[发明专利]小断面泥水盾构粉细砂层接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及小断面泥水盾构粉细砂层接收方法。

背景技术

随着城市轨道交通建设的不断深入，盾构技术在地下工程领域的应用越来越广泛，同时地下管网和已建隧道越来越密集，盾构施工所面临的环境及地质条件也更复杂，盾构施工难度和风险越来越大。国内对隧道及复杂地下工程建设项目的风险防范与技术管理无论是理论研究还是实践应用都取得了长足的进步。

盾构进出洞是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。虽然泥水平衡盾构进出洞穿越在冻结技术方面取得突破的成功案例，不过这些大都主要应对一两个重难点或风险点。在遇到地质条件异常复杂、施工风险和技术难点极端集中的隧道工程，只有通过前期充分调研、现场模拟试验、施工方案经专家多次评估论证和优化，最后采用可靠的技术措施和组织措施才能确保施工的顺利完成。

盾构进出洞尤其在饱和性粉细砂层接收，极易出现涌水涌砂，出现大面积地面塌陷，造成极坏的社会影响。

发明内容

为了弥补上述缺陷，申请人在承建的川气东送安庆长江穿越隧道工程中针对该工程盾构穿越区隧道埋深大，底层富水以及穿越粉细砂，盾构接收位置距离长江大堤仅152m，而且盾构接收时间正处于长江汛期，一旦出现涌水涌砂和地面坍塌等事故，后果不堪设想。

为确保盾构接收安全，施工单位进行了科技创新，采用了水土平衡的方法，安全顺利的完成了盾构接收。该方法可操作性强，具有良好的社会经济效益。

在接收竖井衬砌时预留接收洞口，在上预埋注浆管连接到地面，布置密封等设施后用砖再砌门固定保护，然后进行接收设施布置，最后在井内填砂灌水，使接收竖井内水压大于周围地层水压。待盾构进入接收竖井后，通过预埋注浆管在地面用化学浆、双液浆、单液浆、多种浆液组合注浆技术进行注浆，加固贯通段管片与地层间的空隙，确认贯通段隧道结构牢固、地下水封堵良好后，清除接收竖井内的砂和水，进行盾构拆卸与吊出。

本发明的小断面泥水盾构粉细砂层接收方法，包括以下步骤：技术准备；洞口预埋注浆管；安装帘布橡胶板及压板；施作临时洞门；接收设施安设；回填砂和回灌水；盾构到达前测定姿态；管片加固；盾构推进、拼装管片以及洞内回灌砂浆。

进一步的，技术准备步骤包括凿除洞门范围内连续墙，待刀盘切入连续墙，用盾构刀盘仓探孔钻打穿连续墙，配合地质雷达扫描，从探孔和扫描信息中定出盾构的准确位置。

进一步的，洞口预埋注浆管步骤包括在预留洞门口边缘预埋三排环向注浆钢丝软管；在三排环向注浆钢丝软管接缝位置预埋两排环向注浆钢丝软管进行加强；环向注浆钢丝软管分别与伸出地面的注浆钢管连接，各环向钢丝软管之间以一定间隔排列；注浆钢管镶嵌在洞门二次衬砌混凝土内，采用膨胀螺栓固定，环向注浆钢丝软管一端采用接头封堵，另一端采用接头和注浆钢管连接；在环向注浆钢丝软管位置采用电钻钻孔，各孔梅花形布置。

进一步的，安装帘布橡胶板及压板步骤包括在二次衬砌混凝土中采用膨胀螺栓固定第一块环向钢板，再将螺杆焊接在膨胀螺栓上，然后安装帘布橡胶板，最后安装第二块环向钢板并用螺帽固定。

进一步的，接收设施安设步骤包括将刚性的原基座平台按接收要求在接收井内安装好，割除周围支撑钢筋，用素混凝土导台接收，在回填水、砂之前，将影响盾构作业范围的硬物全部拆除。

进一步的，回填砂和回灌水步骤包括在洞门内采用砂和米石混合充填，砂∶米石＝1∶1，其余地段采用砂回填使接收竖井底部回填一定厚度的砂。

进一步的，盾构到达前测定姿态步骤包括确定当前盾构位置和姿态，采用地质雷达探测盾构机距离洞门准确位置。

进一步的，管片加固步骤包括将位于贯通段内的管片拉紧，采用半圆弧钢板将位于贯通段内的相应环数的管片加固。

进一步的，盾构推进、拼装管片以及洞内回灌砂浆步骤包括盾构抵达连续墙后向前推进越过连续墙后停止排渣，通过盾构推力向前推进管片，直到盾尾全部进入竖井，盾构停止作业，完成最后一环管片拼装后及时施作拉紧装置；在掘进过程中，及时观测后部管片的变位情况，出现异常及时停止，并在该段及时注入双液浆回填封堵；在管片拼装过程中，每拼装1环管片，及时左右对称注入水泥浆封堵；管片拼装完成后，由接收井地面通过接收洞门预埋注浆管向洞口处注浆，首先注入水泥浆，再注入双液浆，在洞口周边形成有效的封堵面。

进一步的，从盾尾后两环开始将拖车底部钢板割两个方孔，并将管片注浆孔留出，顶部管片提前将注浆孔安设好。