CN112538870B - 一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法 - Google Patents

一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法，该隔离加固结构包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙和位于两个所述隔离墙之间的泥浆固结体，每个隔离墙上均设置有一道冠梁，两道冠梁之间通过多道横梁紧固连接为一体；该隔离加固方法包括步骤：一、测量放线；二、隔离墙施工；三、冠梁施工；四、待加固地层注浆加固；五、横梁施工。本发明通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体对下穿隧道段施工时盾构机掘进造成的土体扰动和地层压力进行抵挡；并在泥浆固结体两侧分别设置隔离墙就完全挡住了地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。

Description

一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法
技术领域
本发明属于盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法。
背景技术
随着我国城市轨道交通的大规模建设，城市地下空间利用率在逐步增加，城市地铁不可避免的在既有建筑物或高架桥基础下通过，必将带来这些既有建筑物和高架桥基础的保护与加固难题。特别是在富水性强、结构松散、粘接能力差的富水砂层中施工隧道时，隧道盾构机掘进期间隧道施工区属于对于建筑物和高架桥的强影响区，富水砂层的压缩性极大、自稳性差、承载力不高，在盾构机掘进过程中极易诱发盾构隧道溃砂塌方等灾害事故，严重威胁隧道开挖安全，且盾构机掘进过程中造成的土体扰动对周围的地层产生压力，且压力向四周传导，传导速度快且传导范围广，盾构机刀盘旋转切削时，很容易破坏地层原来的相对稳定或平衡状态，造成盾构机栽头及对既有高架桥桩基横向作用力过大，危及盾构机及既有高架桥的安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其设计合理、施工简便且使用效果好，通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体对下穿隧道段施工时盾构机掘进造成的土体扰动和地层压力进行抵挡；并在泥浆固结体两侧分别设置隔离墙能完全挡住地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体，所述下穿隧道段位于泥浆固结体内，所述泥浆固结体与两个所述隔离墙紧固连接为一体；
所述下穿隧道段为所施工盾构隧道中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙上均设置有一道冠梁，每个所述隔离墙均与其上所设置的冠梁紧固连接为一体，两道所述冠梁之间通过多道由后向前的横梁紧固连接为一体；所述冠梁和横梁均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体、两个所述隔离墙和每道所述冠梁均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；
每个所述隔离墙均包括多个呈竖直向布设的隔离桩，所述隔离桩为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙中的多个所述隔离桩均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的横截面为矩形且其沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设，所述待加固地层的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距h1不小于2m，所述待加固地层的底面位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距h2不小于1.5m，所述待加固地层的底面位于隔离墙的底面上方且二者之间的竖向间距为2m～3m。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层位于所述高架桥的两个桥梁桩基之间，两个所述桥梁桩基分别位于所述待加固地层的左右两侧；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d1时，h1的取值范围为2m～2.2m且h2的取值范围为2m～2.2m；其中，d1为预先设定的下穿隧道段与桥梁桩基之间净距的判定阈值，d1的取值范围为5m～7m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基之间的净距小于d1时，h1的取值范围为3m～3.2m且h2的取值范围为2m～2.2m。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的前端面与两个所述隔离墙的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，所述待加固地层的后端面与两个所述隔离墙的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上；
所述待加固地层的前端面位于所述高架桥前方，所述待加固地层的后端面位于所述高架桥后方；所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d2，所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d2；其中，d2为预先设定的待加固地层前后端面与桥梁桩基之间的净距阈值，d2的取值范围为15m～18m。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：两个所述隔离墙均呈竖直向布设，两个所述隔离墙的竖向高度相同，两个所述隔离墙中所有隔离桩的桩长均与隔离墙的竖向高度相同；所述待加固地层的上表面位于隔离墙的上表面下方。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：每道所述横梁均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，两道所述冠梁与多道所述横梁均位于同一平面上；所述下穿隧道段与两个所述隔离墙的间距相同。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述隔离桩的桩身横截面为圆形，所述隔离桩的桩身直径为0.58m～0.62m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基之间的净距小于d1时，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩的间距为0.6m～0.65m；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d1时，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩的间距为1m～1.05m。
上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管，其中N为奇数且N≥3；所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管，每列所述中部袖阀管均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管，每列所述中部袖阀管中的多个所述中部袖阀管呈均匀布设，每个所述中部袖阀管均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管均包括由左至右布设于同一个隧道横断面上的中部袖阀管，前后相邻两排所述中部袖阀管中的中部袖阀管呈交错布设；
每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩之间均布设有n个侧部袖阀管，其中n为正整数且n≥1；每个所述隔离墙中所有侧部袖阀管均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向由后向前布设。
同时，本发明还提供了一种方法步骤简单、设计合理的富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、测量放线：根据预先设计所述下穿隧道段的隧道中线，对所述下穿隧道段进行测量放线，并对两个所述隔离墙分别进行测量放线；
步骤二、隔离墙施工：对两个所述隔离墙分别进行施工，两个所述隔离墙的施工方法相同；
对任一个所述隔离墙进行施工时，先对该隔离墙中的多个所述隔离桩分别进行施工，并采用袖阀管对该隔离墙中已施工完成的前后相邻两个所述隔离桩之间的地层分别进行注浆加固，获得施工成型的所述注浆加固体，待该隔离墙中所有隔离桩和所有注浆加固体均施工完成后，获得施工成型的隔离墙；
步骤三、冠梁施工：在步骤二中施工成型的两个所述隔离墙上分别施工一道冠梁；
步骤四、待加固地层注浆加固：采用袖阀管对位于两个所述隔离墙之间的待加固地层进行注浆加固，获得施工成型的泥浆固结体，并使泥浆固结体紧固连接于步骤二中施工成型的两个所述隔离墙之间；
步骤五、横梁施工：在步骤四中施工成型的泥浆固结体上方施工多道所述横梁，并使每道所述横梁均紧固连接于两道所述冠梁之间。
上述的方法，其特征在于：步骤二中对任一个所述隔离墙进行施工时，先由前后两侧向中部对该隔离墙中的多个所述隔离桩分别进行施工；对多个所述隔离桩进行施工过程中，采用袖阀管由前后两侧向中部对前后相邻两个所述隔离桩之间的地层分别进行注浆加固；
步骤三中对任一道所述冠梁进行施工时，均由前后两侧向中部对该冠梁进行施工；
步骤四中所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管，其中N为奇数且N≥3；所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管，每列所述中部袖阀管均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管，每列所述中部袖阀管中的多个所述中部袖阀管呈均匀布设，每个所述中部袖阀管均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管均包括由左至右布设于同一隧道横断面上的中部袖阀管，前后相邻两排所述中部袖阀管中的中部袖阀管呈交错布设；
步骤四中对待加固地层进行注浆加固时，分多次由左右两侧向中部对称进行注浆加固，同时分多次由前后两侧向中部对称进行注浆，每次注浆加固时均形成一个四边形注浆区域；
步骤五中施工多道所述横梁时，由前后两侧向中部进行施工。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、预加固方法步骤简单、施工简便且施工效率高，投入的人力物力少。
2、本发明通过在富水砂层设置隔离加固结构对下穿隧道段和高架桥的桥梁桩基进行隔离止水，避免在富水砂层使用降水井对下穿隧道段进行降水导致高架桥的桥梁桩基发生沉降，安全性好。
3、本发明通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体是中部袖阀管内所注浆液与中部袖阀管布设位置周边土体的混合体，不是纯水泥浆液注浆形成的纯水泥浆液桩，泥浆固结体的强度小于纯水泥浆液的强度，但是比周边土体自身的强度大，由于泥浆固结体的强度小于纯水泥浆液的强度，所以在所述下穿隧道段施工时泥浆固结体不会对盾构机的掘进造成影响，又因为泥浆固结体的强度远大于周边土体本身的强度，所以泥浆固结体能够比土体本身抵挡更多的地层压力。
4、本发明通过在泥浆固结体的左右两侧分别设置隔离墙，抵挡泥浆固结体未能消除的土体扰动和地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。
5、本发明所采用的隔离桩均为小直径的钢筋混凝土灌注桩，小直径的钢筋混凝土灌注桩的桩体对地层的变形更加敏感，当地层产生较小的变形时，小直径桩体可与地层同时抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯，能够更好的发挥钢筋混凝土灌注桩的材料性能。
6、本发明通过在两个隔离墙的顶部分别设置一道冠梁加强两个隔离墙的整体性，并通过多道横梁将两道冠梁紧固连接为一体，加强了整个隔离加固结构的整体性和位置的准确性，加固效果好，避免盾构机掘进时造成的土体扰动和地层压力使隔离墙的位置发生偏移。
7、本发明所采用的隔离加固结构适用面广，不仅适用盾构隧道下穿高架桥的隔离加固，并能适用于各类建筑物下方地层内盾构隧道施工的隔离加固。
综上所述，本发明设计合理、施工简便且使用效果好，通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体对下穿隧道段施工时盾构机掘进造成的土体扰动和地层压力进行抵挡；并在泥浆固结体两侧分别设置隔离墙能完全挡住地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明隔离加固结构的立面结构示意图。
图2为本发明桥梁桩基、隔离桩、侧部袖阀管和中部袖阀管的平面布设位置示意图。
图3为采用本发明进行隔离加固时的方法流程框图。
附图标记说明:
1—桥梁桩基； 2—隔离墙； 3—泥浆固结体；
4—冠梁； 5—横梁； 6—隔离桩；
7—侧部袖阀管； 8—所施工盾构隧道； 9—中部袖阀管。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙2和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙2之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体3，所述下穿隧道段位于泥浆固结体3内，所述泥浆固结体3与两个所述隔离墙2紧固连接为一体；
所述下穿隧道段为所施工盾构隧道8中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙2上均设置有一道冠梁4，每个所述隔离墙2均与其上所设置的冠梁4紧固连接为一体，两道所述冠梁4之间通过多道由后向前的横梁5紧固连接为一体；所述冠梁4和横梁5均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体3、两个所述隔离墙2和每道所述冠梁4均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；
每个所述隔离墙2均包括多个呈竖直向布设的隔离桩6，所述隔离桩6为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙2中的多个所述隔离桩6均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩6之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构。
本实施例中，所述待加固地层为所述下穿隧道段所处施工区域的地层，所述高架桥为既有高架桥；其中，既有高架桥指的是已施工完成的高架桥。
本实施例中，两个所述隔离墙2呈平行布设。每个所述隔离墙2的形状均与其上所设置冠梁4的形状相同，每个所述隔离墙2的纵向长度均与其上所设置冠梁4的纵向长度相同。
本实施例中，每个所述隔离墙2中的多个隔离桩6的上表面均与每个所述隔离墙2上所设置的冠梁4的下表面紧固连接，两道所述冠梁4和多道所述横梁5的上表面均与所处位置处的地面相平齐，所述待加固地层的上表面位于冠梁4下方。
本实施例中，多道所述横梁5均呈水平布设，且多个所述横梁紧固连接为一体。
本实施例中，所述下穿隧道段呈水平布设，两道所述冠梁4均呈水平布设，每道所述横梁5内的钢筋笼均与两道所述冠梁4内的钢筋笼紧固连接为一体。
本实施例中，所施工盾构隧道8为在富水砂层地质条件下穿越高架桥的盾构隧道，所施工盾构隧道8施工过程中，盾构机掘进时会造成所施工盾构隧道8周围土体扰动和土体内水分流失，并对所施工盾构隧道8周围的地层产生的压力，盾构机掘进时造成的土体扰动和水分流失会对高架桥的桥梁桩基1造成扰动和沉降，在所施工盾构隧道8的下穿隧道段进行施工之前，通过设置泥浆固结体3使盾构机在泥浆固结体3掘进形成所述下穿隧道段，通过设置泥浆固结体3使盾构机在泥浆固结体3进行掘进施工形成所述下穿隧道段，泥浆固结体3的横截面积大于所述下穿隧道段的横截面积，泥浆固结体3能够有效抵挡盾构机掘进时造成的土体扰动和地层压力，避免盾构机掘进时造成的土体扰动和地层压力不规则的向四周扩散而对桥梁桩基1造成扰动；同时，泥浆固结体3将所述下穿隧道段与桥梁桩基1进行隔离，盾构机在泥浆固结体3中盾构施工，避免了盾构机在富水砂层中盾构施工造成的水土流失，保证桥梁桩基1不发生沉降；通过在泥浆固结体3的左右两侧分别设置隔离墙2，抵挡泥浆固结体3未能消除的土体扰动和地层压力，确保所述下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降；通过在两个隔离墙2的顶部分别设置一道冠梁4加强两个隔离墙2的整体性，并通过多道横梁将两道冠梁4紧固连接为一体，加强了整个隔离加固结构的整体性和位置的准确性，加固效果好，避免盾构机掘进时造成的土体扰动和地层压力使隔离墙2的位置发生偏移。
本实施例中，中部袖阀管9内所注浆液为42.5级普通硅酸盐水泥浆液，泥浆固结体3是中部袖阀管9内所注浆液与中部袖阀管9布设位置周边土体的混合体，不是纯水泥浆液注浆形成的纯水泥浆液桩，泥浆固结体3的强度小于纯水泥浆液的强度，但是比周边土体自身的强度大，由于泥浆固结体3的强度小于纯水泥浆液的强度，所以在所述下穿隧道段施工时泥浆固结体3不会对盾构机的掘进造成影响，又因为泥浆固结体3的强度远大于周边土体本身的强度，所以泥浆固结体3能够比土体本身抵挡更多的地层压力。
本实施例中，所述待加固地层的横截面为矩形且其沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设，所述待加固地层的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距h1不小于2m，所述待加固地层的底面位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距h2不小于1.5m，所述待加固地层的底面位于隔离墙2的底面上方且二者之间的竖向间距为2m～3m。
本实施例中，所有中部袖阀管9采用不完全注浆形成泥浆固结体3，所述泥浆固结体3的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距不小于2m，所述泥浆固结体3的底部位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距不小于1.5m，通过对中部袖阀管9采用不完全注浆提高了施工速度，且节约了成本。
本实施例中，所述待加固地层位于所述高架桥的两个桥梁桩基1之间，两个所述桥梁桩基1分别位于所述待加固地层的左右两侧；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基1之间的净距均不小于d1时，h1的取值范围为2m～2.2m且h2的取值范围为2m～2.2m；其中，d1为预先设定的下穿隧道段与桥梁桩基1之间净距的判定阈值，d1的取值范围为5m～7m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基1之间的净距小于d1时，h1的取值范围为3m～3.2m且h2的取值范围为2m～2.2m。
本实施例中，所述下穿隧道段与桥梁桩基1之间的净距指的是水平方向上所述下穿隧道段与桥梁桩基1之间的最小净距。
本实施例中，d1=6m，实际施工过程中，可根据具体需要，对d1的取值大小进行相应调整，当对d1的取值大小进行调整时，所述待加固地层的含水率越大，d1的取值越小；反之，所述待加固地层的含水率越小，d1的取值越大。
本实施例中，所述待加固地层的前端面与两个所述隔离墙2的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，所述待加固地层的后端面与两个所述隔离墙2的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上；
所述待加固地层的前端面位于所述高架桥前方，所述待加固地层的后端面位于所述高架桥后方；所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基1之间的净距均不小于d2，所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基1之间的净距均不小于d2；其中，d2为预先设定的待加固地层前后端面与桥梁桩基1之间的净距阈值，d2的取值范围为15m～18m。
本实施例中，所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基1之间的净距指的是水平方向上所述待加固地层前端面与桥梁桩基1之间的最小净距；所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基1之间的净距指的是水平方向上所述待加固地层后端面与桥梁桩基1之间的最小净距。
本实施例中，d2=16m，实际施工过程中，可根据具体需要，对d2的取值大小进行相应调整；当对d2的取值大小进行调整时，所述待加固地层的含水率越大，d2的取值越大；反之，所述待加固地层的含水率越小，d1的取值越小。
本实施例中，所述下穿隧道段为弧形隧道段，两个所述隔离墙2分别为位于所述下穿隧道段内外两侧的内侧隔离墙和外侧隔离墙，所述外侧隔离墙的纵向长度大于所述内侧隔离墙的纵向长度，且两个所述隔离墙2的前端面和泥浆固结体3的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，两个所述隔离墙2的后端面和泥浆固结体3的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，便于盾构机在泥浆固结体3中进行施工形成所施工的下穿隧道段。
本实施例中，通过设置所述待加固地层的长度大于桥梁桩基1的长度，对桥梁桩基1周围靠近所述下穿隧道段的一侧的地层进行防护，进一步将所述下穿隧道段与桥梁桩基1进行隔离，避免在所施工盾构隧道8在距离桥梁桩基1较远处的地层中施工时，盾构机掘进时造成的微小的土体扰动和地层压力对桥梁桩基1造成影响，确保高架桥的稳定性。
本实施例中，两个所述隔离墙2均呈竖直向布设，两个所述隔离墙2的竖向高度相同，两个所述隔离墙2中所有隔离桩6的桩长均与隔离墙2的竖向高度相同；所述待加固地层的上表面位于隔离墙2的上表面下方。
本实施例中，每道所述横梁5均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，两道所述冠梁4与多道所述横梁5均位于同一平面上；所述下穿隧道段与两个所述隔离墙2的间距相同。
本实施例中，两个所述隔离墙2中所包括隔离桩6的数量相同，两个所述隔离墙2中所有隔离桩6由后向前分多排进行布设，每排所述隔离桩6均包括两个分别位于所述待加固地层左右两侧的隔离桩6，每排所述隔离桩6中的两个所述隔离桩6均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，每道所述横梁5位于每排所述隔离桩6中的两个所述隔离桩6之间，便于在每排所述隔离桩6中的两个所述隔离桩6之间施工横梁5，加固效果好。
本实施例中，冠梁4的长度与隔离墙2的长度相等，冠梁4的宽度与隔离墙2的宽度相等，且冠梁4的横截面为矩形。
本实施例中，两道所述冠梁4与多道所述横梁5均位于同一平面上，形成了一个平面上的框架结构，稳定性好。
本实施例中，所述隔离桩6的桩身横截面为圆形，所述隔离桩6的桩身直径为0.58m～0.62m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基1之间的净距小于d1时，每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距为0.6m～0.65m；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基1之间的净距均不小于d1时，每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距为1m～1.05m。
本实施例中，每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距指的是前后相邻两个所述隔离桩6的中心轴线的间距。
本实施例中，所述下穿隧道段的隧道横断面为圆形且其直径为5.8m～6.2m，所述待加固地层的宽度为6.3m～6.7m。
本实施例中，所述隔离桩6的桩长为19m～20m，隔离桩6的桩身直径为0.58m～0.62m，隔离桩6为小直径的钢筋混凝土灌注桩，小直径的隔离桩6对地层的变形更加敏感，当盾构机掘进时造成的土体扰动和地层压力较小时，隔离桩6可以与地层同时抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯，能够更好的发挥隔离桩6的材料性能。
本实施例中，所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管9，其中N为奇数且N≥3；所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管9，每列所述中部袖阀管9均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管9，每列所述中部袖阀管9中的多个所述中部袖阀管9呈均匀布设，每个所述中部袖阀管9均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管9由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管9均包括由左至右布设于同一个隧道横断面上的中部袖阀管9，前后相邻两排所述中部袖阀管9中的中部袖阀管9呈交错布设；
每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6之间均布设有n个侧部袖阀管7，其中n为正整数且n≥1；每个所述隔离墙2中所有侧部袖阀管7均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向由后向前布设。
本实施例中，N=7。
本实施例中，n=1或2；n的取值大小根据每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距进行相应调整，每个所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距越大，n的取值越大；当所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距为0.6m～0.65m时，n=1；当所述隔离墙2中前后相邻两个所述隔离桩6的间距为1m～1.05m时，n=2。
本实施例中，当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基1之间的净距小于d1时，两个所述桥梁桩基1分别为靠近所述下穿隧道段的靠近侧桥梁桩基和远离所述下穿隧道段的远离侧桥梁桩基，将所述下穿隧道段划分为与靠近侧桥梁桩基之间的净距小于d1的第一下穿隧道节段和与靠近侧桥梁桩基之间的净距大于d1的第二下穿隧道节段，所述第二下穿隧道节段的数量为两个，两个所述第二下穿隧道节段分别位于第一下穿隧道节段的两侧；当盾构机在进行所述第一下穿隧道节段掘进时，盾构机对桥梁桩基1周侧的土体扰动和地层压力较大，因此设置所述第一下穿隧道中两侧的前后相邻两个所述隔离桩6的间距为0.6m～0.65m，并在前后相邻两个所述隔离桩6之间设置1个侧部袖阀管7，并在侧部袖阀管7中注入浆液，直至注入侧部袖阀管7中的浆液扩散至与前后相邻两个所述隔离桩6连接形成所述注浆加固体，所述注浆加固体与前后相邻两个所述隔离桩6紧固连接为一体，加强所述第一下穿隧道两侧隔离墙2的强度；当盾构机在进行所述第二下穿隧道节段掘进时，盾构机对桥梁桩基1周侧的土体扰动和地层压力较小，因此设置所述第二下穿隧道中两侧的前后相邻两个所述隔离桩6的间距为1m～1.05m，并在前后相邻两个所述隔离桩6之间设置2个侧部袖阀管7，并在2个侧部袖阀管7中分别注入浆液，直至注入2个侧部袖阀管7中的浆液扩散至与前后相邻两个所述隔离桩6连接形成所述注浆加固体，所述注浆加固体与前后相邻两个所述隔离桩6紧固连接为一体，适当减小远离桥梁桩基1处隔离墙2的强度；通过侧部袖阀管7注浆形成的注浆加固体的施工速度比隔离桩6的施工速度快，通过在前后相邻两个隔离桩6之间设置注浆加固体连接相邻两个隔离桩6，可以有效提高施工效率。
本实施例中，所述待加固地层内相邻两列所述中部袖阀管9的间距为0.9m～1.1m，每列所述中部袖阀管9中前后相邻两个所述中部袖阀管9的间距为0.9m～1.1m。
本实施例中，泥浆固结体3中的所有中部袖阀管9呈梅花形布设且其呈均匀布设，在中部袖阀管9中注入42.5级普通硅酸盐水泥浆液，注入中部袖阀管9的浆液与中部袖阀管9布设位置周边土体进行混合，且相邻两个中部袖阀管9中的浆液与周边土体混合后将相邻两个中部袖阀管9紧固连接为一体，对所有中部袖阀管9进行注浆使所有中部袖阀管9中的浆液与周边土体混合形成泥浆固结体3，且形成的泥浆固结体3的均匀性较好，避免对盾构机的掘进造成影响。
如图3所示的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固方法，结合图1和图2，该隔离加固方法包括以下步骤：
步骤一、测量放线：根据预先设计所述下穿隧道段的隧道中线，对所述下穿隧道段进行测量放线，并对两个所述隔离墙2分别进行测量放线；
步骤二、隔离墙施工：对两个所述隔离墙2分别进行施工，两个所述隔离墙2的施工方法相同；
对任一个所述隔离墙2进行施工时，先对该隔离墙2中的多个所述隔离桩6分别进行施工，并采用袖阀管对该隔离墙2中已施工完成的前后相邻两个所述隔离桩6之间的地层分别进行注浆加固，获得施工成型的所述注浆加固体，待该隔离墙2中所有隔离桩6和所有注浆加固体均施工完成后，获得施工成型的隔离墙2；
步骤三、冠梁施工：在步骤二中施工成型的两个所述隔离墙2上分别施工一道冠梁4；
步骤四、待加固地层注浆加固：采用袖阀管对位于两个所述隔离墙2之间的待加固地层进行注浆加固，获得施工成型的泥浆固结体3，并使泥浆固结体3紧固连接于步骤二中施工成型的两个所述隔离墙2之间；
步骤五、横梁施工：在步骤四中施工成型的泥浆固结体3上方施工多道所述横梁5，并使每道所述横梁5均紧固连接于两道所述冠梁4之间。
本实施例中，步骤一中对所述下穿隧道段进行测量放线时，根据预先设计的所述下穿隧道段的隧道中线，对所述下穿隧道段的隧道中线进行测量放线；步骤一中对两个所述隔离墙2进行测量时，根据所述下穿隧道段隧道中线的测量放线结果，对两个所述隔离墙2的墙体中心线进行测量放线。
本实施例中，实际施工时，首先对隔离桩6进行施工，待隔离桩6中所灌注的混凝土终凝后进行所述注浆加固体的施工，所述注浆加固体的浆液终凝后进行冠梁4的施工，冠梁4所浇筑的混凝土终凝后进行泥浆固结体3的施工，泥浆固结体3中的浆液终凝后在两个冠梁4之间施工多道横梁5，待到横梁5终凝后，完成该隔离加固结构的施工。
本实施例中，步骤二中对任一个所述隔离墙2进行施工时，先由前后两侧向中部对该隔离墙2中的多个所述隔离桩6分别进行施工；对多个所述隔离桩6进行施工过程中，采用袖阀管由前后两侧向中部对前后相邻两个所述隔离桩6之间的地层分别进行注浆加固；
步骤三中对任一道所述冠梁4进行施工时，均由前后两侧向中部对该冠梁4进行施工；
步骤四中所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管9，其中N为奇数且N≥3；所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管9，每列所述中部袖阀管9均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管9，每列所述中部袖阀管9中的多个所述中部袖阀管9呈均匀布设，每个所述中部袖阀管9均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管9由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管9均包括由左至右布设于同一隧道横断面上的中部袖阀管9，前后相邻两排所述中部袖阀管9中的中部袖阀管9呈交错布设；
步骤四中对待加固地层进行注浆加固时，分多次由左右两侧向中部对称进行注浆加固，同时分多次由前后两侧向中部对称进行注浆，每次注浆加固时均形成一个四边形注浆区域；
本实施例中，在对待加固地层进行注浆加固时，分多次由左右两侧向中部对称进行注浆加固，同时分多次由前后两侧向中部对称进行注浆，每次注浆加固时均形成一个四边形注浆区域，通过先对左右两侧的两列中部袖阀管9和前后两侧的中部袖阀管9进行注浆形成第一四边形注浆区域，再对所形成的第一四边形区域内的中部袖阀管9进行注浆，在第一四边形区域内的中部袖阀管9注浆时第一四边形区域对所注浆液进行围堵，避免第一四边形区域内中部袖阀管9注浆时的浆液扩散范围超出预定的浆液扩散范围，导致中部袖阀管9注浆形成的注浆加固区域的稳固性较差。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙（2）和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙（2）之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体（3），所述待加固地层位于所述高架桥的两个桥梁桩基（1）之间，所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管（9），其中N为奇数且N≥3；中部袖阀管（9）内所注浆液为42.5级普通硅酸盐水泥浆液，所述下穿隧道段位于泥浆固结体（3）内，所述泥浆固结体（3）与两个所述隔离墙（2）紧固连接为一体，所有中部袖阀管（9）采用不完全注浆形成泥浆固结体（3）；
所述下穿隧道段为所施工盾构隧道（8）中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙（2）上均设置有一道冠梁（4），每个所述隔离墙（2）均与其上所设置的冠梁（4）紧固连接为一体，两道所述冠梁（4）之间通过多道由后向前的横梁（5）紧固连接为一体；所述冠梁（4）和横梁（5）均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体（3）、两个所述隔离墙（2）和每道所述冠梁（4）均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；
每个所述隔离墙（2）均包括多个呈竖直向布设的隔离桩（6），所述隔离桩（6）为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙（2）中的多个所述隔离桩（6）均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩（6）之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构；
所述隔离桩（6）的桩身横截面为圆形，所述隔离桩（6）为小直径的钢筋混凝土灌注桩，所述隔离桩（6）的桩身直径为0.58m～0.62m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基（1）之间的净距小于d1时，每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距为0.6m～0.65m；其中，d1为预先设定的下穿隧道段与桥梁桩基（1）之间净距的判定阈值，d1的取值范围为5m～7m；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基（1）之间的净距均不小于d1时，每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距为1m～1.05m；
每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）之间均布设有n个侧部袖阀管（7），其中n为正整数且n≥1；每个所述隔离墙（2）中所有侧部袖阀管（7）均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向由后向前布设；
n=1或2；n的取值大小根据每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距进行相应调整，每个所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距越大，n的取值越大；当所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距为0.6m～0.65m时，n=1；当所述隔离墙（2）中前后相邻两个所述隔离桩（6）的间距为1m～1.05m时，n=2；
所述待加固地层的横截面为矩形且其沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设，所述待加固地层的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距h1不小于2m，所述待加固地层的底面位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距h2不小于1.5m，所述待加固地层的底面位于隔离墙（2）的底面上方且二者之间的竖向间距为2m～3m；
所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管（9），每列所述中部袖阀管（9）均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管（9），每列所述中部袖阀管（9）中的多个所述中部袖阀管（9）呈均匀布设，每个所述中部袖阀管（9）均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管（9）由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管（9）均包括由左至右布设于同一个隧道横断面上的中部袖阀管（9），前后相邻两排所述中部袖阀管（9）中的中部袖阀管（9）呈交错布设。
2.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：两个所述桥梁桩基（1）分别位于所述待加固地层的左右两侧；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基（1）之间的净距均不小于d1时，h1的取值范围为2m～2.2m且h2的取值范围为2m～2.2m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基（1）之间的净距小于d1时，h1的取值范围为3m～3.2m且h2的取值范围为2m～2.2m。
3.根据权利要求2所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的前端面与两个所述隔离墙（2）的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，所述待加固地层的后端面与两个所述隔离墙（2）的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上；
所述待加固地层的前端面位于所述高架桥前方，所述待加固地层的后端面位于所述高架桥后方；所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基（1）之间的净距均不小于d2，所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基（1）之间的净距均不小于d2；其中，d2为预先设定的待加固地层前后端面与桥梁桩基（1）之间的净距阈值，d2的取值范围为15m～18m。
4.根据权利要求1至3中任一个权利要求所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：两个所述隔离墙（2）均呈竖直向布设，两个所述隔离墙（2）的竖向高度相同，两个所述隔离墙（2）中所有隔离桩（6）的桩长均与隔离墙（2）的竖向高度相同；所述待加固地层的上表面位于隔离墙（2）的上表面下方。
5.根据权利要求1至3中任一个权利要求所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：每道所述横梁（5）均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，两道所述冠梁（4）与多道所述横梁（5）均位于同一平面上；所述下穿隧道段与两个所述隔离墙（2）的间距相同。
6.一种利用如权利要求1所述隔离加固结构对下穿隧道段进行隔离加固的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、测量放线：根据预先设计所述下穿隧道段的隧道中线，对所述下穿隧道段进行测量放线，并对两个所述隔离墙（2）分别进行测量放线；
步骤二、隔离墙（2）施工：对两个所述隔离墙（2）分别进行施工，两个所述隔离墙（2）的施工方法相同；
对任一个所述隔离墙（2）进行施工时，先对该隔离墙（2）中的多个所述隔离桩（6）分别进行施工，并采用袖阀管对该隔离墙（2）中已施工完成的前后相邻两个所述隔离桩（6）之间的地层分别进行注浆加固，获得施工成型的所述注浆加固体，待该隔离墙（2）中所有隔离桩（6）和所有注浆加固体均施工完成后，获得施工成型的隔离墙（2）；
步骤三、冠梁（4）施工：在步骤二中施工成型的两个所述隔离墙（2）上分别施工一道冠梁（4）；
步骤四、待加固地层注浆加固：采用袖阀管对位于两个所述隔离墙（2）之间的待加固地层进行注浆加固，获得施工成型的泥浆固结体（3），并使泥浆固结体（3）紧固连接于步骤二中施工成型的两个所述隔离墙（2）之间；对待加固地层进行注浆加固时，分多次由左右两侧向中部对称进行注浆加固，同时分多次由前后两侧向中部对称进行注浆，每次注浆加固时均形成一个四边形注浆区域；
步骤五、横梁（5）施工：在步骤四中施工成型的泥浆固结体（3）上方施工多道所述横梁（5），并使每道所述横梁（5）均紧固连接于两道所述冠梁（4）之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤二中对任一个所述隔离墙（2）进行施工时，先由前后两侧向中部对该隔离墙（2）中的多个所述隔离桩（6）分别进行施工；对多个所述隔离桩（6）进行施工过程中，采用袖阀管由前后两侧向中部对前后相邻两个所述隔离桩（6）之间的地层分别进行注浆加固；
步骤三中对任一道所述冠梁（4）进行施工时，均由前后两侧向中部对该冠梁（4）进行施工；
步骤四中所述待加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管（9），其中N为奇数且N≥3；所述待加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管（9），每列所述中部袖阀管（9）均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管（9），每列所述中部袖阀管（9）中的多个所述中部袖阀管（9）呈均匀布设，每个所述中部袖阀管（9）均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；
所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管（9）由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管（9）均包括由左至右布设于同一隧道横断面上的中部袖阀管（9），前后相邻两排所述中部袖阀管（9）中的中部袖阀管（9）呈交错布设；
步骤五中施工多道所述横梁（5）时，由前后两侧向中部进行施工。
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