CN116335718A - 一种地铁联络通道的超前支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地铁联络通道的超前支护方法，该超前支护方法包括以下步骤：沿地铁联络通道的外轮廓在其支护范围的四周依次间隔压入若干钢管，若干钢管围合在地铁联络通道的外围区域，钢管的长度与地铁联络通道的长度相吻合适配；在钢管的两端分别焊接防溢浆钢片，其中一防溢浆钢片设有注浆口位于底部，另一防溢浆钢片设有溢浆口位于顶部，通过注浆口对钢管的内部注入微膨胀混凝土直至溢浆口溢出浆液；待钢管内微膨胀混凝土达到强度后，开始破除联络通道位置的盾构隧道管片，并开始挖除钢管围合的土体，每挖0.3‑0.5m后采用型钢将钢管焊接为整体。本发明的优点是：施工效率高，支护效果好，可靠度高，有效避免联络通道施工对周围的扰动影响。
Description
技术领域
本发明涉及地下结构开挖技术领域，尤其是一种地铁联络通道的超前支护方法。
背景技术
超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于掌子面开挖的辅助措施工的一种工艺。隧道穿越软弱破碎围岩时，开挖扰动会引起较大的围岩变形。如果初期支护施工不及时，围岩变形可能超过其容许范围，严重时引起掌子面失稳、隧道塌方，造成重大经济损失。因此，需采用隧道超前支护措施来控制围岩的变形，从而达到保证隧道施工安全的目的。两平行地铁盾构隧道之间的联络通道目前主要的方式主要有冻结法、超前小导管法、管棚法等。
上述方法都有着各自的优势，但各自的缺点也很明显。如冻结法施工可以隔绝地下水、适应面广、灵活性好、可控性好、污染小、经济合理等优点，但在施工过程中会导致土体的冻胀融沉，从而影响地上结构、周围地层结构、已建盾构隧道等，并且冻结法施工的施工工期较长，工程造价高，解冻后地层稳定所需要时间长。超前小导管具有适用性强、工艺简单、更经济的特点且使用灵活，支护效果好，但其施工受各项参数的限制，如受围岩边界地质条件、围岩状况、支护结构形式及隧道断面尺寸而定。并且在目前施工过程其施工质量得不到保证，可靠性差，存在较大安全隐患，同时还存在施工进度缓慢的缺点。管棚法施工支护效果好，安全度较高，有效降低开挖过程中对周围扰动影响，但其施工工艺复杂，工效低，相应的施工成本高。综上，各方法的整体性均不足，逐步支护的效率低。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种地铁联络通道的超前支护方法，通过采用钢管和螺旋钻杆一次性贯穿在地铁联络通道的外围并形成结合钻孔、注浆、支护功能于一体的超前支护结构，实现地铁联络通道的超前支护。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种地铁联络通道的超前支护方法，用于对相邻的地铁隧道之间的地铁联络通道进行超前支护，所述地铁隧道包括隧道左线和隧道右线，所述地铁联络通道的两端分别与所述隧道左线和所述隧道右线连通，其特征在于：该超前支护方法包括以下步骤：
沿所述地铁联络通道的外轮廓在其支护范围的四周压入若干钢管，若干钢管围合在所述地铁联络通道的外围区域，所述钢管的长度与所述地铁联络通道的长度相吻合适配；
在所述钢管的两端分别焊接防溢浆钢片，其中一所述防溢浆钢片设有注浆口，另一所述防溢浆钢片设有溢浆口，通过所述注浆口对所述钢管的内部注入微膨胀混凝土直至所述溢浆口溢出所述微膨胀混凝土。
将若干所述钢管均匀密设在所述地铁联络通道的外围区域，且若干所述钢管之间间隔布置。
在所述钢管的内部设置螺旋钻杆，将所述螺旋钻杆的中心轴与钻机连接，将所述钢管与钢管水平旋压设备连接，通过启动所述钻机令所述螺旋钻杆进行钻进，通过启动所述钢管水平旋压设备令所述钢管随所述螺旋钻杆同步压入。
所述钢管由若干钢管分节焊接构成，即一节钢管分节通过所述螺旋钻杆压入后，取出所述螺旋钻杆并将该钢管分节与另一钢管分节焊接，焊接完成后将所述螺旋钻杆置入并继续钻进，直至由若干钢管分节构成的所述钢管的长度与所述地铁联络通道的长度吻合适配。
所述注浆口开设在所述防溢浆钢片对应于所述钢管的管口下端位置；所述溢浆口开设在所述防溢浆钢片对应于所述钢管的管口上端位置。
待所述钢管内的所述微膨胀混凝土达到强度后，开始破除联络通道位置的盾构隧道管片，并开始挖除若干所述钢管围合的土体，每挖0.3-0.5m后采用型钢将若干所述钢管焊接为整体。
本发明的优点是：结合钻孔、注浆、支护功能于一体，支护材料一次性贯穿联络通道，不需要进行逐步支护，有较好的完整性；施工效率高、施工工艺简便，节约工时，适于推广。
附图说明
图1为本发明的挖掘装置结构示意图；
图2为本发明中注浆过程示意图；
图3为本发明中地铁联络通道的横断面图；
图4为本发明中钢管的布置结构示意图。
实施方式
以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中标记1-11分别表示为：螺旋钻杆1、钢管2、钻机接口3、注浆口4、防溢浆钢片5、溢浆口6、地铁联络通道7、隧道左线8、隧道右线9、钢管水平旋压设备10、微膨胀混凝土11。
实施例：如图3和图4所示，本实施例中地铁联络通道的超前支护方法用于对地铁联络通道7进行超前支护，该地铁联络通道7的两端分别与隧道左线8和隧道右线9连接，使隧道左线8与隧道右线9之间可通过地铁联络通道7构成连通。
结合图1和图2所示，本实施例中的地铁联络通道的超前支护方法在地铁联络通道7的外围施作由螺旋钻杆1和钢管2组合构成的超前支护装置，其中螺旋钻杆1设置在钢管2的内部，该钢管2主要起到超前支护作用，而螺旋钻杆1则主要起到将钢管2施工到位的作用。
具体而言，本实施例中的超前支护方法包括以下步骤：
1）将钢管2的一端通过钻机连接件与钻机接口3连接，该钻机接口3为钻机（图中隐去未示出）的一部分，实现钢管2与钻机之间的连接。在钢管2的内部置入与其管孔内径相匹配的螺旋钻杆1。同时在钢管2的外围连接钢管水平旋压设备10。
在本实施例中，为了满足支护的范围要求，尤其是为了适应于地铁联络通道的长度要求。钢管2可由两根或两根以上的钢管分节焊接而成，以保证其在施工到位后的支护强度，避免因钢管2单体过长而导致的长度下降。在使用时，当一根钢管分节完成压入后，取出置于其内部的螺旋钻杆1，而后将该钢管分节与另一根钢管分节进行焊接接长，焊接完成后置入螺旋钻杆1继续钻进。
2）启动钻机旋进螺旋钻杆1同时启动钢管水平旋压设备10同步压入钢管2，使钢管2和螺旋钻杆1在钻机及钢管水平旋压设备10的协同驱动下沿地铁联络通道7的延伸方向实现同步的压入和钻进，此时螺旋钻杆1进行钻孔并在螺旋叶片的作用下将钻孔的渣土从钢管2的管孔内向外排出，同时钢管水平旋压设备10将钢管2同步施作到地铁联络通道所需设置的支护位置，以对地铁联络通道进行超前支护。
如图3所示，在地铁联络通道7的外围四周设置有若干钢管2，每根钢管2均采用上述方法施作；各钢管2均匀分布在地铁联络通道7外围待支护区域，通过密设的钢管2所形成的支护可避免地铁联络通道7的开挖扰动引起较大的围岩变形。在本实施例中，钢管2之间是呈一定间距的间隔布置，其间隔距离应根据其所提供的支护性能结合施工场地的地层情况综合设计。
3）在钻孔完成后，取出钢管2内部的螺旋钻杆1，在钢管2的两端分别焊接带孔的防溢浆钢片5，其中一个防溢浆钢片5上的开孔作为注浆口4，该注浆口4设置于钢管2的首端位置且位于其管口下端，另一个防溢浆钢片5上的开口作为溢浆口6，该溢浆口6设置于钢管2的末端位置且位于其管口上端。通过对注浆口4和溢浆口6的位置设计，以保证后续对钢管2内所进行的注浆施工的施工质量。
4）完成两侧防溢浆钢片5的焊接后，立即通过注浆口4对钢管2内部进行注浆，即通过注浆口4向钢管2内注入微膨胀混凝土11，以增强钢管2的刚度；随着注浆过程的进行，从溢浆口6处逐渐排出空气直至其溢出微膨胀混凝土11，则表明钢管2内已充分注满微膨胀混凝土11，注浆完成。
5）待钢管2内的微膨胀混凝土11达到强度后，开始破除联络通道位置的盾构隧道管片，并开始挖除若干钢管2围合的土体，每挖0.3-0.5m后采用型钢将若干钢管2焊接为整体从而形成整体的超前支护体系，实现整体受力，提高支护效果。
本实施例在具体实施时，通过螺旋钻杆1进行钻孔并可由螺旋钻杆1直接取土，由钢管2进行支护并在其内部通过注浆加强，从而结合钻孔、注浆、支护功能于一体，支护材料可一次性贯穿地铁联络通道，实现超前支护。除了地铁联络通道之外，本实施例也尤其适用于与地铁联络通道相似的具有规则截面的狭长型施工区域支护使用。
在本实施例中，钢管2一端的钻机连接件可以是端部管壁上的卡扣，该卡扣与钻机接口3之间通过钢丝绳等构件连接。置于钢管2内部的螺旋钻杆1的中心轴直接与钻机接口3连接从而实现与钻机之间的连接。
虽然以上实施例已经参照对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
Claims (6)
1.一种地铁联络通道的超前支护方法，用于对相邻的地铁隧道之间的地铁联络通道进行超前支护，所述地铁隧道包括隧道左线和隧道右线，所述地铁联络通道的两端分别与所述隧道左线和所述隧道右线连通，其特征在于：该超前支护方法包括以下步骤：
沿所述地铁联络通道的外轮廓在其支护范围的四周压入若干钢管，若干钢管围合在所述地铁联络通道的外围区域，所述钢管的长度与所述地铁联络通道的长度相吻合适配；
在所述钢管的两端分别焊接防溢浆钢片，其中一所述防溢浆钢片设有注浆口，另一所述防溢浆钢片设有溢浆口，通过所述注浆口对所述钢管的内部注入微膨胀混凝土直至所述溢浆口溢出所述微膨胀混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种地铁联络通道的超前支护方法，其特征在于：将若干所述钢管均匀密设在所述地铁联络通道的外围区域，且若干所述钢管之间间隔布置。
3.根据权利要求1所述的一种地铁联络通道的超前支护方法，其特征在于：在所述钢管的内部设置螺旋钻杆，将所述螺旋钻杆的中心轴与钻机连接，将所述钢管与钢管水平旋压设备连接，通过启动所述钻机令所述螺旋钻杆进行钻进，通过启动所述钢管水平旋压设备令所述钢管随所述螺旋钻杆同步压入。
4.根据权利要求3所述的一种地铁联络通道的超前支护方法，其特征在于：所述钢管由若干钢管分节焊接构成，即一节钢管分节通过所述螺旋钻杆压入后，取出所述螺旋钻杆并将该钢管分节与另一钢管分节焊接，焊接完成后将所述螺旋钻杆置入并继续钻进，直至由若干钢管分节构成的所述钢管的长度与所述地铁联络通道的长度吻合适配。
5.根据权利要求1所述的一种地铁联络通道的超前支护方法，其特征在于：所述注浆口开设在所述防溢浆钢片对应于所述钢管的管口下端位置；所述溢浆口开设在所述防溢浆钢片对应于所述钢管的管口上端位置。
6.根据权利要求1所述的一种地铁联络通道的超前支护方法，其特征在于：待所述钢管内的所述微膨胀混凝土达到强度后，开始破除联络通道位置的盾构隧道管片，并开始挖除若干所述钢管围合的土体，每挖0.3-0.5m后采用型钢将若干所述钢管焊接为整体。
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