[发明专利]一种盾构隧道上方河流拓浚控制盾构隧道变形的加固体系及构建方法

权利要求书

1.一种盾构隧道上方河流拓浚控制盾构隧道变形的加固体系，其特征在于，该加固体系用于控制盾构施工期间及河道拓浚后的隧道变形，其包括基坑内加固结构以及隧道洞内加固结构，所述基坑内加固结构则由基坑内包裹于双向的盾构隧道外侧的强加固区和弱加固区，盾构施工范围内沿垂直于隧道方向布置降水井，并在基坑内设置临时排水明沟及集水井，双向的盾构隧道之间和两侧均纵向设置成列布置的抗拔桩，基坑内施作混凝土压板四部分配合构成；

所述隧道洞内加固结构包括设置于隧道洞内的支持机构和置于盾构施工范围内隧道周边的注浆加固区，其中，支撑机构包括设置于盾构施工范围内的环管片内壁的钢环梁和嵌设在每个钢环梁内的八角支撑架，沿隧道纵向的钢环梁之间通过H型钢相连接，所述钢环梁由外层连续钢板和内层连续钢板构成，在外层连续钢板与内层连续钢板之间设置有等间距的肋板，且外层连续钢板和内层连续钢板均由至少四片连续钢板构成，每片连续钢板之间相焊接，外层连续钢板和内层连续钢板的仰拱处则通过第一连接组件连接固定；

所述降水井采用自流深井，垂直于隧道方向布置12口，每口降水井包括由外至内设置的实管和排水管，在排水管与实管之间由上至下依次设置有滤水管和沉淀管，所述排水管的上端接排出水口，其下端接深井泵，所述实管与降水井内壁之间由上至下依次设置有由粘土球堆积形成的粘土层、不透水层和反滤层，所述不透水层上端面与滤水管上端面齐平，所述反滤层内填充有反滤料；

所述抗拔桩包括钻孔灌注桩和咬合桩，所述钻孔灌注桩设置于双向的盾构隧道之间，其桩长为30m,距离盾构隧道1.5m～2.8m；所述咬合桩设置于双向的盾构隧道的两侧，两侧的咬合桩的顶部设置有呈矩形的冠梁，两侧的冠梁之间设置有C40钢筋砼压板以及位于C40钢筋砼压板底面的C20素砼垫层；所述咬合桩包括素桩和荤桩，施工时，先施工相邻的素桩，然后在素桩之间插入荤桩，施工顺序：Ⅰ1→Ⅰ2→ Ⅰ3 → Ⅱ1 → Ⅰ4 → Ⅱ2，Ⅰ代表素桩，Ⅱ代表荤桩；在咬合桩荤桩侧壁预埋注浆管，其包括从桩顶往下5m处设置的竖向注浆管，以及横向每隔1.5m设置一道的横向注浆管，所述横向注浆管与竖向注浆管焊缝高度≥8mm；

所述外层连续钢板与内层连续钢板之间还设置有加劲肋，每隔300mm设置一道，所述加劲肋位于肋板的两端并与肋板相焊接；

所述第一连接组件包括与外层连续钢板和内层连续钢板的两端部分别焊接连接的钢板，两个钢板之间设置有密封块和U型钢板，所述密封块位于两个钢板的下端并与外层连续钢板齐平，所述U型钢板位于两个钢板的上端并与两个钢板焊接固定，所述两个钢板之间通过紧固螺栓旋紧固定；

所述八角支撑架包括设置于钢环梁之间的两根竖向型钢，两根竖向型钢之间通过第二连接组件固定连接有至少两根第一水平型钢，两根竖向型钢与钢环梁之间分别设置有至少两根第二水平型钢，所述第二水平型钢通过第二连接组件与竖向型钢连接；

所述第二连接组件包括加固板和L型连接板，所述加固板端部与竖向型钢相焊接，其表面通过高强度螺栓与第一水平型钢或第二水平型钢的腹壁实现连接，所述L型连接板的竖直段和水平段通过高强度螺栓分别与竖向型钢的侧翼和第一水平型钢或第二水平型钢的侧翼实现连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方河流拓浚控制盾构隧道变形的加固体系，其特征在于，所述降水井的内径为Φ800mm；所述实管的内径为Φ300mm，所述排水管的直径为Φ89mm，所述实管、滤水管和沉淀管均采用钢管，其中，滤水管外径为Φ300mm，侧壁上钻有滤水孔，其孔径为Φ16mm，孔距Φ50mm，呈梅花状交错布置。

3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方河流拓浚控制盾构隧道变形的加固体系，其特征在于，所述注浆加固区是通过置于盾构施工范围内环管片上的多个二次注浆孔向环管片背后注浆形成的窑洞型加固区，位于环管片上半部分的注浆加固区深度为1.5m，位于环管片下半部分的注浆加固区深度为3.0m。