CN110985026A - 一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其采用分层回填形成有一定强度土体的方法让盾构机在过站时模拟正常地层进行掘进，第一层回填硬质回填料，保证了回填料有足够的承载力防止盾构机在过站时由于自重产生过大的下沉；第二层回填原状土层，避免了盾构机在过站推进时产生过大的阻力对管片产生结构性损坏；回填土中的水泥桩增大了盾构机掘进时的盾体抗扭力，保证了盾构机的掘进姿态。本发明方法大大减少了盾构过站时接收、始发风险，规避了洞门涌水涌砂地面坍塌风险，减少了盾构混凝土导台施工、洞门止水装置安装以及端头加固注浆材料，同时省去了在狭小竖井内安装导台等过站材料的时间，提高了盾构施工进度。

Description

一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法

技术领域

本发明属于盾构过站施工技术领域，具体公开了一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市电力隧道的建设越来越多，由于技术工艺的优化革新，采用盾构法进行电力隧道的建设也越来越普遍。目前城市高压电缆线路较长，中间电缆出线井较多，因此在盾构施工过程中，需要连续过井，多数采用始发接收的施工方法，且电缆出线井往往仅作为电缆出线的功能，因此多为狭小的竖井结构。而始发与接收为盾构施工的一级风险源，施工过程中稍有不慎会发生涌水涌砂，导致竖井被淹，地面塌下等风险。常规的地铁盾构是采用搭设导台进行盾构空推的方法进行接收、始发的过站，然而在狭小的竖井内，由于空间受限，难以进行施工，耗时耗工，因此亟需一种在狭小空间内安全、快速的盾构过站方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，相对于传统利用导台进行盾构空推过站，本发明大大减少了盾构过站时接收、始发风险，规避了洞门涌水、涌砂地面坍塌风险，并且由于竖井内回填了密实的土层，减小了端头的加固区域，因此减少了盾构混凝土导台施工、洞门止水装置安装以及端头加固注浆材料，同时省去了在狭小竖井内安装导台等过站材料的时间，提高了盾构施工进度，比一般盾构过井施工方法安全、效果好、效率高，经济和社会效益显著，具有广泛的推广应用前景。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现。

一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、在盾构机过站前、且竖井主体结构施工完最底层后，在竖井内回填硬质回填料，之后回填原状土；

S2、于回填的原状土中钻孔并注入水泥浆形成水泥桩；

S3、于回填的原状土顶面浇筑15～25cm厚的垫层，之后在垫层之上继续进行竖井主体结构的建造；

S4、在竖井两端头进行端头加固形成端头加固区域；

S5、控制盾构机通过分层回填后的竖井，即完成盾构过站施工。

作为具体技术方案，所述硬质回填料回填至洞门底部以上0.5m～1.0m，原状土回填至洞门顶部以上0.5m～1.0m。

作为具体技术方案，所述硬质回填料为豆粒石、中粗砂和水泥按质量比7∶2∶1混合而成。

作为具体技术方案，所述回填原状土采用分层回填，控制每层的厚度为15～25cm，且回填过程中分层压实。

作为具体技术方案，所述水泥桩直径为12～20cm，水泥桩长度为原状土回填高度；所述水泥桩按横向间距为50cm、纵向间距为100cm垂直均匀布置于原状土中盾构机的掘进通道内。

作为具体技术方案，所述水泥桩采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥浇筑。

作为具体技术方案，所述垫层为C15素混凝土。

作为具体技术方案，所述步骤S4中，端头加固区域的水平范围为横向10m、纵向2.5m，竖直范围为隧道上下3m范围内。

作为具体技术方案，所述步骤S4中，所述端头加固采用旋喷桩注浆加固形成端头加固区域。

作为具体技术方案，所述步骤S5中，在盾构机进入最后60m范围内的过站施工时，盾构机竖直方向趋势控制在+0.6～+1mm/m范围内，使盾构机到达时刀盘中心比线路中心超高20mm～30mm左右，以防止盾构机下沉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用分层回填形成有一定强度土体的方法让盾构机在过站时模拟正常地层进行掘进，第一层回填硬质回填料，保证了回填料有足够的承载力防止盾构机在过站时由于自重产生过大的下沉；第二层回填原状土层，避免了盾构机在过站推进时产生过大的阻力对管片产生结构性损坏；回填土中的水泥桩增大了盾构机掘进时的盾体抗扭力，保证了盾构机的掘进姿态。相对于传统利用导台进行盾构空推过站，本发明方法大大减少了盾构过站时接收、始发风险，规避了洞门涌水涌砂地面坍塌风险，又由于竖井内回填了密实的土层，减小了端头的加固区域，因此减少了盾构混凝土导台施工、洞门止水装置安装以及端头加固注浆材料，同时省去了在狭小竖井内安装导台等过站材料的时间，提高了盾构施工进度，比一般盾构过井施工方法安全、效果好、效率高，经济和社会效益显著，具有广泛的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明中竖井回填前横向截面示意图；

图2为本发明中竖井回填完成后横向截面示意图；

图3为本发明中竖井回填前纵向截面示意图；

图4为本发明中竖井回填完成后前纵向截面示意图；

图5为本发明中盾构机过站时的纵向截面示意图；

上述图中各标记的含义为：1-竖井；2-洞门；3-硬质回填料；4-原状土；5-水泥桩；6-垫层；7-地连墙或围护桩；8-端头加固区域；9-土层；10-盾构机。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例的形式对本发明做进一步说明，需要指出的是以下实施方式仅是以例举的形式对本发明所做的解释性说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，请参阅图1至图5，其包括如下步骤：

S1、在盾构机10过站前、且竖井1主体结构施工完最底层后，在竖井1内回填硬质回填料3，回填至洞门2底部以上0.5m～1.0m；当回填硬质回填料3完成并达到一定强度后回填原状土4，原状土4回填至洞门2顶部以上0.5m～1.0m，回填原状土采用分层回填，控制每层的厚度为15～25cm，且回填过程中采用小型机具分层压实；其中，硬质回填料为豆粒石、中粗砂和水泥按质量比7∶2∶1混合而成；

S2、原状土4回填完成并充分压实后，于回填的原状土4中钻孔并注入强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥形成水泥桩5，控制水泥桩5直径为12～20cm，水泥桩5长度为原状土回填高度；水泥桩5按横向(垂直于掘进路线的方向)间距为50cm、纵向(平行于掘进路线的方向)间距为100cm垂直均匀布置于原状土4中盾构机10的掘进通道内；

S3、于回填的原状土4顶面采用C15素混凝土浇筑15～25cm厚的垫层6，之后在垫层6之上继续进行竖井主体结构的建造；

S4、在竖井1的两端头采用旋喷桩注浆加固形成端头加固区域8，以保证过井安全；端头加固区域8沿设计的隧道中心线布置，其水平范围为横向10m、纵向2.5m，竖直范围为隧道上下3m范围内；端头加固采用；

S5、控制盾构机10通过分层回填后的竖井1，其中在盾构机10进入最后60m范围内的过站施工时，应每天对盾构机的姿态进行人工复测，并增加地下导线的复测频率，盾构机10竖直方向趋势控制在+0.6～+1mm/m范围内，使盾构机10到达时刀盘中心比线路中心超高20mm～30mm，防止盾构机10下沉。当盾构机10刀盘磨穿地连墙或围护桩7进入洞门2及竖井1内后，采用常规掘进的方法进行掘进过站，在盾构机10进行过站掘进过程中，对盾构机10的推进速度，贯入度，仓压力、总推力、排土量、刀盘转速和扭矩、注浆压力盾构掘进施工参数进行综合考虑。根据实际情况注入分散剂等添加剂，根据现场情况加大水的用量，防止结泥饼；土仓续仓至2/3仓以上，观察掘进速度和出土量等情况，保证不超挖：根据地层情况，同步注浆量为施工间隙的1.1～1.3倍，同时现场可根据实际情况通过注浆压力进行调整注浆量，注意及时调整掘进参数，防止在次上软下硬的回填地层中掘进姿态突变，导致隧道线型出线偏差。直至盾构机10掘进至另一侧洞门2并磨穿另一侧地连墙或围护桩7进入土层9后，完成盾构过站。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，盾构机的双向水平垂直分体段数可根据延长管线长度以及现场条件分成确定，不限定于两段。而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非防止性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、在盾构机过站前、且竖井主体结构施工完最底层后，在竖井内回填硬质回填料，之后回填原状土；

S2、于回填的原状土中钻孔并注入水泥浆形成水泥桩；

S3、于回填的原状土顶面浇筑15～25cm厚的垫层，之后在垫层之上继续进行竖井主体结构的建造；

S4、在竖井两端头进行端头加固形成端头加固区域；

S5、控制盾构机通过分层回填后的竖井，即完成盾构过站施工。

2.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述硬质回填料回填至洞门底部以上0.5m～1.0m，原状土回填至洞门顶部以上0.5m～1.0m。

3.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述硬质回填料为豆粒石、中粗砂和水泥按质量比7∶2∶1混合而成。

4.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述回填原状土采用分层回填，控制每层的厚度为15～25cm，且回填过程中分层压实。

5.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述水泥桩直径为12～20cm，水泥桩长度为原状土回填高度；所述水泥桩按横向间距为50cm、纵向间距为100cm垂直均匀布置于原状土中盾构机的掘进通道内。

6.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述水泥桩采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥浇筑。

7.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于所述垫层为C15素混凝土。

8.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，端头加固区域的水平范围为横向10m、纵向2.5m，竖直范围为隧道上下3m范围内。

9.如权利要求1所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述端头加固采用旋喷桩注浆加固形成端头加固区域。

10.如权利要求1～9任一所述的一种在狭小竖井内分层回填的盾构过站施工方法，其特征在于，所述步骤S5中，在盾构机进入最后60m范围内的过站施工时，盾构机竖直方向趋势控制在+0.6～+1mm/m范围内，使盾构机到达时刀盘中心比线路中心超高20mm～30mm左右，以防止盾构机下沉。

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