[实用新型]一种敞口式盾构隧道始发用地层加固装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及加固装置领域，特别地，涉及一种敞口式盾构隧道始发用地层加固装置。

背景技术

相对于土压平衡盾构和泥水平衡盾构，敞口式盾构具有不受大粒径漂石/孤石等障碍物的限制、不需渣土改良和工程成本低等优点。然而，敞口式盾构由于无刀盘，盾构需大推力才能掘进，盾构始发时在大推力作用下易造成洞门前方地层失稳，不利于安全施工。为了解决敞口式盾构始发时盾构前方地层稳定性问题，迫使要对地层进行改良，形成地层加固体。

申请号为201410072069.5的专利申请公开了一种粉细砂地层加固方法及装置，适用于加固地下工程施工中遇到粉细砂地层。主要使用高压双液水泥射流旋切粉细砂地层，双液水泥与其旋切粉细砂地层产生的粉细砂凝固成加固体以加固粉细砂地层。本发明粉细砂地层加固方法利用高压双液水泥射流切削粉细砂地层，切削后的粉细砂与双液水泥快速凝固，硬化后形成加固体，对粉细砂地层有很好的加固作用。

申请号为201220550101.2的专利公开了一种盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，包括已开挖至工作平台的盾构隧道工作井，以及施作于井壁的端头井围护结构，所述端头井围护结构外侧在盾构隧道洞门结构位置施作混凝土导向墙，混凝土导向墙内呈弧形环向间隔埋设导向管，沿导向管向地层打入钢管管棚，通过钢管管棚注浆孔向地层注入水泥浆液在盾构隧道拱部外形成加固层结构。

申请号为201210300855.7的专利申请公开了一种盾构隧道浅覆土始发方法，通过采用覆土反压、局部全断面地层加固和门式地层加固相结合的方法对盾构始发段土体进行加固，以提高地层稳定性和顶部土体抵抗泥水劈裂能力，为了防止盾构始发时洞门打开后掌子面土体破坏和地层发生松动等，造成泥水仓中的泥浆漏浆、地层失稳、涌水涌泥等，采用冻结法加固开洞处一定厚度地层。

以上加固方法均不能同时满足既可形成地层加固重叠区域，又可降低对隧道开挖线范围外地层扰动程度，从而达不到盾构安全掘进的目的，隧道开挖工作存在很大的安全隐患，因此，发明一种新型的盾构隧道用地层加固装置具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种既可形成地层加固重叠区域，又可降低对隧道开挖线范围外地层扰动程度，从而确保盾构安全掘进的敞口式盾构隧道始发用地层加固装置，具体技术方案如下：

一种敞口式盾构隧道始发用地层加固装置，包括第一支撑件、第二支撑件以及第三支撑件，所述第一支撑件以及所述第三支撑件均关于隧道开挖线的中心轴线所在的竖直面对称设置；

所述第一支撑件包括第一支撑单件，所述第一支撑单件平行于所述竖直面且垂直于所述中心轴线设置；所述第一支撑单件位于隧道开挖线的正上方，其最上端到地面的竖直距离为0-10厘米，其最下端到隧道开挖线的最高点的竖直距离为0.5-1.2米；从地平面俯视，所述第一支撑单件成梅花形设置；

所述第二支撑件包括第二支撑单件，沿隧道开挖线的中心轴线方向的相邻两个所述第二支撑单件之间相互交错设置，且两者之间的垂直距离为0.3-0.5米；所述第二支撑单件的最上端端面到隧道开挖线的中心轴线所在的竖直面的垂直距离为1.8-2.2米，其最下端与圆弧面相切于P点，且所述圆弧面在隧道开挖线的圆环以外，所述圆弧面与隧道开挖线同圆心设置，所述P点到隧道开挖线的最小垂直距离为0.8-1.2米；

所述第三支撑件包括第三支撑单件，所述第三支撑单件平行于隧道开挖线的中心轴线设置，且均位于隧道开挖线的中心轴线所在的水平面的正上方；从垂直于隧道开挖线所在的竖直面的方向看，所述第三支撑单件成梅花形设置。

以上技术方案中优选的，所述第二支撑单件包括钢花管以及水泥浆柱，所述水泥浆柱设在所述钢花管的内部，且所述水泥浆柱的外径与所述钢花管的内径相匹配。

以上技术方案中优选的，所述钢花管为HRB335的钢花管，其长度为8米，其直径为48毫米，其壁厚为3毫米。

以上技术方案中优选的，所述第三支撑单件与所述第二支撑单件的结构相同。

以上技术方案中优选的，所述第一支撑单件的最上端到水平面的垂直距离为0，其最下端到隧道开挖线的最高点的垂直距离为1.0米。

以上技术方案中优选的，所述第一支撑件沿隧道开挖线的中心轴线方向的长度为8m，其沿隧道开挖线所在面上的水平线方向的长度为10m。

以上技术方案中优选的，所述第二支撑单件的最上端到隧道开挖线的中心轴线所在的竖直面的垂直距离为2.0米；所述P点到隧道开挖线的最小垂直距离为1.0米。