專利名稱：凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，特別適合于軟弱透水地層盾構(gòu)法隧道的盾構(gòu)接收。
背景技術(shù)：
近年來國內(nèi)盾構(gòu)隧道得到了迅猛發(fā)展，在地鐵、公路、城市道路、鐵路、輸水、輸氣等行業(yè)修建了很多盾構(gòu)隧道。盾構(gòu)接收是盾構(gòu)法修建隧道的關(guān)鍵工序之一，目前一般采用地層加固的單一方法，該方法在粉細(xì)砂地層或超大直徑盾構(gòu)應(yīng)用中具有很大的風(fēng)險，國內(nèi)近幾年已出現(xiàn)多次盾構(gòu)接收時隧道垮塌事故，說明了該技術(shù)有待于進一步完善。目前單一采用地層加固或灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法主要存在以下問題1、無法適用于透水性強的粉細(xì)砂地層。由于目前盾構(gòu)接收時僅采用地層加固的單一方法，而且地層加固主要采用旋噴樁或攪拌樁，對于粉細(xì)砂地層，由于加固體本身不均勻，以及土體與接收井圍護結(jié)構(gòu)之間會存在脫離現(xiàn)象，容易使粉細(xì)砂產(chǎn)生管涌現(xiàn)象，進而引起地面沉降，嚴(yán)重時會引起土體坍塌及隧道結(jié)構(gòu)垮塌。對于超大直徑盾構(gòu)，由于隧道直徑大，在同一開挖面內(nèi)可能同時存在多種性質(zhì)差異較大的地層(如粘土與粉細(xì)砂互層)，僅依靠土體加固無法保證安全。2、無法保證超大直徑盾構(gòu)接收安全。超大直徑盾構(gòu)在掘進過程中的推力大，當(dāng)盾構(gòu)接近接收井時，由于盾構(gòu)刀盤與接收井之間的土體越來越薄，承受推力的能力也越來越小，很可能發(fā)生盾構(gòu)泥水壓力擊穿土體的現(xiàn)象，產(chǎn)生土體垮塌事故，影響隧道安全。目前尚無采用凍結(jié)加固+堆土灌水的綜合方法實例，是行業(yè)內(nèi)的一個技術(shù)空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提供一種能夠保證鑿除洞門混凝土?xí)r土體的整體穩(wěn)定、防止粉細(xì)砂地層產(chǎn)生的滲流破壞，并能夠平衡盾構(gòu)機掘進時的泥水壓力，防止泥水壓力擊穿洞門外圍土體保證盾構(gòu)接收時的安全順利進行的凍結(jié)加固+ 堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，包括以下步驟(一 )、采用旋噴樁或攪拌樁對隧道接收段地層進行加固；( 二)、對靠近接收井開洞處地層采用凍結(jié)法進行止水；(三)、鑿除洞門擋墻，在接收井內(nèi)進行填土，形成土堆；(四)、向接收井內(nèi)灌注水至所設(shè)計的高度；(五)、盾構(gòu)機掘進進入接收井結(jié)構(gòu)內(nèi)，完成整個接收工作。在上述技術(shù)方案的步驟(一)中，當(dāng)接收段地層為砂土、粘性土、素填土及砂卵石地質(zhì)條件時，采用旋噴樁進行加固；當(dāng)接收段地層為淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、素填土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大的粘性土地質(zhì)條件時，采用攪拌樁進行加固。
在上述技術(shù)方案的步驟(一)中，加固的地層橫截面范圍為在盾構(gòu)的上、下、左、右各超出開挖范圍外1 3. 5m的地層，縱向長度取盾構(gòu)機長度或盾構(gòu)機直徑中的大值再增加 2 5m的富余值的長度。在上述技術(shù)方案的步驟(二)中，利用凍結(jié)加固寬度與深度范圍不小于步驟(一) 中加固的地層范圍，其厚度不小于lm。
權(quán)利要求
1.一種凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，包括以下步驟(一)、采用旋噴樁或攪拌樁對隧道接收段地層進行加固；(二)、對靠近接收井開洞處地層采用凍結(jié)法進行止水；(三)、鑿除洞門擋墻，在接收井內(nèi)進行填土，形成土堆；(四)、向接收井內(nèi)灌注水至所設(shè)計的高度；(五)、盾構(gòu)機掘進進入接收井結(jié)構(gòu)內(nèi)，完成整個接收工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(一)中，當(dāng)接收段地層為砂土、粘性土、素填土及砂卵石地質(zhì)條件時，采用旋噴樁進行加固；當(dāng)接收段地層為淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、素填土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大的粘性土地質(zhì)條件時，采用攪拌樁進行加固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于， 在步驟(一)中，加固的地層橫截面范圍為在盾構(gòu)的上、下、左、右各超出開挖范圍外1 3. 5m的地層，縱向長度取盾構(gòu)機長度或盾構(gòu)機直徑中的大值再增加2 5m的富余值的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(二)中，利用凍結(jié)加固寬度與深度范圍不小于步驟(一)中加固的地層范圍，其厚度不小于Im0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(二)中，凍結(jié)加固體的厚度根據(jù)承受加固后地層水土壓力來確定凍結(jié)加固體厚度，則凍結(jié)加固體厚度取—■χ黼gAx··—Γ荷載壓力《開洞直, ^hJ-4χ凍土抗拉應(yīng)力---33-PW^ 土觀啦J、 、式中最大值確定，式中，荷載壓力為主動土壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(三)中，填土高度應(yīng)超過盾構(gòu)隧道的圓心高度，兩側(cè)填土寬度超出盾構(gòu)機開挖范圍之外 2 :3m，填土坡率為穩(wěn)定坡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(四)中，灌水高度應(yīng)達(dá)到開洞頂位置或超過開洞頂位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(三)中，當(dāng)盾構(gòu)機距離凍結(jié)土體有足夠長距離，該距離能使盾構(gòu)掘進不影響后續(xù)作業(yè)的安全時，開始鑿除洞門擋墻。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于， 在步驟(三)中，當(dāng)鑿除不能一次完成時，將洞門擋墻從上至下分多層，進行分層剝離，逐步鑿除洞門擋墻。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(三)中，在鑿除過程中有滲水點，水壓力不大時采用噴射混凝土對滲水點進行封閉；當(dāng)水壓力較大存在引起坍塌危險時，先停止鑿除，采用噴射混凝土對滲水點及時進行封閉，然后采用注漿封堵滲水點。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，其特征在于，在步驟(五)中，盾構(gòu)機進入接收井結(jié)構(gòu)內(nèi)，將管片結(jié)構(gòu)與接收井結(jié)構(gòu)之間進行防水密封與結(jié)構(gòu)連接處理，然后完成整個接收工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道凍結(jié)加固+堆土灌水的盾構(gòu)到達(dá)接收方法，它包括以下步驟(一)采用旋噴樁或攪拌樁對隧道接收段地層進行加固；(二)對靠近接收井開洞處地層采用凍結(jié)法進行止水；(三)鑿除洞門擋墻，在接收井內(nèi)進行填土，形成土堆；(四)向接收井內(nèi)灌注水至所設(shè)計的高度；(五)盾構(gòu)機掘進進入接收井結(jié)構(gòu)內(nèi)，完成整個接收工作。本發(fā)明能夠保證鑿除洞門混凝土?xí)r土體的整體穩(wěn)定、防止粉細(xì)砂地層產(chǎn)生的滲流破壞，并能夠平衡盾構(gòu)機掘進時的泥水壓力，防止泥水壓力擊穿洞門外圍土體保證盾構(gòu)接收時的安全順利進行。
文檔編號E21D9/06GK102352753SQ201110179819
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者劉浩, 寧茂權(quán), 肖明清, 薛光橋, 裴利華, 韓向陽 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司