CN112228085A - 软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，包括：先进行施工区块划分，然后进行整体施工；其中，整体施工依次包括：场地平整，围护桩、重力坝、工程桩施工，坑内加固施工，降水施工，冠梁施工，砼支撑施工，土方开挖，钢围檩、钢支撑施工，土方开挖，垫层防水施工，底板、下翻梁施工，侧墙及中板施工，砂包堆载，盾构穿越，砂包卸载，侧墙、柱及顶板施工，外包防水施工和保护层施工；其中，在底板施工中，预埋泄压孔。本发明为地下工程立体设计、施工节约了大量时间，同时也取得了很好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法。
背景技术
软弱岩石是指力学强度低，遇水容易软化，并且在外荷载作用下易于产生压缩变形的岩石。在力学特征上，软弱岩石无侧限抗压强度低于或等于300千克/平方厘米，水稳性差，软化系数不大于0.6,变形模量低且流变效应较显著。
城市轨道交通已成为市民最为重要的公共交通，地下空间开发建设项目也愈来愈多。
在轨道交通施工中，经常需要进行挖设基坑。软弱围岩地区具有压缩性高、强度低、灵敏度高、流变触变性大、透水性低的厚层状淤泥质粘土层，中间有粉性土层或粉砂层，对基坑开挖影响较大。为确保基坑的稳定和对盾构穿越期间已完结构的保护，对基坑围护和坑内加固提出了更高的要求。
因此，需要一种施工方法，能够针对基坑周边地表沉降、侧向位移、扬尘控制、噪声控制要求极高的情况。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，为地下工程立体设计、施工节约了大量时间，同时也取得了很好的社会效益和经济效益。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决，软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，包括：先进行施工区块划分，然后进行整体施工；其中，整体施工依次包括：场地平整，围护桩、重力坝、工程桩施工，坑内加固施工，降水施工，冠梁施工，砼支撑施工，土方开挖，钢围檩、钢支撑施工，土方开挖，垫层防水施工，底板、下翻梁施工，侧墙及中板施工，砂包堆载，盾构穿越，砂包卸载，侧墙、柱及顶板施工，外包防水施工和保护层施工；其中，在底板施工中，预埋泄压孔；其中，上述的施工根据实际情况可进行删减。
上述技术方案中，为确保盾构穿越期间不影响结构本身质量及工程进展，将盾构穿越区域划分为若干施工区域；先行施工底板及部分中板，待盾构施工完后，再进行立柱及顶板施工，同时，做好盾构穿越过程中结构变形的监控量测工作。
上述技术方案中，根据施工区块分块，先进行盾构影响区域内的围护桩基、止水和坑内加固施工；盾构穿越区域底板下方采用三轴搅拌桩加固，冠梁采取砼支护形式，第二道支撑采取围檩和钢支撑。
上述技术方案中，坑内加固施工中，在分区结构底板底距盾构距离较近处，用三轴搅拌桩坑内加固，三轴搅拌桩规格加固深度为垫层底坐标以下13m；在两个分区结构底板有高差处，相接普通区域采用钻孔灌注桩加三轴搅拌桩止水，盾构穿越区域采用SMW工法桩施工，角落采用高压旋喷桩止水。
上述技术方案中，泄压孔施工中，在盾构正上方预留泄压注浆孔，避免盾构施工对底板结构的不利影响；泄压注浆孔采用无缝钢管，延盾构穿越线均匀布置三排，中间一排与盾构中心线对齐；泄压注浆孔先用木塞棉絮塞紧；盾构推进至此时及时取出塞子，盾构推过后视盾构、底板变形沉降情况，必要时进行注浆，待盾构、地下空间结构沉降稳定后用素砼填实并采用钢板焊牢封堵密室，确保底板不渗漏。
上述技术方案中，在施工中，进行项目监测，检测内容包括：基坑周边地表沉降剖面监测，围护结构顶部变形监测，围护结构侧向位移监测，支撑轴力监测，坑底土体回弹监测，坑内外潜水、承压水水位监测，周边管线及建筑物变形监测。
上述技术方案中，基坑周边地表沉降剖面监测，沿基坑两侧放坡方向均匀布置10个；围护结构侧向位移监测点布置于钻孔灌注桩围护上，共均匀布置点21个；在盾构穿越期间，在已完成底板结构上均匀布置了150个沉降观测点。
上述技术方案中，对盾构穿越前一个星期，盾构穿越期间，及盾构完成后的一个星期的底板结构沉降情况进行观测，频率为每天一次。
本发明提供了软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，为地下工程立体设计、施工节约了大量时间，同时也取得了很好的社会效益和经济效益，为今后类似项目的设计和施工提供了借鉴和参考依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1是本发明施工平面布置示意图。
图2是本发明盾构穿越区域划分示意图。
图3是本发明分区结构区相接段围护平面示意图。
图4是本发明下翻梁布置示意图。
图5是本发明泄压孔结构放大示意图。
图6是本发明泄压孔平面布置图。
图7是本发明监测点平面布置示意图。
图中，1为底板，2为止水钢板，3为封头钢板，4为中粗砂，5为钢管。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
本发明的实施例提供软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法。对软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间大型地下空间施工技术进行了研究，详细阐述了软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下空间结构施工采取的措施和工艺，并通过施工过程监控量测结果验证了施工期间的措施和方法的可行，为地下工程立体设计、施工节约了大量时间，同时也取得了很好的社会效益和经济效益，为今后类似项目的设计和施工提供了借鉴和参考依据。
对于施工项目位于地形平坦开阔，地貌类型单一，属第四系冲积平原，属于典型的软土地区。基坑开挖影响范围内广泛分布着具有压缩性高、强度低、灵敏度高、流变触变性大、透水性低的厚层状淤泥质粘土层，中间有粉性土层或粉砂层，属于软弱围岩地区。为确保基坑的稳定和对盾构穿越期间已完结构的保护，对基坑围护和坑内加固提出了更高的要求。
如图1至图7所示，软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，包括：先进行施工区块划分，然后进行整体施工；其中，整体施工依次包括：场地平整，围护桩、重力坝、工程桩施工，坑内加固施工，降水施工，冠梁施工，砼支撑施工，土方开挖，钢围檩、钢支撑施工，土方开挖，垫层防水施工，底板、下翻梁施工，侧墙及中板施工，砂包堆载，盾构穿越，砂包卸载，侧墙、柱及顶板施工，外包防水施工和保护层施工；其中，在底板施工中，预埋泄压孔；其中，上述的施工根据实际情况可进行删减。
为确保盾构穿越期间不影响结构本身质量及工程进展，将盾构穿越区域划分为若干施工区域；先行施工底板及部分中板，待盾构施工完后，再进行立柱及顶板施工，同时，做好盾构穿越过程中结构变形的监控量测工作。
以图1所示的地区为例，本发明将施工区域按图2所示进行了划分，划分为Ⅲ-1a区和Ⅲ-1b区两个独立施工区域。其中，Ⅲ-1a区基坑开挖深度为4.65m，结构底板底距离盾构顶部距离为9.6m；Ⅲ-1b区基坑开挖深度为10.4m，结构底板底距盾构顶部距离为3.7m，底板近距离接近盾构。
根据施工分块，先进行盾构影响区域的Ⅲ-1a区和Ⅲ-1b区的围护桩基、止水和坑内加固施工。Ⅲ-1a区南侧采用钻孔灌注桩+双轴搅拌桩重力坝形式，东侧采用搅拌桩止水，北侧与Ⅲ-1b区交界处采取SMW工法桩+三轴搅拌桩止水+钻孔灌注桩+高压旋喷桩施工，冠梁采取无支护形式。Ⅲ-1b区西侧采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水，东侧采用钻孔灌注桩+0三轴搅拌桩止水，盾构穿越区域底板下方采用三轴搅拌桩加固，冠梁采取砼支护形式，第二道支撑采取围檩+钢支撑。
坑内加固施工中，为保证基坑稳定和已完成结构稳定，在分区结构底板底距盾构距离较近处，用三轴搅拌桩坑内加固，三轴搅拌桩规格加固深度为垫层底坐标以下13m。若两个分区结构底板有高差处，相接普通区域采用钻孔灌注桩加三轴搅拌桩止水，盾构穿越区域采用SMW工法桩施工，角落采用高压旋喷桩止水。
Ⅲ-1a区基坑开挖根据施工图设计的膨胀加强带位置分块施工。基坑开挖采用分层放坡开挖的型式。每层开挖深度控制在2～3m。土方纵向放坡坡度按1：3放坡；Ⅲ-1b区基坑根据施工图设计的变形缝、施工缝及后膨胀加强带位置分段施工。基坑平面开挖顺序为从Ⅲ-1b区中心往两侧开挖，Ⅲ-1b区施工结束后根据现场施工条件继续往两侧开挖。
开挖、支撑施工遵循“分层、分块、留土护壁，对称、限时开挖支撑”的总原则，利用时空效应原理，减少基坑无支撑的暴露时间，严格控制基坑变形。机械挖土时，坑底保留一定厚度土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。
Ⅲ-1a区结构底板先于盾构穿越前完成，为加强盾构穿越期间已完成结构稳定性，在Ⅲ-1a区盾构隧道影响段设有下翻梁，下翻梁底比底板底低1.2m，宽1.6m，基坑开挖时需掏槽开挖。同时，隧道影响段桩基及承台相应调整，以不侵入盾构影响范围为原则沿影响线布置。下翻梁的施工布置以图4为例。
泄压孔施工中，在盾构正上方预留泄压注浆孔，避免盾构施工对底板结构的不利影响；泄压注浆孔采用无缝钢管，延盾构穿越线均匀布置三排，中间一排与盾构中心线对齐；泄压注浆孔先用木塞棉絮塞紧；盾构推进至此时及时取出塞子，盾构推过后视盾构、底板变形沉降情况，必要时进行注浆，待盾构、地下空间结构沉降稳定后用素砼填实并采用钢板焊牢封堵密室，确保底板不渗漏。泄压孔结构，参见图5。其中，1为底板，2为止水钢板，3为封头钢板，4为中粗砂，5为钢管。钢管兼有注浆孔功能。
为确保图1中2号线区间隧道上方荷载平衡，盾构穿越前需在影响段底板上铺设1.5m厚砂包。砂包需待2号线盾构施工完毕后，方可分级卸载并施工顶板。
在施工中，进行项目监测，检测内容包括：基坑周边地表沉降剖面监测，围护结构顶部变形监测，围护结构侧向位移监测，支撑轴力监测，坑底土体回弹监测，坑内外潜水、承压水水位监测，周边管线及建筑物变形监测。
基坑周边地表沉降剖面监测，沿基坑两侧放坡方向均匀布置10个；围护结构侧向位移监测点布置于钻孔灌注桩围护上，共均匀布置点21个；在盾构穿越期间，在已完成底板结构上均匀布置了150个沉降观测点。
对盾构穿越前一个星期，盾构穿越期间，及盾构完成后的一个星期的底板结构沉降情况进行观测，频率为每天一次。
本方法能够适用于场地有限，与周边单位的场地协调及衔接较多，材料进场、渣土外运的运输工作，对整体进度影响很大的项目。
随着我国城镇化建设的快速发展，将会形成多个城市群和城市带，大大拉近相邻城市间的时间距离，城市轨道交通也将成为城市之间的重要交通工具，城市立体交通和地下空间的开发的建设也随之而来，在我国很多大城市的地下空间开发和立体交通建设都是逐步完善的，不能随城镇化建设步伐同步进行，正对目前规划的城市群内中小城市建设，立体交通和地下空间建设同步进行，将大大加快城市的建设时间，同时也较快地实现投资收益。在沿海地区软弱围岩内，城市大型地下空间施工期间城市轨道交通盾构近距离穿越的成功案例，也为其他城市立体综合体项目建设提供了借鉴。
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，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，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (8)
1.软弱围岩内地铁盾构近距离穿越期间地下施工方法，其特征在于，包括：先进行施工区块划分，然后进行整体施工；其中，整体施工依次包括：场地平整，围护桩、重力坝、工程桩施工，坑内加固施工，降水施工，冠梁施工，砼支撑施工，土方开挖，钢围檩、钢支撑施工，土方开挖，垫层防水施工，底板、下翻梁施工，侧墙及中板施工，砂包堆载，盾构穿越，砂包卸载，侧墙、柱及顶板施工，外包防水施工和保护层施工；其中，在底板施工中，预埋泄压孔。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，为确保盾构穿越期间不影响结构本身质量及工程进展，将盾构穿越区域划分为若干施工区域；先行施工底板及部分中板，待盾构施工完后，再进行立柱及顶板施工，同时，做好盾构穿越过程中结构变形的监控量测工作。
3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，根据施工区块分块，先进行盾构影响区域内的围护桩基、止水和坑内加固施工；盾构穿越区域底板下方采用三轴搅拌桩加固，冠梁采取砼支护形式，第二道支撑采取围檩和钢支撑。
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，坑内加固施工中，在分区结构底板底距盾构距离较近处，用三轴搅拌桩坑内加固，三轴搅拌桩规格加固深度为垫层底坐标以下13m；在两个分区结构底板有高差处，相接普通区域采用钻孔灌注桩加三轴搅拌桩止水，盾构穿越区域采用SMW工法桩施工，角落采用高压旋喷桩止水。
5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，泄压孔施工中，在盾构正上方预留泄压注浆孔，避免盾构施工对底板结构的不利影响；泄压注浆孔采用无缝钢管，延盾构穿越线均匀布置三排，中间一排与盾构中心线对齐；泄压注浆孔先用木塞棉絮塞紧；盾构推进至此时及时取出塞子，盾构推过后视盾构、底板变形沉降情况，必要时进行注浆，待盾构、地下空间结构沉降稳定后用素砼填实并采用钢板焊牢封堵密室，确保底板不渗漏。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在施工中，进行项目监测，检测内容包括：基坑周边地表沉降剖面监测，围护结构顶部变形监测，围护结构侧向位移监测，支撑轴力监测，坑底土体回弹监测，坑内外潜水、承压水水位监测，周边管线及建筑物变形监测。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，基坑周边地表沉降剖面监测，沿基坑两侧放坡方向均匀布置10个；围护结构侧向位移监测点布置于钻孔灌注桩围护上，共均匀布置点21个；在盾构穿越期间，在已完成底板结构上均匀布置了150个沉降观测点。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，对盾构穿越前一个星期，盾构穿越期间，及盾构完成后的一个星期的底板结构沉降情况进行观测，频率为每天一次。
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