[发明专利]粉土粉砂地层连续下穿密集建筑物盾构施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构施工方法，特别涉及一种粉土粉砂地层盾构机连续下穿密集建筑物的施工方法。

背景技术

“盾构法施工”是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。随着城市轨道交通领域的迅速发展，地铁盾构工法技术得到广泛应用。盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。地铁盾构法多用于城市施工，由于盾构机的开挖掘进对隧道周围土体扰动较大大引起周围土体的松动和沉陷，即引起地表的沉降；开挖面与衬砌管片间存在建筑空隙对周围土体也有一定影响，因此，盾构施工沿线地表会存在一定沉降，受其影响，隧道周围的建筑物将发生变形、沉降或变位等，若不采取措施对地表沉降进行控制，一旦发生较大地表沉降，可能会产生严重的后果。

盾构机掘进过程中，施工参数(如土仓压力、盾构推进速度、盾构出土量、同步注浆浆液配合比等)对地表沉降的影响较大。在现有的盾构施工中，通过严格控制施工参数，可将地表累积沉降控制在-30mm～+10mm。这样的沉降度对于一般地区，可符合施工要求。但在地表房屋密地区，则需要将累积沉降控制在±10mm以内，才可有效避免因地表沉降过大而造成的对地表建筑物的影响。现有的盾构施工方法尚不能达到此要求。并且，在施工环境为富水粉土粉砂地区，稍有控制不慎，即可能会因地表沉降过大而发生地表房屋开裂等危险情况。因此，需要更加严格地控制地表沉降。然而在富水粉土粉砂地区，由于该环境具有高渗透性，稳定性差，盾构施工对其影响较大，控制该地区的地表沉降存在更大的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有盾构施工方法累积沉降较大，不能控制在±10mm以内的不足，提供一种粉土粉地层连续下穿密集建筑物盾构施工方法，该方法能够将地表累积沉降控制在±10mm以内。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

粉土粉砂地层盾构机连续下穿密集建筑物盾构施工施工方法，包括以下步骤：

(1)土体改良：

盾构掘进前使用盾构施工土体改良泡沫剂对土体改良，所述土体改良泡沫剂是由HHZ-01泡沫剂原液与水混合制得，土体改良泡沫剂中泡沫原液与水的体积比为3％∶97％；

(2)盾构掘进：

土体改良后进行盾构掘进，盾构掘进的参数为：盾构机推力为1500～1900T，刀盘扭矩为1.5～2.2MNm；土仓压力为1.8～2.2bar，波动为±0.2bar；

(3)管片拼装：

当盾构机推进油缸伸出量达到1.2m时，关闭螺旋输送机闸门，盾构机继续向前推进2～3cm后停止推进，进行管片拼装工作；每环管片拼装完成后，进行下一环盾构掘进；

(4)同步注浆：

在盾构向前推进盾尾空隙形成时，通过同步注浆系统及盾尾的内置注浆管进行同步注浆，同步注浆的注浆压力为4～5.5bar，同步注浆量为250％～300％。

上述盾构施工方法中，通过使用HHZ-01泡沫剂对土体进行改良，使得土体更柔软、具有更好的和易性，试验数据表明，上述比例及用量下，有助于减轻盾构掘进时对土体的扰动，从而有助于控制地表沉降；另一方面，土体改良使得整个施工线路的土体柔软度一致，有助于盾构掘进中能够保持稳定的推进速度及刀盘扭矩推进；上述施工方法对施工参数进行了优化，在上述施工方法的条件下，可有效控制地表累积沉降在±10mm以内。

为了进一步改良土体，优选的，上述盾构施工方法中，步骤(1)中土体改良泡沫剂的用量为出土量的0.21‰。

为了使盾构掘进能稳定推进，优选的，上述盾构施工方法中，步骤(2)中掘进速度为2.5～3cm/min。

为了进一步控制地表沉降，保持开挖量与出土量的均衡，上述盾构施工方法中，盾构掘进过程中控制开挖土层损失在5‰以内。

为了进一步控制地表沉降，防止管道堵塞，优选的，上述盾构施工方法中步骤(4)中同步注浆所采用的浆液的配合比为：每立方米浆液中各材料用量为：细度模数为1.6～2.2的细砂750～930kg，灰度为II级的粉煤灰390～455kg，钠基膨润土40～65kg，水550～650kg。上述浆液的配比的进一步优选为：每立方米浆液中各材料用量为：模数为1.6～2.2的细砂820～900kg，II级粉煤灰400～450kg，钠基膨润土40～60kg，水550～600kg。