CN112922608A - 盾构接收洞门的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构接收洞门的加固方法，包括：于接收洞门处采用水平MJS工法向接收洞的土体内施工加固桩，施工形成的加固桩围绕待施工的管片的外周设置以形成土体加固区域；待加固桩达到一定强度后，对土体加固区域采用冻结法进行冻结施工以于待施工的管片外周形成冻结止水帷幕，从而完成对接收洞门的加固。本发明的加固方法采用圆环状的土体加固区域，相对于全断面施工减少了加固桩的数量，能够降低成本，加快工期。采用冻结法进行冻结形成冻结止水帷幕，冻结的水泥土不但具有较强的抗坍塌能力，且冻结后的水泥土承载能力得到进一步提升，同时土体掺入水泥后能够有效抑制水平冻结过程中产生的冻胀融沉问题，确保周边建构筑物的安全营运。

Description

盾构接收洞门的加固方法

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，特指一种盾构接收洞门的加固方法。

背景技术

盾构接收是盾构法隧道施工中分部工程的关键工序，端头加固质量则关乎盾构接收能否安全进行。常用的加固方法是从地面垂直做旋喷桩或搅拌桩，但当加固深度较大或不具备从地面加固条件时，这些方法无法实施或质量较难保证，而水平MJS工法可有效解决这一问题。

但是，目前国内盾构法施工中常用的MJS水平加固方法主要为全断面加固，存在的主要问题有成本高，全断面加固施工材料、设备、人力等方面的花费较多；工期长，采用全断面加固形式势必要增加工作量，从而导致工期延长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种盾构接收洞门的加固方法，解决现有的MJS水平全断面加固存在的成本高和工期长的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种盾构接收洞门的加固方法，盾构机的接收洞位于既有车站的下方；所述加固方法包括：

于所述接收洞门处采用水平MJS工法向接收洞的土体内施工加固桩，施工形成的加固桩围绕待施工的管片的外周设置以形成土体加固区域；以及

待所述加固桩达到一定强度后，对所述土体加固区域采用冻结法进行冻结施工以于待施工的管片外周形成冻结止水帷幕，从而完成对接收洞门的加固。

本发明的加固方法采用圆环状的土体加固区域，也即水平MJS工法施工形成的加固桩在外圈设置，而中间镂空的形式，相对于全断面施工减少了加固桩的数量，能够降低成本，加快工期。由于隧道埋深较大，顶部设有既有车站，无法进行降水施工，为避免盾构接收过程中接收洞门处出现涌水、涌砂的情况，采用冻结法进行冻结形成冻结止水帷幕，冻结的水泥土不但具有较强的抗坍塌能力，且冻结后的水泥土承载能力得到进一步提升，同时土体掺入水泥后能够有效抑制水平冻结过程中产生的冻胀融沉问题，确保周边建构筑物的安全营运。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，施工加固桩时，于所述接收洞门处的围护结构上安装钻机及防喷涌装置进行钻孔形成加固孔；

通过所述防喷涌装置向所述加固孔内进行周围土体加固，从而完成加固桩的施工。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，钻孔形成加固孔时，让所述钻机的钻杆与所述围护结构保持垂直。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，所述土体加固区域的横向剖面呈圆环状，所述土体加固区域的内环面的直径小于待施工的管片的外径；所述土体加固区域的外环面的直径大于待施工的管片的外径。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，采用冻结法进行冻结施工时，对所述土体加固区域下方的土体进行冻结形成冻结加固区域。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，所形成的冻结止水帷幕的横向剖面呈圆环状，所述冻结止水帷幕的内环面的直径与待施工的管片的内径相适配，所述冻结止水帷幕的冻结范围小于所述土体加固区域的范围。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，所述加固桩有多个，且位于底部的加固桩的直径大于其余的加固桩的直径。

本发明盾构接收洞门的加固方法的进一步改进在于，所述加固桩的长度与所述接收洞的长度相适配。

附图说明

图1为本发明盾构接收洞门的加固方法的流程图。

图2为本发明盾构接收洞门的加固方法加固后的平面图。

图3为本发明盾构接收洞门的加固方法加固后的断面图。

图4为本发明盾构接收洞门的加固方法加固后的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种盾构接收洞门的加固方法，用于难以实施垂直水泥系加固方法的施工区域的加固，采用水平MJS工法和水平冻结工法相结合，解决了全断面MJS水平加固存在的成本供和工期长问题。水平MJS工法采用外圈加固中间镂空的形式，也即圆环状，在工作量以及工期上得到大大改善，相比于全断面加固节约了近一半的成本。MJS工法加固体强度高但采用中间镂空形式施工时，渗漏水风险会提高，此时辅以水平冻结进一步加固止水，形成具有一定强度的冻结止水帷幕。加固后的冻结水泥土不但具有较强的抗坍塌能力，而且冻结后的水泥土承载能力得到进一步的提升，同时土体掺入水泥后能够有效抑制水平冻结过程中产生的冻胀融沉问题，确保周边敏感性建构筑物的安全营运。本发明不光有效地解决了在端头地面不具备加固条件的问题还从成本以及工期方面优化了MJS水平加固方法，从而保证盾构在接收过程中安全性。通过灵活运用水平MJS工法对盾构洞门进行加固，为后续无法进行垂直水泥系加固的工况环境提供了范例。下面结合附图对本发明盾构接收洞门的加固方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明盾构接收洞门的加固方法的流程图。下面结合图1，对本发明盾构接收洞门的加固方法进行说明。

如图1所示，本发明的盾构接收洞门的加固方法，盾构机的接收洞位于既有车站的下方；该加固方法包括：

执行步骤S101，结合图2至图3所示，于接收洞门20处采用水平MJS工法向接收洞的土体内施工加固桩，施工形成的加固桩围绕待施工的管片的外周设置以形成土体加固区域21；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，待加固桩达到一定强度后，对土体加固区域21采用冻结法进行冻结施工以于待施工的管片外周形成冻结止水帷幕22，从而完成对接收洞门20的加固。

由于接收洞位于既有车站的下方，故无法对接收洞进行垂直加固。为避免盾构机掘进至接收洞的位置处对既有车站以及地上其他的建构筑物造成影响，需要对该接收洞处的土体进行加固。若选用全断面的MJS工法加固，成本太高，工期也长，比如对于直径为6.2m的隧道，全断面MJS工法加固需要施工70个加固桩。而本发明的加固方法仅加固管片外周的土体，也即仅对盾构掘进施工的外周土体打设加固桩进行加固，中间为镂空形式，这样对于直径为6.2m的隧道，仅需要施工40个加固桩即可，成本节约了近一半左右，工期也相对提前很多。MJS工法加固土体强度高，但中间镂空的形式有渗漏水风险，辅助冻结法进行水平冻结施工，进一步起到加固止水的作用，形成具有一定强度的冻结止水帷幕。加固后的冻结水泥土不但具有较强的抗坍塌能力，而且冻结后的水泥土承载能力得到进一步的提升，同时土体掺入水泥后能够有效抑制水平冻结过程中产生的冻胀融沉问题，确保周边敏感性建构筑物的安全营运。

在本发明的一种具体实施方式中，结合图2所示，施工加固桩时，于接收洞门20处的围护结构30上安装钻机及防喷涌装置进行钻孔形成加固孔；

通过所述防喷涌装置向所述加固孔内进行周围土体加固，从而完成加固桩的施工。其中周围土体加固采用注浆填充的方式实现加固。

较佳地，接收洞的位置邻近车站30设置，该车站30施工时，施工有围护结构32，该围护结构32较佳为地连墙。在地连墙的墙面上进行现场放样，划分出加固桩的施工位置，对应施工位置设置钻机，让钻机钻杆抵在围护结构32上，而后钻孔让钻杆穿过围护结构32并向土体中打入，从而在土体中形成加固孔。

进一步地，钻孔形成加固孔时，让钻机的钻杆与围护结构保持垂直。在钻孔时应确保钻孔的垂直度，在发现钻孔偏差时应利用筒钻进行扫孔，控制钻孔垂直度在1/150以内。

为避免钻孔作业过程发生渗水，在施工位置安装方喷涌装置，通过防喷涌装置避免开孔的过程中发生倒涌水等情况。

为确保钻孔施工安全，钻孔作业时，实时检测钻杆的扭矩，在扭矩超过设定值时，应停机检查，以避免扭矩多大造成钻杆断裂的风险。

注浆材料采用水泥，水泥注入到加固孔内与加固孔周围的土体融合，且水泥充满加固孔，在凝固后形成加固桩。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，土体加固区域21的横向剖面呈圆环状，土体加固区域21的内环面的直径小于待施工的管片的外径，土体加固区域的外环面的直径大于待施工的管片的外径。

较佳地，待施工的管片的外径为6200mm，土体加固区域21的内环面的直径为6100mm。土体加固区域21的外环面的直径为10100mm。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，采用冻结法进行冻结施工时，对土体加固区域21下方的土体进行冻结形成冻结加固区域23。在土体加固区域21的下方设置一定厚度的冻结加固区域23，能够防止地下水上涌，提高止水效果。且冻结加固区域23能够增强土体的承载力，进一步起到了加固土体的作用。

较佳地，该冻结加固区域23为弧形。

进一步地，所形成的冻结止水帷幕22的横向剖面呈圆环状，冻结止水帷幕22的内环面的直径与待施工的管片的内径相适配，冻结止水帷幕22的冻结范围小于土体加固区域21的范围。在加固桩施工完成至少28天后，进行水平冻结加固施工。

较佳地，冻结止水帷幕22的外环面的直径为9200。该冻结止水帷幕22的外环面的直径小于土体加固区域21的外环面的直径。冻结止水帷幕22将土体加固区域21的内圈冻结加固，起到加固和止水的作用。

在本发明的一种具体实施方式中，加固桩有多个，且位于底部的加固桩的直径大于其余的加固桩的直径。较佳地，底部的加固桩的桩径为2.4m，其余加固桩的直径为2.0m。加固桩的形状为半圆型，上下排距700mm。

冻结止水帷幕22的厚度为1.5m，长度与土体加固区域的长度相适配，冻结止水帷幕22的平均温度为-10℃。

进一步地，加固桩的长度与接收洞的长度相适配。加固桩的长度在11.4m至12.7m之间。

如图2至图4所示，在土体加固区域21施工好后，施工车站30，车站30在施工贴设于围护结构32处的墙体时，在接收洞门20的位置处施工盾构环梁31，该盾构环梁31用于加固接收洞门20。围护结构32远离车站30的一侧设有既有地连墙12，该既有地连墙12与围护结构32之间有夹心土11，加固桩穿过围护结构31、夹心土11以及既有地连墙12。接着盾构机自接收洞门20向前掘进施工，并拼装管片41，盾构机接收过程中，通过土体加固区域21及冻结止水帷幕22确保施工安全。盾构掘进施工拼装管片从而形成接收洞，由于接收洞位于既有车站的下方，盾构机无法自接收洞处吊出，在盾构机掘进到位后，进行平移调头，反向掘进至始发端再吊出。

本发明为端头井附近环境较复杂的工况提供了一种加固方法，对无法进行垂直水泥系加固的情况有参考意义；

外圈加固中间镂空MJS水平加固+水平冻结工法从工期以及成本方面对传统全断面MJS加固施工有很大程度的优化。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种盾构接收洞门的加固方法，盾构机的接收洞位于既有车站的下方；其特征在于，所述加固方法包括：

于所述接收洞门处采用水平MJS工法向接收洞的土体内施工加固桩，施工形成的加固桩围绕待施工的管片的外周设置以形成土体加固区域；以及

待所述加固桩达到一定强度后，对所述土体加固区域采用冻结法进行冻结施工以于待施工的管片外周形成冻结止水帷幕，从而完成对接收洞门的加固。

2.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，施工加固桩时，于所述接收洞门处的围护结构上安装钻机及防喷涌装置进行钻孔形成加固孔；

通过所述防喷涌装置向所述加固孔内进行周围土体加固，从而完成加固桩的施工。

3.如权利要求2所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，钻孔形成加固孔时，让所述钻机的钻杆与所述围护结构保持垂直。

4.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，所述土体加固区域的横向剖面呈圆环状，所述土体加固区域的内环面的直径小于待施工的管片的外径；所述土体加固区域的外环面的直径大于待施工的管片的外径。

5.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，采用冻结法进行冻结施工时，对所述土体加固区域的土体进行冻结形成冻结加固区域。

6.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，所形成的冻结止水帷幕的横向剖面呈圆环状，所述冻结止水帷幕的内环面的直径与待施工的管片的内径相适配，所述冻结止水帷幕的冻结范围小于所述土体加固区域的范围。

7.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，所述加固桩有多个，且位于底部的加固桩的直径大于其余的加固桩的直径。

8.如权利要求1所述的盾构接收洞门的加固方法，其特征在于，所述加固桩的长度与所述接收洞的长度相适配。

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