CN219220417U - 一种适用于松软地层条件的隧道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道地层加固与隧道支护领域，具体为一种适用于松软地层条件的隧道结构。包括近距离下穿地面建筑物的隧道，施工于隧道左右两侧且与隧道纵向平行的两排混凝土桩，在混凝土桩上预留有左右方向延伸的注浆加固通孔；还包括第一定向钻孔，第一定向钻孔水平段穿过混凝土桩的注浆加固通孔且内含注浆钢花管，利用注浆钢花管向其周围地层中注入注浆加固体，注浆加固体与注浆钢花管构成层状隔离加固体并支撑于混凝土桩上，如此，层状加固体能够支持于混凝土桩上，避免层状加固体缺乏支撑，悬浮于软弱地层中。本实用新型还通过设置监控单元可以对隧道施工时对上部的扰动进行监测，以便于及时实施补救措施。

Description

一种适用于松软地层条件的隧道结构

技术领域

本实用新型涉及隧道地层加固与隧道支护领域，具体涉及一种适用于松软地层条件的隧道结构。

背景技术

随着城市建设需求以及地下施工技术的发展，在城市建筑物下施工隧道的需求不断增加，这些隧道有些用于轨道运输，常见的有地铁，有些作为排水、排污、电力管线的通道。当所施工的隧道距离地面建筑物比较近时，或者地面建筑物比较庞大时，对隧道的施工控制和既有建筑物的保护较为不利，容易导致既有建筑物和地面出现沉降超标、坍塌等事故，这一情况在松软地层条件尤为突出。

对此，在隧道施工至建筑物下之前通常会对该区域的地层进行加固，如文献CN107119669A公开了“用于盾构在富水砂层中侧穿房屋的预注浆加固地基方法”，涉及富水砂层这种松软地层条件下的隧道用地层加固，提出通过施工并排的定向钻孔并在其水平段内插设注浆管进行注浆加固，在新建隧道和既有建筑物之间形成一个层状加固体以将两者隔离，减小新建隧道对地面既有建筑物的影响。但是层状加固体缺乏支撑，悬浮于地层中，在隧道施工时，层状加固体容易出现整体的沉降，且若层状加固体厚度不均造成沉降的同时还会产生倾斜。此外，其也缺乏有效的监测手段，无法捕捉新建隧道施工时对地面既有建筑物以及层状加固体产生的影响，进而无法及时实施补救措施。

实用新型内容

为了解决层状加固体缺乏支撑，悬浮于软弱地层中的问题，本实用新型提出一种适用于松软地层条件的隧道结构，通过混凝土桩对层状加固体形成支撑，提高隧道支护结构的支护能力，此外还通过设置监控单元对隧道施工时对上部的扰动进行监测，以便于及时采取补救措施，具体的技术方案如下：

包括近距离下穿地面建筑物的隧道，施工于隧道左右两侧且与隧道纵向平行的两排混凝土桩，在混凝土桩上预留有左右方向延伸的注浆加固通孔，注浆加固通孔内部周向预留有沿其径向的注浆加固环；

还包括自地面施工的垂直于隧道纵向且间隔排列的第一定向钻孔，第一定向钻孔包括倾斜段和水平段，第一定向钻孔水平段穿过混凝土桩的注浆加固通孔且内含注浆钢花管，利用注浆钢花管向其周围地层中注入注浆加固体，注浆加固体与注浆钢花管构成层状隔离加固体并支撑于混凝土桩上；

在注浆加固通孔内还安装有应力监测单元，在隧道顶部向隔离加固体方向施工有监测孔，监测孔内设置有位移应力综合监测单元。

优选的，在监测孔侧部靠近隔离加固体位置施工有第二定向钻孔，第二定向钻孔的水平段与隧道纵向平行。

优选的，第二定向钻孔水平段内安装注浆花管，注浆花管包括外花管和内花管，外花管和内花管尾端皆为封口状态，外花管和内花管的出浆口错开，其间涂抹有润滑材料。

有益效果：本实用新型的适用于松软地层条件的隧道结构，在隧道两侧施工混凝土桩并预留注浆加固通孔，通过定向钻孔穿过注浆加固通孔，注浆加固通孔内设置注浆钢花管用于注浆形成层状加固体(注浆钢花管起到管棚作用)，这样层状加固体便能够支持于混凝土桩上，避免层状加固体缺乏支撑，悬浮于软弱地层中；而注浆加固通孔、注浆加固环的加固连接方式可以提高层状隔离加固体与混凝土桩的连接强度；此外，本实用新型还通过设置监控单元可以对隧道施工时对上部的扰动进行监测，以便于及时实施补救措施。

附图说明

图1是本实用新型适用于松软地层条件的隧道结构示意图；

图中：地面1、建筑物2、隧道3、应力监测单元4、混凝土桩5、第一定向钻孔6、隔离加固体7、位移应力综合监测单元8、第二定向钻孔9、注浆加固通孔10、注浆加固环11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的适用于松软地层条件的隧道结构，包括近距离下穿地面建筑物2的隧道3，施工于隧道3左右两侧且与其纵向平行的两排混凝土桩5；自地面1施工的垂直于隧道纵向且间隔排列的第一定向钻孔6，第一定向钻孔6包括倾斜段和水平段，第一定向钻孔水平段穿过混凝土桩且内含注浆钢花管，利用注浆钢花管向其周围地层中注入浆体形成注浆加固体的一部分，容置有注浆钢花管的第一定向钻孔6的水平段内也充填有浆体形成注浆加固体的一部分，如此形成层状隔离加固体7；隔离加固体7端部支撑于左右两侧的混凝土桩5上，在混凝土桩5上支撑隔离加固体的位置预留有左右方向延伸的注浆加固通孔10，注浆加固通孔10内部周向预留有沿其径向的注浆加固环11；注浆加固通孔和注浆加固环皆通过第一定向钻孔向其内填充满注浆加固体，且注浆钢花管端部位于注浆加固通孔10内；在注浆加固通孔10内安装有应力监测单元4，在隧道3顶部向隔离加固体7方向施工有监测孔，监测孔内设置有位移应力综合监测单元8，在监测孔一侧或两侧靠近隔离加固体7位置施工有第二定向钻孔9，第二定向钻孔9的水平段平行于隧道3纵向。

本实用新型的适用于松软地层条件的隧道结构，其在垂直于隧道纵向的定向钻孔水平段内安装有注浆钢花管，注浆后形成层状隔离加固体(注浆钢花管起到管棚作用)，同时沿着隧道纵向施工两排混凝土桩对层状加固体形成支撑，避免层状加固体缺乏支撑，悬浮于软弱地层中；而注浆加固通孔、注浆加固环的加固连接方式可以提高层状隔离加固体与混凝土桩的连接强度；此外，本实用新型还通过设置监控单元可以对隧道施工时对上部的扰动进行监测，以便于及时实施补救措施。

本实用新型的适用于松软地层条件的隧道结构的施工方法包括如下步骤：

S1，在地面建筑物2左右两侧施工两排平行于隧道3的混凝土桩5，在混凝土桩内预留左右方向延伸的注浆加固通孔10，注浆加固通孔10内部周向预留有沿其径向延伸的注浆加固环11；混凝土桩的个数、尺寸和间距等参数，可基于建筑物影响范围(待加固地层的面积)、建筑物重力、左右跨度等确定。

S2，自地面1施工垂直于隧道3纵向的第一定向钻孔6，第一定向钻孔6间隔排列，包括倾斜段和水平段，第一定向钻孔水平段穿过混凝土桩的注浆加固通孔10；在第一定向钻孔水平段内安装注浆钢花管，使得注浆钢花管穿过注浆加固通孔10，并出漏于注浆加固通孔10外部。其中，为提高成孔质量，第一定向钻孔6的钻设间隔进行，注浆钢花管选用

×8mm规格。

S3，在注浆加固通孔10内安装应力监测单元4，通过注浆钢花管向地层内注浆，浆液经注浆钢花管的出浆口渗透入待加固地层土体中，并填充满第一定向钻孔6水平段、注浆加固通孔10和注浆加固环11，待浆液凝固后形成一层支撑于混凝土桩上的层状的隔离加固体7，以将土体胶结成一个整体，同时埋于地层中的多根注浆钢花管还起到管棚支撑作用，混凝土桩5进一步对多根注浆钢花管/隔离加固体7起到支撑作用，从而共同形成支护体系，使得隧道和地面建筑物之间形成一道局部的支护屏障，提高该隔离加固体7的自稳强度和抗扰动能力，避免在隧道施工过程中地面出现沉降超标、坍塌等事故，进而保障建筑及管线的安全。

S4，施工隧道3并进行支护，同时采集应力监测单元4数据；在隧道3顶部向上施工监测孔，监测孔内设置位移应力综合监测单元8，并采集隧道顶部地层内的位移和应力数据；

S5，根据应力监测单元4、位移应力综合监测单元8采集的监测数据判断，若隧道施工对其上部土体扰动较大，则在监测孔一侧或两次施工第二定向钻孔9，并通过其注浆加固隧道顶部地层；第二定向钻孔9自地面施工，其水平段平行于隧道3，并靠近隔离加固体7。

其中，第二定向钻孔9可超前隧道施工进度进行施工，在隧道施工至建筑物影响区域前施工完毕，并在第二定向钻孔水平段内安装注浆花管，注浆花管包括外花管和内花管且尾端皆为封口状态，外花管和内花管的出浆口错开，并在其间涂抹润滑材料，当需要注浆补充加固时，旋转内花管使得内花管与外花管出浆口有重合，进行注浆加固；所述外花管和内花管或所述内花管可选择抗弯曲性能高的塑料管；上述内花管和外花管的设置可以防止提前布置的注浆花管内部进入松软土体而被堵住。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种适用于松软地层条件的隧道结构，其特征在于，包括近距离下穿地面建筑物的隧道，施工于隧道左右两侧且与隧道纵向平行的两排混凝土桩，在混凝土桩上预留有左右方向延伸的注浆加固通孔；

还包括自地面施工的垂直于隧道纵向且间隔排列的第一定向钻孔，第一定向钻孔包括倾斜段和水平段，第一定向钻孔水平段穿过混凝土桩的注浆加固通孔且内含注浆钢花管，利用注浆钢花管向其周围地层中注入注浆加固体，注浆加固体与注浆钢花管构成层状隔离加固体并支撑于混凝土桩上；

在注浆加固通孔内还安装有应力监测单元，在隧道顶部向隔离加固体方向施工有监测孔，监测孔内设置有位移应力综合监测单元。

2.根据权利要求1所述的适用于松软地层条件的隧道结构，其特征在于，注浆加固通孔内部周向预留有沿其径向的注浆加固环。

3.根据权利要求1或2所述的适用于松软地层条件的隧道结构，其特征在于，在监测孔侧部靠近隔离加固体位置施工有第二定向钻孔，第二定向钻孔的水平段与隧道纵向平行。

4.根据权利要求3所述的适用于松软地层条件的隧道结构，其特征在于，第二定向钻孔水平段内安装注浆花管，注浆花管包括外花管和内花管，外花管和内花管尾端皆为封口状态，外花管和内花管的出浆口错开，其间涂抹有润滑材料。

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