[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

说明书

本发明公开了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，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。本发明采用洞内堆载与基坑内加固相结合的方式，可以有效的控制施工期间及河道拓浚后的隧道变形，为今后类似工程进行隧道变形控制提供了思路。

技术领域

本发明专利属于隧道工程技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着我国的基础设施建设进入了白热化阶段，城市轨道交通建设也跟随着基建的浪潮得以持续快速发展，城市地下空间不断开发，使得交叉工程、紧邻工程日益增多。河道拓浚对既有盾构隧道造成极大影响，导致施工过程中及完工后隧道的变形；

隧道变形分析

基坑开挖之前盾构隧道处于受力平衡与稳定状态，各项变形趋于完成，但基坑的施工，使即将达成的平衡状态再次遭到破坏。基坑开挖对土体的卸荷，加大了周围土体的回弹及残余应力影响深度，放大了隧道的回弹、变形。

1、基坑开挖后覆土由8.9～15.2m减小至2.5m，隧道上部受力变小，隧道纵向受到向上的土体压力和地下水浮力向上隆起；

2、隧道受横向水平应力，产生“竖向拉伸，水平压缩”，呈竖椭圆形状的收敛变形趋势；

3、本工程桩基距隧道最小距离为1.5m，施工过程中机械振动引起的横向、纵向位移及隧道变形。

因此，为了避免河道拓浚施工时影响地铁运营，现需在地铁铺轨前完成该交叉段的拓浚工作，同时对既有盾构隧道进行加固处理。

发明内容

本发明的目的在于，提供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，以避免盾构隧道上方河流拓浚造成的隧道变形情况。

本发明采用的技术方案是：

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，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，沿垂直于隧道方向，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，每片连接钢板之间相焊接，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。

优选的，所述降水井采用自流深井，垂直于隧道方向布置12口，每口降水井包括有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。

优选的，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。