[发明专利]盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构及其施工方法

说明书

本发明公开了盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构及其施工方法，所述盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构包括：旋喷堵墙，其设于完好管片侧，所述旋喷堵墙的高度不小于管片内径；冻结堵墙，其也设于完好管片侧，且所述冻结堵墙与所述旋喷堵墙叠合并在管片内形成旋喷冻结堵墙，所述盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构抗剪强度较高；本发明中盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构的施工方法中采用具有双层管体结构的冻结管，通过注浆管对冻结管进行预注浆加固，操作简便，更好的控制冻结法施工后地层沉降，减少对施工环境的影响，同时配合使用注浆管清洗装置对清洗注浆管所用的水进行反复回收利用，减少污染，节约水资源。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域。更具体地说，本发明涉及盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构及其施工方法。

背景技术

城市地铁大力发展，给城市发展带来方便快捷，的同时其施工也引发越来越多的安全问题。由于地铁地处城市繁华地带，周围建筑密集分布，地下管线众多，一旦发生工程事故，必将产生重大影响，引起广泛关注。近年来，上海、杭州、南京、天津、广州等地均有盾构隧道施工塌方的相关报道。

盾构隧道埋深较大，一旦发生隧道塌方，修复难度较大，隧道封堵止水结构的可靠性是影响后期隧道清淤安全的重要因素，处理不好极易引发二次事故。因此亟需设计一种盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构与方法，确保隧道清淤修复工作安全快速进行，该结构与施工方法具有较高的推广应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构及其施工方法，其先通过旋喷堵墙结构填充了管片内可能存在的空腔，为冻结加固创造了基础条件，然后在旋喷堵墙结构中进行冻结加固，解决了封堵结构渗水问题，且冻结墙承担后续隧道清淤时的主要水土压力，安全系数较高，本发明所述盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构抗剪强度较高，较常规重力式堵墙而言，墙体厚度大大减小，提升了工效，同时也降低后期封堵墙清除的难度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构，包括：

旋喷堵墙，其设于完好管片侧，所述旋喷堵墙的高度不小于管片内径；

冻结堵墙，其设于完好管片侧，且所述冻结堵墙与所述旋喷堵墙叠合并在管片内形成旋喷冻结堵墙，且所述冻结堵墙的高度大于所述旋喷堵墙的高度，所述冻结堵墙沿隧道纵向的厚度小于所述旋喷堵墙沿隧道纵向的厚度，所述冻结堵墙沿隧道环向的宽度大于所述旋喷堵墙沿隧道环向的宽度。

优选的是，所述冻结堵墙在其高度方向分别超出管片拱顶和拱底外轮廓至少2m，所述冻结堵墙在其沿隧道环向的水平宽度方向分别超过管片两侧至少1m。

本发明还提供一种盾构隧道抗剪式旋喷冻结封堵叠合结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：在完好管片侧布设旋喷桩孔，所述旋喷桩孔穿过管片拱顶和拱底，在旋喷桩孔中喷射注浆施工形成旋喷堵墙；

S2：在旋喷堵墙内部及旋喷堵墙沿隧道环向的水平宽度范围外布设冻结孔，其中位于旋喷堵墙内的冻结孔的钻孔圆心与旋喷桩孔的钻孔圆心重合，然后在所述冻结孔中打入冻结管，所述冻结管沿隧道纵向的间距不大于1.2m，沿隧道环向的排距不大于1.4m，冻结施工形成冻结堵墙，使所述冻结堵墙与旋喷堵墙叠合形成旋喷冻结堵墙。

优选的是，所述冻结管包括冷冻管、出浆管和钻头，所述出浆管间隔套设于所述冷冻管外且两者轴线重合，所述出浆管的一端和冷冻管位于同侧的开口通过底面密封连接，所述钻头为锥形结构，并与所述底面连接并与底面之间形成锥形腔体，且所述底面上沿周向设有若干通浆孔，以将冷冻管外壁与出浆管内壁之间的腔体与所述锥形腔体连通，所述出浆管上还设有若干出浆孔，所述钻头上还设有若干割缝；

所述冷冻管在其外壁上还螺旋缠绕有注浆管，所述注浆管一端靠近所述冻结管的底面，另一端伸出所述冻结管。