[发明专利]一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及地层监测技术领域，特别是涉及一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法。

背景技术

与传统的浅埋暗挖法相比，盾构工法引起的地层移动和地表沉降量相对较小，而且生产过程便于控制和管理。由于土压平衡盾构的结构特征及盾构工法的施工特点决定了盾构施工过程中也同样无法完全避免地层沉降的产生。然而目前对于不同地层盾构施工在不采取其它辅助措施的条件下，仅靠盾构自身的控制措施到底能将地表沉降(或地层移动：主要对穿越工程而言)控制在什么范围内，并没有相关结论。盾构穿越地层沉降控制要求严格的重大风险工程或区域时，大多采取预先加固，然后盾构再穿越的施工方案。这种方案虽然相对比较安全，但必须要求能够存在加固的条件，但是由于目前城市地面及浅部地下空间资源已开发殆尽，很多情况盾构穿越重大风险工程时并不存在预先加固的条件，而且预先加固大大增加了工程造价题。因此，基于盾构设备自身条件的地层变形控制技术至关重要。

盾构隧道开挖后，地层与盾壳之间存在开挖间隙，而盾构盾壳与管片之间存在盾尾间隙。目前，国内外在地层变形控制上既有的盾构施工技术通常采用同步注浆和二次补浆的方法实现对常规盾尾间隙的填充，开挖间隙的处理目前国内外并无研究。对地层稳定性较好的土层或变形控制要求较低的穿越工程而言，盾构开挖间隙诱发变形较小。然而，当地层敏感性较高，且盾构距离特、一级风险工程较近、地层无预先加固条件时，仅通过盾构参数的优化、控制和采用同步注浆或者二次补浆的方式对常规盾尾间隙进行充填而忽略开挖间隙的影响很难将变形控制在合理范围内。因为由土压平衡盾构本身的构造特征可知，盾构刀盘开挖直径通常要大于盾壳外径，而且盾构前盾、中盾、尾盾的直径逐渐减小。因此盾构隧道开挖后，地层与盾壳之间存在开挖间隙，理论上来讲开挖间隙均匀的分布与盾壳与土体之间，大约为2～4cm，实际中，由于盾构自身重量的原因，盾体的下部一般直接与土体接触，盾构的开挖间隙通常呈上部大、下部小，两侧基本一致的分布方式，因此，盾构顶部的开挖间隙有6～8cm，这么大的开挖间隙，如果不在盾构开挖过程中及时充填盾构开挖间隙，诱发的地层及地表变形极易超过控制标准。特别是盾构穿越特、一级重大风险工程时，如果不及时充填开挖间隙，通过后期的同步注浆和二次补浆是很难在变形控制在3mm以内

因此希望有一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法来克服或至少减轻上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法来克服现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在盾体中开孔，在中盾和前盾部位设置好注浆孔，盾构掘进过程中，将预先配置好的材料注入至开挖间隙，通过实时填充盾构开挖间隙的方式来控制地层变形；

步骤2：通过步骤1中的开孔在中盾和前盾部位设置好注浆孔；

步骤3：在盾构掘进过程中，通过所述注浆孔将预先配置好的材料注入至开挖间隙；

步骤4：通过实时填充盾构开挖间隙来控制地层变形。

本发明提供了一种基于盾构开挖间隙的地层沉降控制方法，通过实时填充盾构开挖间隙来控制不存在预先加固条件的要求严格的重大风险工程或区域的地层变形，并减少了预先加固的工程成本。

附图说明

图1是盾构开挖间隙平剖面示意图。

图2是盾构开挖间隙示意图。

图3是盾尾间隙构造示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。