專利名稱：一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法。
背景技術(shù)：
目前地下軌道交通施工中盾構(gòu)法施工有自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、施工速度快、 環(huán)境影響小、安全可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合城市中復(fù)雜多變的情況，使得盾構(gòu)法在地下軌道交通施工中應(yīng)用的越來越廣泛。盾構(gòu)施工雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，并在一百多年的發(fā)展中盾構(gòu)機(jī)性能不斷改進(jìn)，設(shè)計和施工技術(shù)理論不斷完善，但是由于施工引起的地層移動進(jìn)而影響周圍建筑、道路、管線的危害和事故仍時有發(fā)生，同時隧道自身也因施工不當(dāng)而容易產(chǎn)生不良后果。如果在隧道掘進(jìn)過程中，不能對周圍地層的特性做出精確的預(yù)測，不能獲得隧道周圍土體的變形特征，那么施工將可能對隧道周圍的地下管線以及地表結(jié)構(gòu)物造成巨大破壞。特別是目前地鐵建設(shè)經(jīng)常要在既有結(jié)構(gòu)周圍修建地鐵隧道。因此如何把握好盾構(gòu)掘進(jìn)時穿越地下管線的參數(shù)控制是盾構(gòu)施工成功與否的關(guān)鍵之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在砂性土層中，盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法。本發(fā)明設(shè)計一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于由下列步驟組成
(1)進(jìn)洞端頭井三軸攪拌樁+旋噴樁加固，加固區(qū)域增加至9米，加固深度為隧道以下3米，
(2)在污水管與車站端頭井之間打設(shè)一排隔離樁，對污水管下方土體側(cè)向土壓力進(jìn)行隔離， 防止土壓力應(yīng)力釋放而引起管線沉降，隔離樁樁型為三軸攪拌樁，(3)進(jìn)洞范圍內(nèi)打設(shè)4 口降水井進(jìn)行預(yù)降水，將水位降至洞門一下1米，(4)除在洞門周圍安裝防水裝置，還需安裝由雙層彈簧鋼板，中間以海綿填充，(5)在最短的時間內(nèi)將洞門鑿除工作完成，(6)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，盾構(gòu)在穿越管線的同時，安全、迅速進(jìn)洞，(7)清理土方，盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭。其特征在于步驟(3)為在隧道的兩邊各打設(shè)2 口降水井，井深22米，成“口，，字型布置在盾構(gòu)機(jī)的四周，將盾構(gòu)機(jī)周圍的地下水降至洞門以下。其特征在于其特征在于步驟(4)為在洞門周圍安裝防水裝置，由簾布橡膠板、圓環(huán)板、固定板、翻板和銷套共同組成，彈簧鋼板由兩塊 288mmX IOOmm鋼板以及一塊200mmX IOOmm基座焊接而成，盾構(gòu)進(jìn)洞前將彈簧鋼板采用焊接的形式拼裝成整圓固定在洞圈中部，鋼板與鋼板之間搭接30mm，鋼板與鋼板之間填充海棉。其特征在于其特征在于步驟(5)為在封門鑿除前先在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架，在洞門上、中、下三個部位鑿六個孔洞，用來觀察外部土體情況，然后分九塊鑿除洞門混凝土，暴露咬合樁鋼筋，立即清理落在圈底部的混凝土碎塊，然后按照先上后下的順序逐塊割斷咬合樁鋼筋，吊出混凝土。其特征在于其特征在于步驟(6)為盾構(gòu)穿越管線過程中，時刻觀察頂力的變化，推進(jìn)過程速度保持穩(wěn)定，確保盾構(gòu)均衡、勻速，保持良好的姿態(tài)穿越污水管線，進(jìn)入加固區(qū)后，開始停止機(jī)頭的壓漿，頂進(jìn)速度一般控制廣2mm/min左右，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行完全的切削，可以加入適量清水或泡沫來軟化和潤滑土體，當(dāng)盾構(gòu)大刀盤頂?shù)絿o(hù)體后停止推進(jìn)，在洞門鑿除的同時對后續(xù)完成的管片間隙進(jìn)行注漿，當(dāng)盾尾進(jìn)入端頭井內(nèi)，洞門與管片接縫處焊封堵板，隔斷洞門與外部土體的縫隙，并進(jìn)行洞門后五環(huán)注漿。其特征在于其特征在于步驟(7)為盾構(gòu)成功進(jìn)洞后，觀察洞門情況進(jìn)行后續(xù)施工，及時收集管線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定二次注漿量，在鋪滿黃沙的鋼板上采用4個自動50T的油缸平移盾構(gòu)機(jī)到達(dá)下一個出洞洞門，最后清理端頭井的土方。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)在穿越管線過程中進(jìn)洞的成功，突破了盾構(gòu)在進(jìn)洞這一高風(fēng)險施工環(huán)節(jié)中又一個復(fù)雜環(huán)境下成功的施工案例，同樣為盾構(gòu)在粉砂土層施工及近距離穿越管線提供大量的施工經(jīng)驗(yàn)。


下面結(jié)合附圖和施工實(shí)例對本發(fā)明作詳細(xì)使用說明。圖1為本發(fā)明的進(jìn)洞處的加固區(qū)域示意圖(1為盾構(gòu)機(jī)，2為進(jìn)洞加固范圍，3為成型隧道)，圖2為本發(fā)明的隔離樁和降水井的分布示意圖G為隔離樁，5為降水井)，圖 3為本發(fā)明的盾構(gòu)穿越進(jìn)洞前的示意圖(6為洞門，7為咬合樁，8為彈簧鋼板)，圖4為本發(fā)明的盾構(gòu)穿越進(jìn)洞時的示意圖(1為盾構(gòu)機(jī))，圖5為本發(fā)明的盾構(gòu)穿越進(jìn)洞后的示意圖 (9為進(jìn)洞管片)，圖6為本發(fā)明的洞門防水裝置示意圖，圖7為本發(fā)明的雙層彈簧鋼板的示意圖。
具體實(shí)施例方式由下列步驟組成(1)進(jìn)洞端頭井三軸攪拌樁+旋噴樁加固，加固區(qū)域增加至9 米，加固深度為隧道以下3米，(2)在污水管與車站端頭井之間打設(shè)一排隔離樁，對污水管下方土體側(cè)向土壓力進(jìn)行隔離，防止土壓力應(yīng)力釋放而引起管線沉降，隔離樁樁型為三軸攪拌樁，(3)進(jìn)洞范圍內(nèi)打設(shè)4 口降水井進(jìn)行預(yù)降水，將水位降至洞門一下1米，(4)除在洞門周圍安裝防水裝置，還需安裝由雙層彈簧鋼板，中間以海綿填充，(5)在最短的時間內(nèi)將洞門鑿除工作完成，(6)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，盾構(gòu)在穿越管線的同時，安全、迅速進(jìn)洞，(7)清理土方，盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭。其特征在于步驟(3)為在隧道的兩邊各打設(shè)2 口降水井，井深22米，成 “口”字型布置在盾構(gòu)機(jī)的四周，將盾構(gòu)機(jī)周圍的地下水降至洞門以下。其特征在于其特征在于步驟(4)為在洞門周圍安裝防水裝置，由簾布橡膠板、圓環(huán)板、固定板、翻板和銷套共同組成，彈簧鋼板由兩塊^8mmX IOOmm鋼板以及一塊200mmX IOOmm基座焊接而成，盾構(gòu)進(jìn)洞前將彈簧鋼板采用焊接的形式拼裝成整圓固定在洞圈中部，鋼板與鋼板之間搭接30mm， 鋼板與鋼板之間填充海棉。其特征在于其特征在于步驟(5)為在封門鑿除前先在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架，在洞門上、中、下三個部位鑿六個孔洞，用來觀察外部土體情況，然后分九塊鑿除洞門混凝土，暴露咬合樁鋼筋，立即清理落在圈底部的混凝土碎塊，然后按照先上后下的順序逐塊割斷咬合樁鋼筋，吊出混凝土。其特征在于其特征在于步驟(6)為盾構(gòu)穿越管線過程中，時刻觀察頂力的變化，推進(jìn)過程速度保持穩(wěn)定，確保盾構(gòu)均衡、勻速，保持良好的姿態(tài)穿越污水管線，進(jìn)入加固區(qū)后，開始停止機(jī)頭的壓漿，頂進(jìn)速度一般控制廣2mm/ min左右，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行完全的切削，可以加入適量清水或泡沫來軟化和潤滑土體，當(dāng)盾構(gòu)大刀盤頂?shù)絿o(hù)體后停止推進(jìn)，在洞門鑿除的同時對后續(xù)完成的管片間隙進(jìn)行注漿，當(dāng)盾尾進(jìn)入端頭井內(nèi)，洞門與管片接縫處焊封堵板，隔斷洞門與外部土體的縫隙，并進(jìn)行洞門后五環(huán)注漿。其特征在于其特征在于步驟(7)為盾構(gòu)成功進(jìn)洞后，觀察洞門情況進(jìn)行后續(xù)施工，及時收集管線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定二次注漿量，在鋪滿黃沙的鋼板上采用4個自動50T的油缸平移盾構(gòu)機(jī)到達(dá)下一個出洞洞門，最后清理端頭井的土方。特別注意的是 進(jìn)洞加固施工
盾構(gòu)進(jìn)洞端頭井三軸攪拌樁由設(shè)計的3. 5米長增加至9米，使盾構(gòu)機(jī)刀盤貼上圍護(hù)結(jié)構(gòu)時整體進(jìn)入加固的土體，確保盾構(gòu)與外部土體隔絕。隔離樁施工
在污水管與車站端頭井之間打設(shè)一排隔離樁，不僅可以隔離污盾構(gòu)機(jī)對管線下方土體的側(cè)向壓力，也可以減小降水對管線的沉降影響。根據(jù)地質(zhì)報告中水文地質(zhì)情況，隔離樁采用C 8500250三軸攪拌樁，樁長22米，樁打入
CD 3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。降水施工
由于本工程砂性土層含水率相當(dāng)高，因此在加固范圍的四周，以” 口”字型布置4 口降水井，進(jìn)行預(yù)降水，將水位降至洞門以下1米。借此，通過以上幾種施工措施，降低盾構(gòu)機(jī)周圍土體中的含水率，確保盾構(gòu)進(jìn)洞及管線安全。洞門防水裝置
洞門防水裝置由簾布橡膠板、圓環(huán)板、固定板、翻板和銷套共同組成。彈簧鋼板由兩塊 288mmX IOOmm鋼板以及一塊200mmX IOOmm基座焊接而成。盾構(gòu)進(jìn)洞前將彈簧鋼板采用焊接的形式拼裝成整圓固定在洞圈中部，鋼板與鋼板之間搭接30mm。為了達(dá)到更好的止水效果，鋼板與鋼板之間填充海棉。進(jìn)洞洞門鑿除
(1)鑿除前，先采用降水井進(jìn)行水位控制，并打探孔，觀察情況。(2)然后分塊鑿除洞門混凝土，暴露咬合樁鋼筋。(3)按照先上后下的順序逐塊割斷咬合樁鋼筋，吊出混凝土盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞
(1)推進(jìn)頂力調(diào)整
在進(jìn)洞時中穿越管線過程中，時刻觀察頂力的變化，并根據(jù)監(jiān)測報表來科學(xué)的指導(dǎo)施工。盾構(gòu)穿越管線過程中，時刻觀察頂力的變化，推進(jìn)過程速度保持穩(wěn)定，確保盾構(gòu)均衡、勻速，保持良好的姿態(tài)穿越污水管線。進(jìn)入加固區(qū)后，開始停止機(jī)頭的壓漿，頂進(jìn)速度一般控制廣2mm/min左右，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行完全的切削，可以加入適量清水或泡沫來軟化和潤滑土體。(2)頂進(jìn)速度和出土量的控制
在進(jìn)入加固區(qū)域后，頂進(jìn)速度應(yīng)盡量放慢，一般控制廣2mm/min左右，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行完全的切削，必要的時候可以加入適量清水或減摩漿液來軟化和潤滑土體。在實(shí)際操作中當(dāng)推進(jìn)速度在廣2 mm/min時，正面土壓力為0. 12MPa、出土量控制在每環(huán) 37m3左右、刀盤扭矩控制在30%之內(nèi)里達(dá)到了最佳效果。注漿封堵洞門空隙(3)當(dāng)盾構(gòu)大刀盤頂?shù)絿o(hù)體后停止推進(jìn)，在洞門鑿除的同時對后續(xù)完成的管片間隙進(jìn)行注漿。在刀盤莫洞門時密切關(guān)注盾構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)變化，控制盾構(gòu)姿態(tài)平穩(wěn)進(jìn)入洞圈。當(dāng)盾尾進(jìn)入端頭井內(nèi)，洞門與管片接縫處焊封堵板，隔斷洞門與外部土體的縫隙，并進(jìn)行洞門后五環(huán)注漿。盾構(gòu)機(jī)平移
在清理完土方后，在鋼板上平移盾構(gòu)機(jī)的吊裝孔附近。采用4個自動100T的油缸，在鋼板上用電焊燒墩子作為后點(diǎn)的受力點(diǎn)，頂進(jìn)盾構(gòu)機(jī)平移到吊裝孔。有益效果
盾構(gòu)機(jī)在穿越管線過程中進(jìn)洞的成功，突破了盾構(gòu)在進(jìn)洞這一高風(fēng)險施工環(huán)節(jié)中又一個復(fù)雜環(huán)境下成功的施工案例，同樣為盾構(gòu)在粉砂土層施工及近距離穿越管線提供大量的施工經(jīng)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于由下列步驟組成(1)進(jìn)洞端頭井三軸攪拌樁+旋噴樁加固，加固區(qū)域增加至9米，加固深度為隧道以下3米，(2)在污水管與車站端頭井之間打設(shè)一排隔離樁，對污水管下方土體側(cè)向土壓力進(jìn)行隔離，防止土壓力應(yīng)力釋放而引起管線沉降，隔離樁樁型為三軸攪拌樁，(3)進(jìn)洞范圍內(nèi)打設(shè)4 口降水井進(jìn)行預(yù)降水，將水位降至洞門一下1米，(4)除在洞門周圍安裝防水裝置，還需安裝雙層彈簧鋼板，中間以海綿填充，(5)在最短的時間內(nèi)將洞門鑿除工作完成，(6)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，盾構(gòu)在穿越管線的同時，安全、迅速進(jìn)洞，(7)清理土方，盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭。
2.按權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于步驟(3)為在隧道的兩邊各打設(shè)2 口降水井，井深22米，成“ 口”字型布置在盾構(gòu)機(jī)的四周，將盾構(gòu)機(jī)周圍的地下水降至洞門以下。
3.按權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于其特征在于步驟(4)為在洞門周圍安裝防水裝置，由簾布橡膠板、圓環(huán)板、固定板、翻板和銷套共同組成，彈簧鋼板由兩塊^8mmX IOOmm鋼板以及一塊200mmX IOOmm基座焊接而成， 盾構(gòu)進(jìn)洞前將彈簧鋼板采用焊接的形式拼裝成整圓固定在洞圈中部，鋼板與鋼板之間搭接 30mm,鋼板與鋼板之間填充海棉。
4.按權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于其特征在于步驟(5)為在封門鑿除前先在洞圈內(nèi)搭設(shè)鋼制腳手架，在洞門上、中、下三個部位鑿六個孔洞，用來觀察外部土體情況，然后分九塊鑿除洞門混凝土，暴露咬合樁鋼筋，立即清理落在圈底部的混凝土碎塊，然后按照先上后下的順序逐塊割斷咬合樁鋼筋，吊出混凝土。
5.按權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于步驟(6)為盾構(gòu)穿越管線過程中，時刻觀察頂力的變化，推進(jìn)過程速度保持穩(wěn)定，確保盾構(gòu)均衡、勻速，保持良好的姿態(tài)穿越污水管線，進(jìn)入加固區(qū)后，開始停止機(jī)頭的壓漿，頂進(jìn)速度一般控制廣2mm/min左右，使刀盤和周邊刀能對水泥土進(jìn)行完全的切削，可以加入適量清水或泡沫來軟化和潤滑土體，當(dāng)盾構(gòu)大刀盤頂?shù)絿o(hù)體后停止推進(jìn)，在洞門鑿除的同時對后續(xù)完成的管片間隙進(jìn)行注漿，當(dāng)盾尾進(jìn)入端頭井內(nèi)，洞門與管片接縫處焊封堵板，隔斷洞門與外部土體的縫隙，并進(jìn)行洞門后五環(huán)注漿。
6.按權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法，其特征在于其特征在于步驟(7)為盾構(gòu)成功進(jìn)洞后，觀察洞門情況進(jìn)行后續(xù)施工，及時收集管線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定二次注漿量，在鋪滿黃沙的鋼板上采用4個自動50T的油缸平移盾構(gòu)機(jī)到達(dá)下一個出洞洞門，最后清理端頭井的土方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)在穿越管線過程中進(jìn)洞的施工方法。其特征在于由下列步驟組成(1)進(jìn)洞端頭井三軸攪拌樁+旋噴樁加固，加固區(qū)域增加至9米，加固深度為隧道以下3米，(2)在污水管與車站端頭井之間打設(shè)一排隔離樁，對污水管下方土體側(cè)向土壓力進(jìn)行隔離，防止土壓力應(yīng)力釋放而引起管線沉降，隔離樁樁型為三軸攪拌樁，(3)進(jìn)洞范圍內(nèi)打設(shè)4口降水井進(jìn)行預(yù)降水，將水位降至洞門一下1米，(4)除在洞門周圍安裝防水裝置，還需安裝由雙層彈簧鋼板，中間以海綿填充，(5)在最短的時間內(nèi)將洞門鑿除工作完成，(6)調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，盾構(gòu)在穿越管線的同時，安全、迅速進(jìn)洞，(7)清理土方，盾構(gòu)機(jī)調(diào)頭。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)在穿越管線過程中進(jìn)洞的成功，突破了盾構(gòu)在進(jìn)洞這一高風(fēng)險施工環(huán)節(jié)中又一個復(fù)雜環(huán)境下成功的施工案例，同樣為盾構(gòu)在粉砂土層施工及近距離穿越管線提供大量的施工經(jīng)驗(yàn)。
文檔編號E21D9/06GK102425423SQ20111045683
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁健, 付軍國, 李易暉, 洪成潑, 裘水根 申請人:上海市機(jī)械施工有限公司