一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其能確定土體加固范圍以及旋噴加固的效果，具有經(jīng)濟、合理、可行高等特點。其包括以下步驟：（1）對地鐵進出洞口處尤其是隧道周圍的土體進行土層分布、土體物理力學(xué)指標(biāo)的勘測，并繪制土層分布關(guān)系圖；（2）根據(jù)現(xiàn)場施工設(shè)備和堆載的分布情況，確定隧道洞口上方地表可能承受的最大活荷載大??；（3）根據(jù)步驟（1）和步驟（2）的檢測結(jié)果選擇若干個盾構(gòu)進出口候選，并取出各地體進出口候選洞口預(yù)加固深度處土體作為試驗用土；（4）對各個試驗用土分別進行室內(nèi)試驗，篩選最佳盾構(gòu)進出口候選、噴射方法和噴注漿材料配比。
【專利說明】—種盾構(gòu)進出洞口 土體加固范圍的確定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計一種建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，尤其涉及隧道盾構(gòu)施工方法，具體為一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)法隧道施工是用盾構(gòu)一邊防止土砂的坍塌，一邊進行開挖、推進，并在盾尾進行襯砌作業(yè)從而修建隧道的方法，是目前地鐵建設(shè)和市政工程建設(shè)中的主要施工方法；同時，在關(guān)鍵部位采用旋噴加固法減小盾構(gòu)近接穿越過程中對已有建筑物的影響，是工程界較為普遍的施工保護措施。為了給盾構(gòu)進出洞口加固的設(shè)計、施工提供理論指導(dǎo)和依據(jù)，確保加固工程安全、優(yōu)質(zhì)高效的完成，需要預(yù)先通過一定的技術(shù)手段研究所需的土體加固范圍，并確定旋噴加固的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其能確定土體加固范圍以及旋噴加固的效果，具有經(jīng)濟、合理、可行高等特點。
[0004]一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)對地鐵進出洞口處尤其是隧道周圍的土體進行土層分布、土體物理力學(xué)指標(biāo)的勘測，并繪制土層分布關(guān)系圖；
(2)根據(jù)現(xiàn)場施工設(shè)備和堆載的分布情況，確定隧道洞口上方地表可能承受的最大活荷載大??；
(3)根據(jù)步驟(I)和步驟(2)的檢測結(jié)果選擇若干個盾構(gòu)進出口候選，并取出各地體進出口候選洞口預(yù)加固深度處土體作為試驗用土；
(4)對各個試驗用土分別進行室內(nèi)試驗，篩選最佳盾構(gòu)進出口候選、噴射方法和噴注漿材料配比，具體操作為:通過不同類型的噴射方法以及不同配比的噴注漿材料對試驗用土進行試驗性施工，取出各加固體，根據(jù)各個加固體在試驗用土中的成樁強度確定最佳地鐵進出口候選、噴射方法和噴注漿材料配比，并通過現(xiàn)場試驗確定成樁直徑。
[0005]其進一步特征在于:
對步驟(4)中出現(xiàn)多個最佳加固體或最佳盾構(gòu)進出口候選的情況，通過安全性判斷和經(jīng)濟性判斷進行進一步篩選；
所述安全性判斷具體為:采用土體或加固體的等效塑性應(yīng)變區(qū)是否貫通和土體或加固體的變形是否滿足要求的綜合判定方法，某一工況下兩者必須都滿足，才認(rèn)為此工況是安全的。其中，地表土體的最大位移值不超過30mm,加固體的最大位移值不超過20mm ；
所述經(jīng)濟性判斷具體為:對篩選出的滿足安全性要求的各工況，采用有限元強度折減法求出其安全系數(shù)，需滿足1.5-2.0的要求，通過安全系數(shù)的再次篩選，可得到一最經(jīng)濟的加固體范圍工況。
[0006]本發(fā)明既綜合考慮了土層分布、土體物理力學(xué)性能和隧道洞口上方地面活荷載對土體加固范圍的影響，又通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的綜合分析方法確定旋噴加固地鐵進出洞口所需的加固體范圍以及旋噴加固的效果，具有經(jīng)濟、合理、可行性高等特點，可適用于各種土體的加固范圍的確定，為地鐵隧道進出洞口加固工程順利完成提供了一項重要的技術(shù)保證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明一實施例的流程框圖。

【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，包括以下步驟:
(1)對地鐵進出洞口處尤其是隧道周圍的土體進行土層分布、土體物理力學(xué)指標(biāo)的勘測，并繪制土層分布關(guān)系圖；
(2)根據(jù)現(xiàn)場施工設(shè)備和堆載的分布情況，確定隧道洞口上方地表可能承受的最大活荷載大?。?br> (3)根據(jù)步驟(I)和步驟(2)的檢測結(jié)果選擇三個盾構(gòu)進出口候選，分別為候選A、候選B和候選C,分別取出候選A、B、C預(yù)加固深度處土體作為試驗用土,分別為試驗土 a、試驗土b和試驗土 c ；
(4)對試驗用土a、b、c分別進行室內(nèi)試驗，通過不同類型的噴射方法以及不同配比的噴注漿材料對試驗用土進行試驗性施工，取出各加固體α、β、Y，加固體α、β、Υ分別對應(yīng)試驗用土 a、b、c,根據(jù)加固體α、β、Y在試驗用土中的成樁強度確定最佳地鐵進出口候選、噴射方法和噴注漿材料配比，并通過現(xiàn)場試驗確定成樁直徑，其中；成樁強度為:加固體α =加固體β >加固體Y。
[0009](5)對步驟(4)中加固體加固體α、加固體β，分別通過安全性判斷和經(jīng)濟性判斷進行進一步篩選；
I)安全性判斷
加固體ct:洞口處封口厚度為Im,洞圈處長度為6m (半圓),洞圈處厚度為1.2m (兩層旋噴)。
[0010]此工況下,地表最大位移為6.0mm,滿足小于30mm最大位移要求；洞圈加固體最大位移為9.7mm,洞口封口加固體的最大位移為14.8mm,均滿足小于20mm最大位移要求。
[0011]土體和加固體的等效塑性應(yīng)變區(qū)均未貫通。
[0012]力口固體β:洞口處封口厚度為Im,洞圈處長度為6m (整圓),厚度為1.2m倆層旋噴)。
[0013]此工況下,地表最大位移為4.6mm,滿足小于30mm最大位移要求；洞圈加固體最大位移為7.4mm,洞口封口加固體的最大位移為4.2mm,均滿足小于20mm最大位移要求。
[0014]土體和加固體的等效塑性應(yīng)變區(qū)均未貫通。
[0015]2)經(jīng)濟性判斷
將土體和加固體的粘聚力和內(nèi)摩擦角值同時除以一個折減系數(shù)，得到一組新的值，然后作為新的資料參數(shù)輸入，再進行試算，當(dāng)計算不收斂時(采用土體或加固體的等效塑性應(yīng)變區(qū)是否貫通和土體或加固體的變形是否滿足要求的綜合判定方法)，對應(yīng)的折減系數(shù)就是此工況的安全系數(shù)。
[0016]用此方法可求得加固體α對應(yīng)的工況一的安全系數(shù)為1.7，滿足1.5-2.0的經(jīng)濟性要求；加固體β對應(yīng)的工況二的安全系數(shù)為2.1不滿足經(jīng)濟性要求，因此加固體α對應(yīng)加固體范圍為本發(fā)明方法所確定的滿足安全、經(jīng)濟要求的最佳加固體范圍。
[0017]由此確定出的加固體工況既能滿足安全性要求，又能滿足經(jīng)濟性要求的加固體范圍工況就是實際工程所需的預(yù)加固體。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)對地鐵進出洞口處尤其是隧道周圍的土體進行土層分布、土體物理力學(xué)指標(biāo)的勘測，并繪制土層分布關(guān)系圖； (2)根據(jù)現(xiàn)場施工設(shè)備和堆載的分布情況，確定隧道洞口上方地表可能承受的最大活荷載大小； (3)根據(jù)步驟(I)和步驟(2)的檢測結(jié)果選擇若干個盾構(gòu)進出口候選，并取出各地體進出口候選洞口預(yù)加固深度處土體作為試驗用土； (4)對各個試驗用土分別進行室內(nèi)試驗，根據(jù)各個加固體在試驗用土中的成樁強度篩選最佳盾構(gòu)進出口候選、噴射方法和噴注漿材料配比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其特征在于:對步驟(4)中出現(xiàn)多個最佳加固體或最佳盾構(gòu)進出口候選的情況，通過安全性判斷和經(jīng)濟性判斷進行進一步篩選。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其特征在于:所述安全性判斷具體為:采用土體或加固體的等效塑性應(yīng)變區(qū)是否貫通和土體或加固體的變形是否滿足要求的綜合判定方法，其中，地表土體的最大位移值不超過30_，加固體的最大位移值不超過20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種盾構(gòu)進出洞口土體加固范圍的確定方法，其特征在于:所述經(jīng)濟性判斷具體為:對篩選出的滿足安全性要求的各工況，采用有限元強度折減法求出其安全系數(shù)，所述安全系數(shù)范圍為1.5-2.0。
【文檔編號】E21D11/10GK104514566SQ201310443984
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】周棟 申請人:無錫瑞銀信科技有限公司