所对应的隧道边线的距离为第二距离。非塌陷固定区位于隧道外，靠近隧道边线一侧的边线与隧道边线的距离为第三距离。优选地，第一距离为3m，第二距离为6m，第三距离为1.5m。

根据本发明提供的方法，能够根据地表沉降值准确地确定出塌陷固定区和非塌陷固定区，确保隧道结构安全，稳定土体，降低土体的渗透性，避免地表塌陷，保证隧道开挖以及周围建筑物的安全。

进一步地，所述在塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：根据所述隧道在所述塌陷固定区的投影确定洞身区域和非洞身区域；在所述洞身区域内在地表与隧道拱顶之间进行袖阀管注浆施工；在所述非洞身区域内以第一长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第一长度大于所述地表与隧道仰拱之间的距离。

具体地，本发明实施方式中，首先根据隧道在塌陷固定区的投影确定洞身区域和非洞身区域。洞身区域由于需要进行隧道施工，因此只在地表和隧道拱顶之间进行袖阀管注浆施工。在非洞身区域，由地表至仰拱以下1m的范围内进行袖阀管注浆施工，注浆孔平面按照2m*2m梅花型布置。

根据本发明提供的方法，能够提高塌陷区的土体条件，提高土体的稳定性，降低土体渗透性，减少地面沉降，确保隧道结构以及地表建筑物安全安全。

进一步地，所述在非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：在所述非塌陷固定区内按照第二长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第二长度大于所述第一长度。

具体地，本发明实施方式中，在非塌陷固定区由地表至仰拱以下3m的范围内进行袖阀管注浆施工，总共打设2排袖阀管，排间距为1m，每排中孔间距为1.5m。

根据本发明提供的方法，能够对非塌陷区的土体进行改善，降低土体的渗透性，保证隧道顺利开挖。

进一步地，所述方法还包括：在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工之后，在所述隧道两侧打设多个降水井。

具体地，本发明实施方式中，为了减小土体中的水压，减少挖掘面的地下水，需要在隧道两侧打设降水井。降水井分别位于贯通面两侧，每侧打设两个降水井，呈方形布置，井眼与隧道边线的距离为5m，在隧道挖掘方向井间距为10m，井深为50m。井管由钢质焊管制成，管径为280mm，壁厚大于等于3mm，井管的管顶高出地面0.2m。降水井的井底由下至上依次环填石英圆砾和粘土球，将上层潜水与下部承压水封隔，以避免潜水被疏干后排水固结引起地面过大沉降。

根据本发明提供的方法，能够降低地下水的水压，减少地面沉降，确保盾构安全掘进至贯通面并顺利出洞。

进一步地，所述方法还包括：在所述暗挖施工施工至所述盾构掘进段与所述暗挖段之间的贯通面的情况下，在所述贯通面施做封堵墙。

具体地，本发明实施方式中，封堵墙由型号为C20的混凝土制成，厚度为1.5m，为确保盾构机到达后墙体结构的安全，封堵墙内还设置有玻璃纤维筋。

根据本发明提供的方法，能够在盾构机掘进至贯通面时减少贯通面的水土流失，确保隧道结构安全，保障盾构出洞安全接收。

进一步地，所述方法还包括：在施做所述封堵墙之后，在所述封堵墙朝向所述盾构机一侧安装洞门钢环。

具体地，本发明实施方式中，封堵墙施工完成后要及时施作洞门钢环，以满足盾构出洞需要。洞门钢环由帘布橡胶板、扇形翻板、圆环板、垫圈和螺栓等构成。盾构机进入洞门前，在盾构机刀盘外围和帘布橡胶板外侧涂润滑油，以免刀盘挂破帘布橡胶板影响密封效果。当盾构刀盘全部通过后，要及时用钢条将相邻的翻板连接起来，保证洞门临时密封的良好密封效果。

根据本发明提供的方法，可以保障盾构出洞安全接收，降低了出洞时渗漏水的施工风险，同时减少后期洞门渗漏水、涌水的施工问题。

进一步地，所述在盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收，还包括：在所述盾构机掘进至所述封堵墙的情况下，人工拆除所述封堵墙，完成所述盾构接收。

具体地，本发明实施方式中，采用人工破除洞门能够减少盾构机的刀盘的磨损，提高盾构机的寿命。

进一步地，所述方法还包括：在进行所述暗挖施工之前，在所述暗挖段进行水平帷幕注浆施工。

具体地，本发明实施方式中，加固改善塌陷区土体条件，稳固土体，在进行暗挖施工之前，需要在暗挖段进行水平帷幕注浆施工。水平帷幕注浆施工的范围位于初支轮廓线以及初支轮廓线外4m之间，采用直径为130mm的钻头钻孔，孔内设置直径108mm，壁厚4mm的无缝钢管。每钻进5-10m之后，停止钻进，进行注浆施工，待注浆液达到设计标准后，再继续钻进5-10m，并进行注浆，如此循环直到钻注到设计深度。

根据本发明提供的方法，能够加固改善暗挖段的土体条件，稳固土体，加强土体的自稳性，避免地面沉降，保护周围建筑物。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种盾构接收端加固施工方法，其特征在于，所述方法包括：

在盾构机掘进至距离原定接收点预设距离位置处的情况下，在所述盾构机的刀头与所述原定接收点之间的盾构接收区域内根据地表沉降值确定塌陷固定区和非塌陷固定区；

分别在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区内按照不同注浆长度进行袖阀管注浆施工，其中在所述塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：根据隧道在所述塌陷固定区的投影确定洞身区域和非洞身区域；在所述洞身区域内在地表与隧道拱顶之间进行袖阀管注浆施工；在所述非洞身区域内以第一长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第一长度大于所述地表与隧道仰拱之间的距离；

将位于所述盾构接收区域内的隧道划分为盾构掘进段和暗挖段；

在所述暗挖段内由所述原定接收点沿隧道中线进行暗挖施工，同时在所述盾构掘进段内进行盾构机掘进施工，在所述盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定塌陷固定区和非塌陷固定区，包括：

根据地表沉降值在所述盾构接收区域内确定塌陷区；

根据所述塌陷区在所述隧道中线上的投影线段确定投影区域，所述投影区域包括所述投影线段且所述投影区域的边界线垂直于所述隧道中线；

在所述投影区域内确定所述塌陷固定区，所述塌陷固定区由第一边线、第二边线、第三边线和第四边线围成，所述第一边线和所述第二边线与所述投影区域的边界线重合，所述第三边线和所述第四边线分别对应所述隧道的两条隧道边线，所述第三边线与所述隧道中线的距离为第一距离，所述第四边线与其所对应的隧道边线的距离为第二距离；

在所述盾构接收区域内确定所述非塌陷固定区，所述非塌陷固定区与所述塌陷固定区不相互包含且不重合，所述非塌陷固定区位于隧道外，且所述非塌陷固定区靠近隧道边线一侧的边线与所述隧道边线的距离为第三距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工，包括：

在所述非塌陷固定区内按照第二长度垂直于地表进行袖阀管注浆施工，所述第二长度大于所述第一长度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述塌陷固定区和所述非塌陷固定区进行袖阀管注浆施工之后，在所述隧道两侧打设多个降水井。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述暗挖施工施工至所述盾构掘进段与所述暗挖段之间的贯通面的情况下，在所述贯通面施做封堵墙。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在施做所述封堵墙之后，在所述封堵墙朝向所述盾构机一侧安装洞门钢环。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在盾构机掘进至所述盾构掘进段与所述暗挖段贯通的情况下完成盾构接收，还包括：

在所述盾构机掘进至所述封堵墙的情况下，人工拆除所述封堵墙，完成所述盾构接收。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在进行所述暗挖施工之前，在所述暗挖段进行水平帷幕注浆施工。

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