一種既有盾構隧道管片結構加固方法與流程
2023-05-15 22:04:02
本發明屬於一種加固方法，具體涉及一種既有盾構隧道管片結構加固方法。
背景技術：
隨著地下空間的開發利用，地下構造物越來越密集，近鄰或穿越既有地下構造物的工程越來越多；盾構隧道作為一種拼裝連接式地下構築物，是柔性結構，不管採用哪種工法近鄰或穿越施工，都會對既有盾構隧道管片結構產生不同程度的影響。管片結構沉降或變形過大，直接影響隧道內軌道結構的沉降或變形，管片接縫處的防水效果變差，進而影響列車運營安全。
如近鄰或穿越施工對既有盾構隧道結構影響相對較小，可通過對後施工的構築物採取加強措施或調整施工工藝的方式，減少對既有盾構隧道的影響，確保其正常運營使用；如近鄰或穿越施工對既有盾構隧道結構影響比較大，僅通過對後施工的構築物採取措施，仍不能確保既有盾構隧道的結構安全及正常使用，則有必要研究對既有盾構隧道結構採取一定的加固措施。
技術實現要素：
本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種既有盾構隧道管片結構加固方法。
本發明的技術方案是：一種既有盾構隧道管片結構加固方法，包括以下步驟：
（ⅰ）加固既有盾構隧道管片外側地層
利用既有管片襯砌上預留的注漿孔，打設管片背後注漿管，對設計軌面線以上範圍內的注漿孔進行深孔注漿加固地層。
（ⅱ）對管片接縫處防水處理
對設計軌面線以上範圍內的管片縱縫、管片環縫，採用高模量聚氨酯密封膠實施管片嵌縫。
（ⅲ）加固盾構管片的整體性及抗變形能力
對設計軌面線以上範圍，在管片內表面採用改性環氧樹脂膠粘貼環向鋼板，再固定相連的環向鋼板。
（ⅳ）管控鄰近構築物的施工
在近鄰或穿越施工期間，加強對後施工的構築物的施工管控，對既有盾構隧道管片結構和軌道結構加強監測。
步驟（ⅲ）中環向鋼板與管片內表面粘結固定，相連的環向鋼板通過綴板焊接固定。
步驟（ⅰ）中對管片襯砌外地層採取深孔對稱注漿加固。
粘貼環向鋼板時，先將環向鋼板與管片襯砌採用錨固螺栓固定連接，再向環向鋼板與管片襯砌之間的空隙內壓注改性環氧樹脂膠。
對管片襯砌外地層的注漿工藝為：後退式分段注漿，注漿壓力為：0.4～1.5Mpa。
環向鋼板的塊與塊之間的連接處形成環向鋼板接縫，所述環向鋼板接縫與管片縱縫相交錯。
對焊接後的環向鋼板表面進行防腐蝕、防火塗料噴塗處理。
向環向鋼板與管片襯砌之間的空隙內壓注改性環氧樹脂膠之前，在環向鋼板兩邊緣先採用彈性環氧膠泥封縫。
本發明所述的一種既有盾構隧道管片結構加固方法，施工靈活，結構簡單，施工工藝成熟、可靠性高、加固效果好；既可以提高既有盾構隧道管片外側周邊地層的穩定性及工程特性，又可以提高盾構管片的整體性及抗變形能力，還可以提高盾構管片接縫處的防水效果，適用性及可操作性強，安全可靠。
附圖說明
圖1是本發明的管片內表面粘貼鋼板及深孔注漿加固示意圖；
圖2是本發明的盾構管片嵌縫分布示意圖；
圖3是本發明的盾構管片粘貼鋼板的展開示意圖；
其中：
1 管片背後注漿管 2 設計軌面線
3 管片縱縫 4 管片環縫
5 管片嵌縫 6 環向鋼板
7 錨固螺栓 8 改性環氧樹脂膠
9 綴板 10 管片襯砌
11 環向鋼板接縫。
具體實施方式
以下，參照附圖和實施例對本發明進行詳細說明：
如圖1~3所示，一種既有盾構隧道管片結構加固方法，包括以下步驟：
（ⅰ）加固既有盾構隧道管片外側地層
利用既有管片襯砌10上預留的注漿孔，打設管片背後注漿管1，對設計軌面線2以上範圍內的注漿孔進行深孔注漿加固地層；
（ⅱ）對管片接縫處防水處理
對設計軌面線2以上範圍內的管片縱縫3、管片環縫4，採用高模量聚氨酯密封膠實施管片嵌縫5；
（ⅲ）加固盾構管片的整體性及抗變形能力
對設計軌面線2以上範圍，在管片內表面採用改性環氧樹脂膠8粘貼環向鋼板6，再連接相鄰的環向鋼板6；
（ⅳ）管控鄰近構築物的施工
在近鄰或穿越施工期間，加強對後施工的構築物的施工管控，對既有盾構隧道管片結構和軌道結構加強監測。
步驟（ⅲ）中環向鋼板6與管片內表面粘結固定，相鄰的環向鋼板6通過綴板9焊接連接。
步驟（ⅰ）中對管片襯砌10外地層採取深孔對稱注漿加固。
粘貼環向鋼板6時，先將環向鋼板6與管片襯砌10採用錨固螺栓7固定連接，再向環向鋼板6與管片襯砌10之間的空隙內壓注改性環氧樹脂膠8。
對管片襯砌10外地層的注漿工藝為：後退式分段注漿，注漿壓力為：0.4～1.5Mpa。
環向鋼板6的塊與塊之間的連接處形成環向鋼板接縫11，所述環向鋼板接縫11與管片縱縫3相交錯。
對焊接後的環向鋼板6表面進行防腐蝕、防火塗料噴塗處理。
向環向鋼板6與管片襯砌10之間的空隙內壓注改性環氧樹脂膠8之前，在環向鋼板6兩邊緣先採用彈性環氧膠泥封縫。
實施例1
首先，近鄰或穿越施工前，在穿越或近鄰施工影響比較大的段落，對設計軌面線2以上範圍內的管片，通過管片上的預留注漿孔，向地層中打設管片背後注漿管1，對管片後的地層進行注漿加固，以提高管片襯砌10背後地層的力學性能。
其次，對設計軌面線2以上範圍的管片縱縫3、管片環縫4，採用高模量聚氨酯密封膠實施管片嵌縫5，以提高管片接縫處的防水效果。
再次，清理盾構隧道管片襯砌10內表面的灰塵，在設計軌面線2以上範圍的管片內表面，採用改性環氧樹脂膠8粘貼環向鋼板6，先將環向鋼板6採用錨固螺栓7與管片襯砌10連接，再焊接環向鋼板6之間的綴板9，最後，向環向鋼板與管片之間的空隙內，壓注改性環氧樹脂膠8。
最後，在近鄰或穿越施工期間，加強對後施工的構築物的施工管控，對既有盾構隧道管片結構和軌道結構加強監測，以確保既有盾構隧道的正常運營使用。
根據近鄰或穿越施工的具體工程技術條件，判定對既有盾構隧道的影響程度，確定加固實施段落；待穿越或近鄰施工前，完成加固措施的實施。
具體步驟如下：
1、管片背後深孔注漿
注漿材料：根據地層確定注漿漿液材料，一般採用普通水泥漿液或水泥-水玻璃雙液漿，具體注漿參數待試驗後確定。
注漿順序：同步對稱注漿，
注漿工藝：後退式分段注漿；
注漿壓力：0.4～1.5Mpa，注漿壓力不宜過大。具體注漿參數待試驗後確定。
2、管片嵌縫
對設計軌面線以上部位的管片縱縫、管片環縫，採用高模量聚氨酯密封膠實施嵌縫。
3、粘貼鋼板
1）材料
鋼板：Q345B，12或16mm厚，焊接採用CO2氣體保護焊。
錨固螺栓：採用M24不鏽鋼螺栓。
2）施工步驟
管片清理、鋼板安裝、鋼板固定、改性環氧樹脂膠填充，將環向鋼板之間的綴板進行焊接，最後噴刷防腐防火塗料。
3）工藝要求
為便於施工，環向鋼板寬60cm，環向長度3～4m，環向鋼板縱向間距30cm，環向鋼板接縫位置應避開盾構管片縱縫設置，環向鋼板之間採用綴板連接；各環鋼板的分塊尺寸需通過現場放樣預先確定，確保鋼板與管片內壁的貼合。
先將環向鋼板採用錨固螺栓與盾構管片固定，再向鋼板與管片間的空隙壓注改性環氧樹脂膠，填充密實；填充之前，在鋼板兩邊緣先採用彈性環氧膠泥封縫。
鋼板成環後，環向鋼板之間加設綴板，環向鋼板之間的綴板尺寸300mm×300mm（長×寬），管片環寬範圍內的綴板環向間距60cm，管片環縫處的綴板環向間距30cm。
錨固螺栓遇手孔、管片螺栓處可作適當調整，膨脹螺栓局部位置與手孔重合的，與手孔螺栓焊接。
鋼板表面焊接等施工結束後，應做好防腐蝕、防火塗料噴塗處理。噴塗要均勻，可分多次噴塗，總厚度不小於1.5mm。
鋼板在管片注漿孔位置預留φ110孔洞，在螺栓處預留φ20孔洞。
本發明所述的一種既有盾構隧道管片結構加固方法，施工靈活，結構簡單，施工工藝成熟、可靠性高、加固效果好；既可以提高既有盾構隧道管片外側周邊地層的穩定性及工程特性，又可以提高盾構管片的整體性及抗變形能力，還可以提高盾構管片接縫處的防水效果，適用性及可操作性強，安全可靠。