盾構隧道側向穿越樁基施工方法

2023-11-02 23:03:12

專利名稱：盾構隧道側向穿越樁基施工方法
技術領域：
本發明涉及一種盾構隧道側向穿越樁基的施工方法，屬於隧道盾構近接施 工技術領域。
背景技術：
盾構法隧道施工是一種在地面下暗挖建造隧道的施工方法，利用盾構作為 開挖地下土體及支護土體和拼裝隧道襯砌的機具，開挖1環，拼裝1環，循環 工作，直至完成整條隧道。與傳統的鑽爆法施工相比，盾構法施工具有自動化 程度高、不同地質條件適應性強、對城市居民和建築物的影響小、在軟弱地層 中有利於控制地表沉陷、安全性高等優點。上海市軌道交通9號線一期工程R413標段盾構隧道(九亭站-七寶站)位 於上海市閔行區滬松公路沿線，由正線(雙線)及出入段線(兩段)兩部分組 成，全長6249.676m，採用盾構法施工。區間隧道在DK21+191處穿越中春路橋，從立交橋的其中兩跨間穿過，距 其中一橋墩的橋樁很近，僅約1. 5m。根據日本提出的關於隧道近接既有構造物 施工的影響分區標準(包括強影響區、弱影響區及無影響區)，該段隧道施工 區域屬於強影響區。如此近距離的近接施工， 一般需採取複雜、嚴格的輔助措施，且稍有不慎， 即可能嚴重影響到既有樁基及其周圍環境設施等的安全。因此，尋找合理完善 的近接盾構施工方案是該隧道施工過程中極需解決的一道技術難題。發明內容本發明的目的是提供一種盾構隧道側向穿越樁基施工方法，利用該法可在 不採取輔助工法的情況下，安全、順利地完成穿越樁基近接施工，並對近距離 的既有樁基及其周圍環境不造成明顯影響。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 盾構隧道側向穿越樁基施工方法，包括下述主要步驟 第一，工程調研；調研穿越段區間盾構隧道需穿越的樁基及其周圍環境基本狀況，如盾構 隧道與樁基的距離等；第二，鄰近樁基的類比、計算分析在調研所得相關資料基礎上，根據盾構施工特點以及隧道兩線立交相互影 響程度數值模擬分析及模型試驗，進行類比及計算分析，為確保穿越段隧道施 工質量達到設計要求，擬定施工控制基準，主要包括地表沉降變化(累計沉降量、沉降速率)，隧道(環片)沉降、位移(累計變化量、沉降速率)，隧道徑向收斂變化(累計邊長變化量、變化速率)，深層土體變形(累計最大位移量及位移速率、累計最大分層沉降量及沉降 速率)等；第三，方案研究及確定，初設盾構參數 盾構掘進參數初設如下① 土壓力臨近樁基時設定值以開挖面前端土體略微隆起0. 5 1. 0mm進行控制；② 推進速度 推進速度控制在1. 0 2cm/min以內；③ 注漿量-同步注漿量一般為建築空隙的180% 220%; 糾偏量在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻 速的施工，盾構姿態變化不可過大、過頻，以減少盾構施工對地層的擾動影響; 主要是水平姿態控制， 一次糾偏量不宜超過5mm/環，垂直宜以同一坡度推進。 加強二次注漿，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整，
從而使地層變形量減至最小；第四，側向穿越樁基盾構施工側向穿越樁基盾構施工過程中，嚴格控制盾構掘進參數，加強同步注漿和 二次注漿，以及實施監控量測措施，採用計算機實時監控系統全程監測深層土 體位移、樁基位移等情況，如位移值大於基準，則需及時優化盾構施工參數， 使之小於基準，以嚴格控制施工質量，並保證施工安全，直至側向穿越樁基段 施工完成；需要嚴格控制或加強的主要有以下幾個方面① 嚴格控制切口平衡壓力(控制開挖面前端土體略微隆起0.5 l.Omm， 土倉壓力波動值儘量控制在0. OlMPa)及與切口壓力有關的施工參數， 推進速度控制在1.0 2cm/min以內、 一般上海軟土地層隧頂埋深10m左右， 推進速度l-2mm/min， 土壓0. 20MPa左右時，盾構推力控制在700 1000T、超 挖量控制在5°;以內；② 在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻速的施工， 盾構姿態變化不可過大、過頻，嚴格控制盾構糾偏量；③ 嚴格控制盾尾同步注漿量和漿液質量，通過同步注漿及時充填建 築空隙，同步注漿量一般為建築空隙的180% 220%;同步漿液通過管片的注漿 孔注入地層，並在施工時採取推進和注漿聯動的方式；宜採用可硬性槳液，稠 度9-llcm。 對穿越段隧道周邊土體加強二次注漿，採用雙液漿，漿液組成配比水水泥水玻璃二0.6: 1: 0. 05 0. 10，水玻璃根據初凝時間需要確定用 量，注漿量根據監測數據決定，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整; 密切關注土壓力的變化，使其保持在士0.01MPa相對恆定的範圍內；在穿越樁基期間，及時檢修推進千斤頂液壓油路止回闊，縮小拼裝時間，避免盾 構後退。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明盾構隧道側向穿越樁基施工方法通過嚴格控制盾構掘進參數，加強
同步注漿和二次注漿，以及實施監控量測措施等，可在不釆取輔助工法的情況 下，安全、順利地完成穿越樁基近接施工，並對近距離的既有樁基及其周圍環 境不造成明顯影響。


圖1是本發明盾構隧道側向穿越樁基施工方法工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述實施例。實施例本實施例為上海市軌道交通9號線一期工程R413標段盾構隧道(九亭站-七寶站)盾構施工側向穿越中春路立交橋一橋墩的橋樁的施工方法，其工藝流 程如圖1所示，具體包括下述主要步驟第一，工程調研-調研穿越段區間盾構隧道需穿越的樁基及其周圍環境基本狀況盾構隧道 需要從中春路立交橋的其中兩跨穿過，距其中一橋墩的橋樁很近，僅約1.5m;根據日本提出的關於隧道近接既有構造物施工的影響分區標準，該段隧道施工區域屬於強影響區；第二，鄰近樁基的類比、計算分析在調研所得相關資料基礎上，根據盾構施工特點以及隧道兩線立交相互影 響程度數值模擬分析及模型試驗，進行類比及計算分析，為確保穿越段隧道施工質量達到設計要求，擬定施工控制基準如下(1) 地表沉降變化累計沉降量+10mm -30ram，沉降速率±2咖/次；(2) 隧道(環片)沉降、位移累計變化量±30,，沉降速率±3咖/次；(3) 隧道徑向收斂變化累計邊長變化量土20mm，變化速率±2腿/
次；
(4)深層土體變形
位移累計最大量士30mm，位移速率±3mm/d; 分層沉降累計最大量+10mm -30mm，沉降速率±3mm/d; 第三，方案研究及確定，初設盾構參數 盾構掘進參數初設如下
① 土壓力
臨近樁基時設定值以開挖面前端土體略微隆起0. 5 1. Omm進行控制；
② 推進速度
推進速度控制在1. 0 2cm/min以內；
③ 注漿量
同步注漿量一般為建築空隙的180% 220%;
糾偏量在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻 速的施工，盾構姿態變化不可過大、過頻，以減少盾構施工對地層的擾動影響；
主要是水平姿態控制， 一次糾偏量不宜超過5mm/環，垂直宜以同一坡度推進。
⑤加強二次注漿，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整， 從而使地層變形量減至最小；
第四，側向穿越樁基盾構施工
側向穿越樁基盾構施工過程中，嚴格控制盾構掘進參數，加強同步注槳和 二次注漿，以及實施監控量測措施，採用計算機實時監控系統全程監測深層土 體位移、樁基位移等情況，如位移值大於基準，則及時優化盾構施工參數，使 之小於基準，以嚴格控制施工質量，並保證施工安全，直至側向穿越樁基段施 工完成；施工期間嚴格控制或加強的主要有以下幾個方面
①嚴格控制切口平衡壓力(控制開挖面前端土體略微隆起0.5 l.Omm， 土倉壓力波動值儘量控制在0. OlMPa)及與切口壓力有關的施工參數， 推進速度控制在1.0 2cm/min以內、 一般上海軟土地層隧頂埋深10m左右，
推進速度l-2mm/min， 土壓0. 20MPa左右時，盾構推力控制在700 1000T、超 挖量控制在5%。以內；
② 在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻速的施工， 盾構姿態變化不可過大、過頻，嚴格控制盾構糾偏量；
③ 嚴格控制盾尾同步注漿量和漿液質量，通過同步注漿及時充填建 築空隙，同步注漿量一般為建築空隙的180% 220%;同步漿液通過管片的注漿 孔注入地層，並在施工時採取推進和注漿聯動的方式；宜採用可硬性漿液，稠 度9-llcm。
對穿越段隧道周邊土體加強二次注漿，採用雙液漿，漿液組成配 比水水泥水玻璃=0.6: 1: 0.05 0. 10，水玻璃根據初凝時間需要確定用
量，注漿量根據監測數據決定，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整;
⑤密切關注土壓力的變化，使其保持在士0.01MPa相對恆定的範圍內；在 穿越樁基期間，及時檢修推進千斤頂液壓油路止回閥，縮小拼裝時間，避免盾 構後退。
權利要求
1.盾構隧道側向穿越樁基施工方法，包括下述主要步驟第一，工程調研；第二，側向穿越樁基的類比、計算分析；第三，方案研究及確定，初設盾構參數盾構掘進參數初設如下①土壓力臨近樁基時設定值以開挖面前端土體略微隆起0.5～1.0mm進行控制；②推進速度推進速度控制在1.0～2cm/min以內；③注漿量同步注漿量一般為建築空隙的180％～220％；④糾偏量在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻速的施工，盾構姿態變化不可過大、過頻，以減少盾構施工對地層的擾動影響；主要是水平姿態控制，一次糾偏量不宜超過5mm/環，垂直宜以同一坡度推進。⑤加強二次注漿，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整，從而使地層變形量減至最小；第四，側向穿越樁基盾構施工側向穿越樁基盾構施工過程中，嚴格控制盾構掘進參數，加強同步注漿和二次注漿，以及實施監控量測措施，採用計算機實時監控系統全程監測深層土體位移、樁基位移情況，位移值大於基準時，及時優化盾構施工參數，使之小於基準，直至側向穿越樁基段施工完成；需要嚴格控制或加強的主要有以下幾個方面①嚴格控制切口平衡壓力及與切口壓力有關的施工參數，控制開挖面前端土體略微隆起0.5～1.0mm，土倉壓力波動值儘量控制在0.01MPa，推進速度控制在1.0～2cm/min以內，軟土地層隧頂埋深10m左右、推進速度1-2mm/min，土壓0.20MPa左右時，盾構推力控制在700～1000T、超挖量控制在5‰以內；②在確保盾構正面變形控制良好的情況下，使盾構均衡勻速的施工，盾構姿態變化不可過大、過頻，嚴格控制盾構糾偏量；③嚴格控制盾尾同步注漿量和漿液質量，通過同步注漿及時充填建築空隙，同步注漿量一般為建築空隙的180％～220％；同步漿液通過管片的注漿孔注入地層，並在施工時採取推進和注漿聯動的方式；注漿採用可硬性漿液，稠度9-11cm。④對穿越段隧道周邊土體加強二次注漿，採用雙液漿，漿液組成配比為水∶水泥∶水玻璃＝0.6∶1∶0.05～0.10，水玻璃根據初凝時間需要確定用量，注漿量根據監測數據決定，二次注漿量和壓力根據地面監測情況隨時調整；⑤密切關注土壓力的變化，使其保持在±0.01MPa相對恆定的範圍內；在穿越樁基期間，及時檢修推進千斤頂液壓油路止回閥，縮小拼裝時間，避免盾構後退。
全文摘要
本發明公開了一種盾構隧道側向穿越樁基施工方法，主要步驟包括工程調研，側向穿越樁基的類比、計算分析，方案研究及確定、初設盾構參數側向穿越樁基盾構施工等；其中初設盾構參數主要包括土壓力、推進速度、注漿量、糾偏量等參數的設置；在側向穿越樁基盾構施工過程中，採用計算機實時監控系統全程監測深層土體位移、樁基位移等情況。利用該法可在不採取輔助工法的情況下，安全、順利地完成穿越樁基近接施工，並對近距離的即有樁基及其周圍環境不造成明顯影響。
文檔編號E21D9/06GK101126319SQ20071005017
公開日2008年2月20日 申請日期2007年10月9日 優先權日2007年10月9日
發明者崔學忠, 林 李, 強 陳 申請人:中鐵二局股份有限公司