CN111322078A - 一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法,其方法为：步骤一、盾构机掘进至需穿越车站第一道地连墙前10m时停机保压；步骤二、第一道地连墙施工；步骤三、盾构机穿越第一道地连墙；步骤四、盾构机掘进过站，通缝拼装管片；步骤五、第二道地连墙施工；步骤六、盾构机穿越第二道地连墙；步骤七、盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕；步骤八、盾构机穿越车站主体结构施工。有益效果：操作便捷、工期短，安全且经济，可解决车站受征地拆迁影响不具备施工条件，无法为盾构机提供始发和接收条件的问题；本发明盾构区间可以先贯通，后施工车站，施工实用性强，可广泛应用于城市地铁盾构隧道的建设中。

Description

一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法

技术领域

本发明涉及一种盾构机过站的施工方法，特别涉及一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法。

背景技术

目前，在城市地铁工程建设中，由于城中村以及棚户区的大面积拆迁涉及集体土地农转用、安置房方案论证比选以及抢建、违建等特点，其拆迁工作量大、拆迁难度大、不能按时拆迁交地，由此导致车站、区间不能按计划工期开工，甚至于严重滞后，影响到全线贯通节点目标。“先隧后站”工法应运而生，该工法盾构区间可以先贯通，后施工车站主体结构。

盾构先隧后站工法较传统先站后隧工法具有以下特点：

1、不受征地拆迁影响，开工和完成时间可控。

2、减少盾构机转场和吊装次数，缩短施工工期。

3、区间提前贯通减少对车站主体施工干扰，同时为车站主体、联络通道、洞门、铺轨等赢得时间，不需要抢工，有利于保证施工质量。

4、盾构可以连续施工，不需停机等待接收条件，盾构机接收和始发次数减少，吊装次数减少，施工安全风险小。

5、结合工期与现场条件合理优化设计，增加盾构掘进工程量，按照变更设计计量，增加了二次经营合同数量；同时减少盾构机吊装和转场次数，节省两处盾构临建场布费用投入。

6、盾构机掘进先行将整个区间贯通，为铺轨提供条件，避免因拆迁困难时强拆或安置不妥当造成的不利社会影响。

然而，在既有盾构隧道的基础上进行车站的明挖建设，车站一般采用地下连续墙作为围护结构，此时地连墙的设置难度较大，地连墙的成槽机难以穿过管片，从而难以在隧道内形成有效的围护结构，这极大程度的限制了先隧后站施工方式的应用，而且强行施工后地连墙的防水效果较差，抗渗性能差，在富水砂层中的围护效果较差，极易发生渗水渗砂的情况，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决在“先隧后站”施工方法中出现的强行施工后地连墙的防水效果较差、抗渗性能差，在富水砂层中的围护效果较差，极易发生渗水渗砂的情况，存在较大的安全隐患的问题而提供的一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法。

本发明提供的盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其方法如下所述：

步骤一、盾构机掘进至需穿越车站第一道地连墙前10m时停机保压；

步骤二、第一道地连墙施工；

步骤三、盾构机穿越第一道地连墙；

步骤四、盾构机掘进过站，通缝拼装管片；

步骤五、第二道地连墙施工；

步骤六、盾构机穿越第二道地连墙；

步骤七、盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕；

步骤八、盾构机穿越车站主体结构施工。

上述步骤中地连墙的布置形式如下：

预制地连墙的设计厚度为0.6m，预制地连墙的立面总高度为设计深度，设计宽度比盾构机刀盘直径大2.0m-3.0m，预制地连墙钢筋笼纵向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧竖向钢筋均采用D32间距200mm和D32间距500mm钢筋；钢筋笼横向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧横向钢筋均采用D20间距200mm和D16间距200mm的钢筋；钢筋笼加强筋采用D22横向桁架筋与D18斜向剪力筋，整个钢筋笼也可采用玻璃纤维筋代替钢筋，玻璃纤维筋纵筋及箍筋均采取搭接连接，搭接长度40d；

盾构机在过站时需穿越两次地连墙，在盾构机穿越地连墙的范围内，在地连墙上预留洞门，预留洞门的形状为圆形或正方形，圆形洞门的直径比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，正方形洞门的边长比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，预留洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合。

上述步骤中地连墙的施工顺序如下所述：

第一步、先施工盾构机穿越范围内的四幅预制带洞门的地连墙，先用成槽机成槽，再吊装预制好的地连墙到设计深度，整个过程要精确控制测量，确保预制地连墙洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合；

第二步、施工车站宽度方向上剩下的侧墙和L型地连墙，施工方法同常规地连墙施工，先成槽机成槽，再下放钢筋笼，最后浇筑混凝土，整个过程注意现浇地连墙与预制地连墙之间的连接与防水；

第三步、在盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕之后，开始施工穿越车站主体结构时，施工车站长度方向上的地连墙，施工方法同常规地连墙施工。

上述步骤中盾构机穿越地连墙的施工方法如下所述：

第一步、盾构穿越地连墙施工前，对相关人员进行安全技术交底，明确地连墙结构参数、盾构掘进参数，地连墙施工时，派专人对地连墙吊装过程进行盯控，盾构工区技术负责人现场实测成槽深度和沉渣厚度，检查洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线是否重合，保证地连墙施工精度和盾构顺利穿越；

第二步、穿过地连墙时盾构机参数控制如下：

(1)刀盘转速：1.0-1.1rpm，以减小贯入度为准则进行调整；

(2)刀盘扭矩：1200-3800kN.m；

(3)总推力：3000-10000kN；

(4)推进速度：3-5mm/min；

(5)同步注浆量：4-5m³，注浆压力2-3bar；

(6)出渣量：45-46m³；

(7))上部土压：1.0-1.2bar；

(8)螺旋机转速：3-4rpm；

(9)穿越地连墙时需加大同步注浆量，确保洞门附近土体被有效加固；

第三步、注意事项：

1)、缓慢掘进时，注意控制掘进速度和出渣量，防止超挖；

2)、缓慢掘进穿越地连墙时以控制掘进速度及上部土仓压力为基准，刀盘扭矩及推力大小可根据实际情况调整；

3)、注意观察出渣情况，观察渣土是否冒热气、是否有混凝土碎块、渣土是否有水泥味道，判断刀盘降温效果是否足够。

上述步骤中盾构机穿越车站主体结构的方法如下：

第一步、为防止地下水通过管片背后环形间隙从洞门位置渗漏并流入基坑，影响基坑的稳定，在基坑开挖到该位置前通过注浆孔向管片背后进行二次注浆止水，形成注浆止水密封圈；

采用双液浆形式进行二次注浆，A液:B液＝1:1，其中A液采用水加水泥的形式，水泥选用PO42.5硅酸盐水泥；B液采用水加水玻璃的形式，水玻璃选用：波美度38be以上；A液水泥浆水灰比1:(0.8-1)；B液水玻璃稀释后浓度为30-35be；双液浆混合后的胶凝时间控制在20-30S范围之内，在具体的施工中，应根据实际地质情况、地表沉降变化规律确定浆液的配比，主要考虑浆凝时间和固结强度；

二次注浆压力初设值为0.2-0.5Mpa，注浆扩散半径大于200mm，结实强度不小于2.5MPa，在施工中，根据注浆施工现场情况和地表沉降监测值及时调整，以注浆压力和注浆量双重控制，以达到最优效果；

第二步、盾构机通过车站两堵地连墙后，及时对端头进行加固，确保车站施工安全；

第三步、盾构机过站在端头地连墙施工完成之后；

第四步、盾构机在车站范围内的掘进线路必须在保证不与地连墙的位置相冲突后再进行掘进；

第五步、为便于车站后期开挖时管片拆除，站内部分区域管片采用通缝拼装，车站小里程端地连墙前与大里程端地连墙后各采用10环三孔注浆环进行错缝拼装。

本发明的有益效果：

本发明提供的盾构机穿越地连墙过站的施工方法操作便捷、工期短，安全且经济，可解决车站受征地拆迁影响不具备施工条件，无法为盾构机提供始发和接收条件的问题；本发明盾构区间可以先贯通，后施工车站，施工实用性强，避免了盾构机在切削围护结构过站时的刀盘刀具磨损，可广泛应用于城市地铁盾构隧道的建设中。

附图说明

图1为本发明所述施工方法工艺流程示意图。

图2为本发明所述圆形洞门地连墙结构示意图。

图3为本发明所述方形洞门地连墙结构示意图。

图4为本发明所述地连墙施工顺序示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图4所示：

本发明提供的盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其方法如下所述：

步骤一、盾构机掘进至需穿越车站第一道地连墙前10m时停机保压；

步骤二、第一道地连墙施工；

步骤三、盾构机穿越第一道地连墙；

步骤四、盾构机掘进过站，通缝拼装管片；

步骤五、第二道地连墙施工；

步骤六、盾构机穿越第二道地连墙；

步骤七、盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕；

步骤八、盾构机穿越车站主体结构施工。

上述步骤中地连墙的布置形式如下：

预制地连墙的设计厚度为0.6m，预制地连墙的立面总高度为设计深度，设计宽度比盾构机刀盘直径大2.0m-3.0m，预制地连墙钢筋笼纵向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧竖向钢筋均采用D32间距200mm和D32间距500mm钢筋；钢筋笼横向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧横向钢筋均采用D20间距200mm和D16间距200mm的钢筋；钢筋笼加强筋采用D22横向桁架筋与D18斜向剪力筋，整个钢筋笼也可采用玻璃纤维筋代替钢筋，玻璃纤维筋纵筋及箍筋均采取搭接连接，搭接长度40d；

盾构机在过站时需穿越两次地连墙，在盾构机穿越地连墙的范围内，在地连墙上预留洞门，预留洞门的形状为圆形或正方形，圆形洞门的直径比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，正方形洞门的边长比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，预留洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合。

上述步骤中地连墙的施工顺序如下所述：

第一步、先施工盾构机穿越范围内的四幅预制带洞门的地连墙，先用成槽机成槽，再吊装预制好的地连墙到设计深度，整个过程要精确控制测量，确保预制地连墙洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合；

第二步、施工车站宽度方向上剩下的侧墙和L型地连墙，施工方法同常规地连墙施工，先成槽机成槽，再下放钢筋笼，最后浇筑混凝土，整个过程注意现浇地连墙与预制地连墙之间的连接与防水；

第三步、在盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕之后，开始施工穿越车站主体结构时，施工车站长度方向上的地连墙，施工方法同常规地连墙施工。

上述步骤中盾构机穿越地连墙的施工方法如下所述：

第一步、盾构穿越地连墙施工前，对相关人员进行安全技术交底，明确地连墙结构参数、盾构掘进参数，地连墙施工时，派专人对地连墙吊装过程进行盯控，盾构工区技术负责人现场实测成槽深度和沉渣厚度，检查洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线是否重合，保证地连墙施工精度和盾构顺利穿越；

第二步、穿过地连墙时盾构机参数控制如下：

(1)刀盘转速：1.0-1.1rpm，以减小贯入度为准则进行调整；

(2)刀盘扭矩：1200-3800kN.m；

(3)总推力：3000-10000kN；

(4)推进速度：3-5mm/min；

(5)同步注浆量：4-5m³，注浆压力2-3bar；

(6)出渣量：45-46m³；

(7))上部土压：1.0-1.2bar；

(8)螺旋机转速：3-4rpm；

(9)穿越地连墙时需加大同步注浆量，确保洞门附近土体被有效加固；

第三步、注意事项：

1)、缓慢掘进时，注意控制掘进速度和出渣量，防止超挖；

2)、缓慢掘进穿越地连墙时以控制掘进速度及上部土仓压力为基准，刀盘扭矩及推力大小可根据实际情况调整；

3)、注意观察出渣情况，观察渣土是否冒热气、是否有混凝土碎块、渣土是否有水泥味道，判断刀盘降温效果是否足够。

上述步骤中盾构机穿越车站主体结构的方法如下：

第一步、为防止地下水通过管片背后环形间隙从洞门位置渗漏并流入基坑，影响基坑的稳定，在基坑开挖到该位置前通过注浆孔向管片背后进行二次注浆止水，形成注浆止水密封圈；

采用双液浆形式进行二次注浆，A液:B液＝1:1，其中A液采用水加水泥的形式，水泥选用PO42.5硅酸盐水泥；B液采用水加水玻璃的形式，水玻璃选用：波美度38be以上；A液水泥浆水灰比1:(0.8-1)；B液水玻璃稀释后浓度为30-35be；双液浆混合后的胶凝时间控制在20-30S范围之内，在具体的施工中，应根据实际地质情况、地表沉降变化规律确定浆液的配比，主要考虑浆凝时间和固结强度；

二次注浆压力初设值为0.2-0.5Mpa，注浆扩散半径大于200mm，结实强度不小于2.5MPa，在施工中，根据注浆施工现场情况和地表沉降监测值及时调整，以注浆压力和注浆量双重控制，以达到最优效果；

第二步、盾构机通过车站两堵地连墙后，及时对端头进行加固，确保车站施工安全；

第三步、盾构机过站在端头地连墙施工完成之后；

第四步、盾构机在车站范围内的掘进线路必须在保证不与地连墙的位置相冲突后再进行掘进；

第五步、为便于车站后期开挖时管片拆除，站内部分区域管片采用通缝拼装，车站小里程端地连墙前与大里程端地连墙后各采用10环三孔注浆环进行错缝拼装。

Claims (5)

1.一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其特征在于：其方法如下所述：

步骤一、盾构机掘进至需穿越车站第一道地连墙前10m时停机保压；

步骤二、第一道地连墙施工；

步骤三、盾构机穿越第一道地连墙；

步骤四、盾构机掘进过站，通缝拼装管片；

步骤五、第二道地连墙施工；

步骤六、盾构机穿越第二道地连墙；

步骤七、盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕；

步骤八、盾构机穿越车站主体结构施工。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其特征在于：所述的地连墙的布置形式如下：

预制地连墙的设计厚度为0.6m，预制地连墙的立面总高度为设计深度，设计宽度比盾构机刀盘直径大2.0m-3.0m，预制地连墙钢筋笼纵向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧竖向钢筋均采用D32间距200mm和D32间距500mm钢筋；钢筋笼横向桁架筋采用D22间距为5m的钢筋，基坑内外侧横向钢筋均采用D20间距200mm和D16间距200mm的钢筋；钢筋笼加强筋采用D22横向桁架筋与D18斜向剪力筋，整个钢筋笼也可采用玻璃纤维筋代替钢筋，玻璃纤维筋纵筋及箍筋均采取搭接连接，搭接长度40d；

盾构机在过站时需穿越两次地连墙，在盾构机穿越地连墙的范围内，在地连墙上预留洞门，预留洞门的形状为圆形或正方形，圆形洞门的直径比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，正方形洞门的边长比盾构机刀盘直径大0.5m-1.0m，预留洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其特征在于：所述的地连墙的施工顺序如下所述：

第一步、先施工盾构机穿越范围内的四幅预制带洞门的地连墙，先用成槽机成槽，再吊装预制好的地连墙到设计深度，整个过程要精确控制测量，确保预制地连墙洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线重合；

第二步、施工车站宽度方向上剩下的侧墙和L型地连墙，施工方法同常规地连墙施工，先成槽机成槽，再下放钢筋笼，最后浇筑混凝土，整个过程注意现浇地连墙与预制地连墙之间的连接与防水；

第三步、在盾构机继续掘进至盾构区间施工完毕之后，开始施工穿越车站主体结构时，施工车站长度方向上的地连墙，施工方法同常规地连墙施工。

4.根据权利要求1所述的一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其特征在于：所述的盾构机穿越地连墙的施工方法如下所述：

第一步、盾构穿越地连墙施工前，对相关人员进行安全技术交底，明确地连墙结构参数、盾构掘进参数，地连墙施工时，派专人对地连墙吊装过程进行盯控，盾构工区技术负责人现场实测成槽深度和沉渣厚度，检查洞门中心轴线与盾构隧道中心轴线是否重合，保证地连墙施工精度和盾构顺利穿越；

第二步、穿过地连墙时盾构机参数控制如下：

(1)刀盘转速：1.0-1.1rpm，以减小贯入度为准则进行调整；

(2)刀盘扭矩：1200-3800kN.m；

(3)总推力：3000-10000kN；

(4)推进速度：3-5mm/min；

(5)同步注浆量：4-5m³，注浆压力2-3bar；

(6)出渣量：45-46m³；

(7))上部土压：1.0-1.2bar；

(8)螺旋机转速：3-4rpm；

(9)穿越地连墙时需加大同步注浆量，确保洞门附近土体被有效加固；

第三步、注意事项：

1)、缓慢掘进时，注意控制掘进速度和出渣量，防止超挖；

2)、缓慢掘进穿越地连墙时以控制掘进速度及上部土仓压力为基准，刀盘扭矩及推力大小可根据实际情况调整；

3)、注意观察出渣情况，观察渣土是否冒热气、是否有混凝土碎块、渣土是否有水泥味道，判断刀盘降温效果是否足够。

5.根据权利要求1所述的一种盾构机穿越地连墙过站的施工方法，其特征在于：所述的盾构机穿越车站主体结构的方法如下：

第一步、为防止地下水通过管片背后环形间隙从洞门位置渗漏并流入基坑，影响基坑的稳定，在基坑开挖到该位置前通过注浆孔向管片背后进行二次注浆止水，形成注浆止水密封圈；

采用双液浆形式进行二次注浆，A液:B液＝1:1，其中A液采用水加水泥的形式，水泥选用PO42.5硅酸盐水泥；B液采用水加水玻璃的形式，水玻璃选用：波美度38be以上；A液水泥浆水灰比1:(0.8-1)；B液水玻璃稀释后浓度为30-35be；双液浆混合后的胶凝时间控制在20-30S范围之内，在具体的施工中，应根据实际地质情况、地表沉降变化规律确定浆液的配比，主要考虑浆凝时间和固结强度；

二次注浆压力初设值为0.2-0.5Mpa，注浆扩散半径大于200mm，结实强度不小于2.5MPa，在施工中，根据注浆施工现场情况和地表沉降监测值及时调整，以注浆压力和注浆量双重控制，以达到最优效果；

第二步、盾构机通过车站两堵地连墙后，及时对端头进行加固，确保车站施工安全；

第三步、盾构机过站在端头地连墙施工完成之后；

第四步、盾构机在车站范围内的掘进线路必须在保证不与地连墙的位置相冲突后再进行掘进；

第五步、为便于车站后期开挖时管片拆除，站内部分区域管片采用通缝拼装，车站小里程端地连墙前与大里程端地连墙后各采用10环三孔注浆环进行错缝拼装。

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