土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)。所述暗挖隧道結(jié)構(gòu)包括暗挖豎井、橫向通道和穿過(guò)已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的圓形暗挖隧道，其特征在于：在圓形暗挖隧道的內(nèi)表面砌筑有鋼筋混凝土支撐層，在鋼筋混凝土支撐層的內(nèi)表面砌筑有素混凝土切割層，在圓形暗挖隧道的兩端分別砌筑有厚度為0.8-1.5m的玻璃纖維筋混凝土密封端墻。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)對(duì)已運(yùn)行的地鐵隧道或是其它盾構(gòu)隧道下方形成一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)，可以使盾構(gòu)機(jī)直接在本實(shí)用新型的圓形暗挖隧道內(nèi)切割暗挖隧道內(nèi)的二襯素混凝土拼裝管片通過(guò)暗挖隧道，有效的規(guī)避了盾構(gòu)機(jī)下穿既有地鐵隧道或是其它盾構(gòu)隧道所帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地鐵隧道施工方法，具體是一種適用于富水砂卵石地質(zhì)的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)地鐵建設(shè)中，土壓平衡盾構(gòu)法施工因其適應(yīng)性廣、對(duì)環(huán)境影響小、安全性高等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。但由于城市地鐵建設(shè)的深入，地鐵線(xiàn)網(wǎng)逐漸成型，而與之帶來(lái)的是不可避免的線(xiàn)路交叉問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越明顯。在地鐵建設(shè)中，盾構(gòu)機(jī)在近距離穿越既有運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道中，在各個(gè)城市都會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)線(xiàn)產(chǎn)生較大安全風(fēng)險(xiǎn)，其原因主要是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，出土量的控制和地層擾動(dòng)對(duì)既有線(xiàn)的影響難以控制，特別是在富水砂卵石中更是難上加難，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成熟的施工工藝能夠完全規(guī)避此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]成都地鐵4號(hào)線(xiàn)5標(biāo)中醫(yī)學(xué)院站?長(zhǎng)順街站盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)為下穿地鐵2號(hào)線(xiàn)盾構(gòu)隧道，該段地鐵4號(hào)線(xiàn)曲線(xiàn)半徑為350m，設(shè)計(jì)坡度為28%。下坡，隧道埋深為17m?21m米，盾構(gòu)隧道主要穿越〈3-8-4〉密實(shí)砂卵石層，該砂卵石層以亞圓形為主，少量圓形，分選性差，卵石含量50?75%，粒徑以20?80mm為主，部分粒徑大于100mm，充填物為中砂，局部夾漂石，卵石層含水量豐富，滲透系數(shù)達(dá)到20m/d，為強(qiáng)透水層。地鐵4號(hào)線(xiàn)與地鐵2號(hào)線(xiàn)上行和下行線(xiàn)隧道間凈距分別為2.6m和3.9m。由于成都地區(qū)特殊的富水砂卵石地層非常復(fù)雜，盾構(gòu)在推進(jìn)的過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)很大，采用傳統(tǒng)的加固方法對(duì)兩條隧道間的夾土進(jìn)行預(yù)注漿加固，根據(jù)成都地鐵I號(hào)線(xiàn)和2號(hào)線(xiàn)的加固施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，其注漿效果較差。盾構(gòu)機(jī)在近距離下穿既有地鐵線(xiàn)路保證既有隧道的不變形和沉降，其施工難度是非常大的。同時(shí)，由于地鐵2號(hào)線(xiàn)在4號(hào)線(xiàn)之前施工，并會(huì)提前投入運(yùn)營(yíng)，那么在4號(hào)線(xiàn)盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中下穿既有2號(hào)線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)更大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以有效地規(guī)避傳統(tǒng)人工破除洞門(mén)施工方法的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高功效和節(jié)省投資的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，該隧道結(jié)構(gòu)可以使盾構(gòu)機(jī)快速穿過(guò)已運(yùn)營(yíng)的盾構(gòu)隧道，不會(huì)給已運(yùn)營(yíng)的盾構(gòu)隧道帶來(lái)影響，能保證已運(yùn)營(yíng)的鐵路線(xiàn)路正常運(yùn)營(yíng)。
[0005]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案:所述一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，包括暗挖豎井、從暗挖豎井底部開(kāi)挖形成的橫向通道和通過(guò)橫向通道向已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道下方挖掘并穿過(guò)已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的圓形暗挖隧道，其特征在于:在圓形暗挖隧道的內(nèi)表面砌筑有鋼筋混凝土支撐層，在鋼筋混凝土支撐層的內(nèi)表面砌筑有素混凝土切割層，在圓形暗挖隧道的兩端分別砌筑有厚度為0.8-1.5m的玻璃纖維筋混凝土密封端墻。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案:所述鋼筋混凝土支撐層和素混凝土切割層是一次澆筑而成，將圓形暗挖隧道的內(nèi)表面完全覆蓋，其中鋼筋混凝土支撐層和素混凝土切割層的厚度均為300-500mm。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案:所述圓形暗挖隧道兩端的密封端墻均采用玻璃纖維筋代替鋼筋與混凝土通過(guò)立模澆筑而成，其厚度為0.8-1.0m。
[0008]本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案:所述圓形暗挖隧道在砌筑鋼筋混凝土支撐層和素混凝土切割層之后的內(nèi)腔直徑比盾構(gòu)開(kāi)挖直徑小280mm。
[0009]本實(shí)用新型較優(yōu)的技術(shù)方案:所述玻璃纖維筋混凝土密封端墻中的玻璃纖維筋抗拉強(qiáng)度彡500Mpa，彈性模量E彡40Gpa，剪切強(qiáng)度彡IlOMpa,極限應(yīng)變彡2%。
[0010]本實(shí)用新型的鋼筋混凝土支撐層和素混凝土切割層的澆筑方式采用現(xiàn)有的立?；炷翝仓绞?，先固定鋼筋，然后一次澆筑混凝土，混凝土澆筑的厚度高出鋼筋高度300-500mm,待混凝土凝固后，便形成了下層的鋼筋混凝土支撐層和上面的素混凝土層。兩端的密封端墻，也采用現(xiàn)有的鋼筋混凝土澆筑方式，將其中的鋼筋替換成層玻璃纖維筋，玻璃纖維筋為FRP復(fù)合材料筋，其中混凝土選用標(biāo)號(hào)為C25的混凝土 ；在進(jìn)行鋼筋混凝土支撐層和素混凝土切割層的澆筑之前，需要在拱頂1200范圍內(nèi)通過(guò)徑向注漿孔對(duì)隧道間的夾層土進(jìn)行注漿加固，減小了對(duì)上部既有運(yùn)行隧道的擾動(dòng)。
[0011]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)完成之后，盾構(gòu)機(jī)可直接掘進(jìn)進(jìn)入暗挖隧道，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入暗挖隧道后可采用敞開(kāi)模式掘進(jìn)，在盾體全部進(jìn)入暗挖隧道后進(jìn)行盾尾注漿止水，封死洞門(mén)處流水通道，防止盾尾來(lái)水大量涌入暗挖隧道內(nèi)部，在盾構(gòu)過(guò)程中對(duì)管片與二襯混凝土間的空隙及時(shí)采用盾構(gòu)同步注漿和二次注漿進(jìn)行封堵，防止管片的下沉和上浮，同時(shí)將暗挖隧道結(jié)構(gòu)外部水源隔斷，保證了盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中的安全。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入暗挖隧道后，因刀盤(pán)需切割素混凝土需對(duì)刀具進(jìn)行檢查，特別是邊滾刀的磨損量，在小曲線(xiàn)半徑隧道的掘進(jìn)過(guò)程中邊滾刀的磨損量超過(guò)5_時(shí)須進(jìn)行更換。在盾構(gòu)機(jī)切割素混凝土的過(guò)程中應(yīng)控制掘進(jìn)速度和刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，保證盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，做好刀盤(pán)磨損量的檢測(cè)，及時(shí)對(duì)邊滾刀進(jìn)行更換，保證開(kāi)挖斷面,防止盾構(gòu)機(jī)被卡住。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013](I)本實(shí)用新型中的結(jié)構(gòu)在暗挖隧道開(kāi)挖中對(duì)上部盾構(gòu)隧道影響很小，可有效的控制既有盾構(gòu)隧道的沉降和變形，保證盾構(gòu)隧道的安全；
[0014](2)盾構(gòu)機(jī)過(guò)暗挖隧道避免了采用傳統(tǒng)的在暗挖隧道內(nèi)施工混凝土導(dǎo)臺(tái)，而直接將暗挖隧道做成圓形隧道，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)拼裝管片通過(guò)，暗挖隧道的直徑比盾構(gòu)機(jī)的直徑小280mm，可以保證盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中能夠提供一定的反力，確保管片的防水效果，減少管片背后材料的填充量；
[0015](3)在暗挖隧道內(nèi)表面通過(guò)依次燒筑形成二次襯砌結(jié)構(gòu),二次襯砌結(jié)構(gòu)分成支撐層和切割層，支撐層為鋼筋混凝土層，主要起到支撐保護(hù)暗挖隧道的結(jié)構(gòu)，切割層為素混凝土層，內(nèi)部無(wú)鋼筋，可以使盾構(gòu)機(jī)在切割過(guò)程中很容易切割；該結(jié)構(gòu)既可以保證盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)在切割的過(guò)程中不被二襯鋼筋卡住，又可以保證在推進(jìn)過(guò)程中為盾構(gòu)機(jī)提供反力，保證管片的防水效果，對(duì)外圍土體形成強(qiáng)有力的支護(hù)體系；
[0016](4)暗挖隧道兩端的洞門(mén)采用玻璃纖維筋混凝土墻取代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土墻，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時(shí)刀盤(pán)可以直接切削破除墻體，可以有效地規(guī)避傳統(tǒng)人工破除洞門(mén)施工方法的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高功效和節(jié)省投資的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)對(duì)已運(yùn)行的地鐵隧道或是其它盾構(gòu)隧道下方形成一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)，可以使盾構(gòu)機(jī)直接在本實(shí)用新型的圓形暗挖隧道內(nèi)切割暗挖隧道內(nèi)的二襯素混凝土拼裝管片通過(guò)暗挖隧道，由于在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)前先進(jìn)行了暗挖隧道進(jìn)行保護(hù)，所以在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)的時(shí)，對(duì)上部已運(yùn)營(yíng)的隧道的影響比較小，有效的規(guī)避了盾構(gòu)機(jī)下穿既有地鐵隧道或是其它盾構(gòu)隧道所帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)，從工期、成本、安全各方面產(chǎn)生了良好的效益，特別是社會(huì)效益影響巨大。
[0018]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用在富水砂卵石地層中，解決了富水砂卵石地層中盾構(gòu)近距離下穿既有運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路的難題，避免了盾構(gòu)機(jī)直接通過(guò)富水砂卵石地層下穿既有運(yùn)營(yíng)線(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，減少了因富水砂卵石地層出土量難以控制而引起運(yùn)營(yíng)線(xiàn)沉降變形過(guò)大，導(dǎo)致列車(chē)脫軌等災(zāi)難性后果的發(fā)生。同時(shí)也減少了施工場(chǎng)地的占用時(shí)間、注漿材料、施工砼導(dǎo)臺(tái)、盾構(gòu)機(jī)前方大量填土提供反力、二次始發(fā)等一系列工序，縮短了盾構(gòu)機(jī)下穿既有線(xiàn)的時(shí)間。同時(shí)，盾構(gòu)機(jī)可在暗挖隧道內(nèi)進(jìn)行換刀作業(yè)，節(jié)約了換刀時(shí)間，并最大程度的減小了換刀作業(yè)施工過(guò)程中的人員安全風(fēng)險(xiǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型中圓形暗挖隧道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型中圓形暗挖隧道的縱向剖面圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的施工流程圖；
[0023]圖5是實(shí)施例中盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入暗挖隧道的示意圖；
[0024]圖6、圖7是實(shí)施例中端頭加固結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:1 一圓形暗挖隧道，2—鋼筋混凝土支撐層，3—素混凝土切割層，4一密封端墻，5一豎井，6—橫向通道，7一已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道，8一盾構(gòu)機(jī)，9一盾構(gòu)刀盤(pán)，10一管片，11 一切削的渣土，12—注漿管。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的說(shuō)明書(shū)。如圖1中所示，一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，包括暗挖豎井5、從暗挖豎井5底部開(kāi)挖形成的橫向通道6和通過(guò)橫向通道6向已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道7下方挖掘并穿過(guò)已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的圓形暗挖隧道1，可以避免在暗挖隧道內(nèi)砌筑施工混凝土導(dǎo)臺(tái)。本實(shí)用新型的特征在于:如圖2、圖
3所示，在圓形暗挖隧道I的內(nèi)表面砌筑有鋼筋混凝土支撐層2，在鋼筋混凝土支撐層2的內(nèi)表面砌筑有素混凝土切割層3，鋼筋混凝土支撐層2和素混凝土切割層3是一次澆筑而成，并將圓形暗挖隧道的內(nèi)表面完全覆蓋，其中鋼筋混凝土支撐層2和素混凝土切割層3的厚度均為300-500mm?？梢员ＷC在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中外圍形成有效的支護(hù)體系，保護(hù)上部既有盾構(gòu)隧道的安全，內(nèi)側(cè)300-500mm的素混凝土可以保證盾構(gòu)機(jī)在通過(guò)既有線(xiàn)時(shí)刀盤(pán)能夠正常的切削，并提供反力。所述圓形暗挖隧道I在砌筑鋼筋混凝土支撐層2和素混凝土切割層3之后的內(nèi)腔直徑比盾構(gòu)開(kāi)挖直徑小280mm，以確保在盾構(gòu)過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)只能切割素混凝土切割層3。
[0027]如圖2所示，在圓形暗挖隧道I的兩端分別砌筑有厚度為0.8-1.5m的玻璃纖維筋混凝土密封端墻4，所述密封端墻4是采用玻璃纖維筋代替鋼筋與混凝土通過(guò)立模澆筑而成，其最佳厚度為0.8-1.0m，所述玻璃纖維筋復(fù)合以下要求抗拉強(qiáng)度> 500Mpa，彈性模量E彡40Gpa，剪切強(qiáng)度SllOMpa，極限應(yīng)變>2%。既可以保證密封端墻的支撐效果，又可以保證盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時(shí)刀盤(pán)可以直接切削破除墻體，可以有效地規(guī)避傳統(tǒng)人工破除洞門(mén)施工方法的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]實(shí)施例:成都地鐵4號(hào)線(xiàn)5標(biāo)中醫(yī)學(xué)院站?長(zhǎng)順街站盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)為下穿地鐵2號(hào)線(xiàn)盾構(gòu)隧道，該段地鐵4號(hào)線(xiàn)曲線(xiàn)半徑為350m，設(shè)計(jì)坡度為28%。下坡，隧道埋深為17m?21m米，盾構(gòu)隧道主要穿越〈3-8-4〉密實(shí)砂卵石層，該砂卵石層以亞圓形為主，少量圓形，分選性差，卵石含量50?75%，粒徑以20?80mm為主，部分粒徑大于100mm，充填物為中砂，局部夾漂石，卵石層含水量豐富，地鐵4號(hào)線(xiàn)與地鐵2號(hào)線(xiàn)上行和下行線(xiàn)隧道間凈距分別為
2.6m和3.9m，地鐵2號(hào)線(xiàn)在4號(hào)線(xiàn)之前施工，并會(huì)提前投入運(yùn)營(yíng)。申請(qǐng)單位在地鐵二號(hào)線(xiàn)下方采用本實(shí)用新型所述的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)盾構(gòu)機(jī)切割素混凝土過(guò)暗挖隧道的技術(shù)穿過(guò)地鐵2號(hào)線(xiàn)，最終該項(xiàng)目盾構(gòu)機(jī)安全、快速的通過(guò)暗挖隧道下穿既有地鐵2號(hào)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)隧道，保證了 2號(hào)線(xiàn)的正常運(yùn)營(yíng)和4號(hào)線(xiàn)的工期。其施工流程如圖4所示，具體的操作方法如下:
[0030]1.施工前的準(zhǔn)備:確定下穿既有盾構(gòu)隧道段的范圍和暗挖隧道豎井的位置，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況滿(mǎn)足以下條件:暗挖隧道段的范圍應(yīng)比需進(jìn)行保護(hù)的既有線(xiàn)范圍大10m，暗挖隧道的施工場(chǎng)地應(yīng)能滿(mǎn)足施工的需要；管片背后的填充漿液經(jīng)試驗(yàn)滿(mǎn)足以下條件:凝結(jié)時(shí)間在3?4小時(shí)，固結(jié)收縮率小于5%，漿液的稠度8?12cm，固結(jié)體強(qiáng)度不小于IMpa。
[0031]2.暗挖隧道的開(kāi)挖，首先在步驟I中確定好的暗挖豎井的位置施工暗挖豎井，暗挖豎井的深度與下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道段的暗挖隧道的深度相同，并從暗挖豎井向已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道下方開(kāi)挖橫向通道，并開(kāi)挖暗挖隧道；
[0032]3.暗挖隧道挖好且初期支護(hù)完成之后，打設(shè)注漿孔對(duì)暗挖隧道拱頂120度范圍進(jìn)行注漿加固隧道間的夾層土體，加固完成后進(jìn)行暗挖隧道的內(nèi)表面通過(guò)立模一次澆筑形成300mm的鋼筋混凝土支撐層和300_的厚素混凝土切割層；
[0033]4.在暗挖隧道二次砌筑完成之后，在其兩端面分別施工端墻，端墻采用玻璃纖維筋代替鋼筋和混凝土澆筑形成，其厚1000mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C25 ；
[0034]5.在暗挖隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)和兩端的封堵墻施工完成后，清理完隧道內(nèi)的雜物，進(jìn)行隧道斷面的測(cè)量并與設(shè)計(jì)線(xiàn)路進(jìn)行復(fù)核，線(xiàn)路復(fù)核完成后封閉暗挖隧道的橫通道和對(duì)豎井回填；
[0035]6.盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)進(jìn)入暗挖隧道后開(kāi)始磨封堵端墻，然后進(jìn)入暗挖隧道，開(kāi)始邊掘進(jìn)邊切割暗挖隧道周邊的140_素混凝土，在掘進(jìn)過(guò)程中刀盤(pán)轉(zhuǎn)速不能過(guò)快，保持在1.4?
1.5r/min,掘進(jìn)速度控制在20mm/min?30mm/min以?xún)?nèi)；由于盾構(gòu)機(jī)在暗挖隧道內(nèi)掘進(jìn),前方掌子面無(wú)土壓，盾構(gòu)掘進(jìn)的反力主要靠暗挖隧道周圈的140_厚的素混凝土，所以推力會(huì)比在常規(guī)土層中掘進(jìn)的推力小，推力為550t左右，為了保證盾構(gòu)機(jī)能夠提供足夠的反力壓緊管片的止水條，保證盾構(gòu)隧道的防水效果，可采取鎖定后配套臺(tái)車(chē)的行走輪，通過(guò)行走輪與軌道間的摩擦力來(lái)提高盾構(gòu)掘進(jìn)的推力，推力可達(dá)到600?700t，可保證管片間的防水效果；
[0036]7.盾構(gòu)機(jī)按敞開(kāi)模式掘進(jìn)，邊掘進(jìn)、邊注漿回填管片背后空隙、邊拼裝管片，刀盤(pán)切削的混凝土留在土倉(cāng)內(nèi)，螺旋機(jī)暫不出渣，增加一部分推力，待根據(jù)1# 土壓傳感器的土壓力達(dá)到1.5bar后可緩慢出部分渣土，保證正常掘進(jìn)；
[0037]8.盾構(gòu)機(jī)完成暗挖隧道的掘進(jìn)，待盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)離端墻I?2m時(shí)，用螺旋機(jī)出空土倉(cāng)內(nèi)的渣土和積水，按照開(kāi)倉(cāng)程序開(kāi)倉(cāng)檢查邊滾刀的磨損情況，需要更換的進(jìn)行換刀，檢查和換刀后刀盤(pán)開(kāi)始切削始發(fā)端的玻璃纖維筋混凝土墻，并進(jìn)入正常土層段的掘進(jìn)模式。
[0038]在實(shí)施例的盾構(gòu)過(guò)程中需要同步注漿，同步注漿是在盾構(gòu)切割素混凝土通過(guò)暗挖隧道時(shí)及時(shí)填充管片背后建筑空隙的一種注漿方法，由于盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)切割的為素混凝土二次襯砌結(jié)構(gòu)，所以對(duì)漿液的配備和注漿的方法與在一般地層中掘進(jìn)不太一樣。在此類(lèi)條件下的同步注漿漿液應(yīng)具有注漿后體積收縮小，初期強(qiáng)度高，凝結(jié)速度快，稠度大的特點(diǎn)，才能保證管片在脫出盾尾后，漿液能夠及時(shí)地穩(wěn)定管片，防止管片的上浮和錯(cuò)臺(tái)，因此漿液的配合比較關(guān)鍵，既要保證同步注漿的漿液有足夠的凝結(jié)時(shí)間，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中不發(fā)生漿液凝固，又要保證漿液注入后能夠快速地凝固支撐管片，填充間隙。其同步注漿材料配備如下表
[0039]同步注漿材料配比表
[0040]
水泥(kg) 粉煤灰(kg)膨潤(rùn)土(kg)砂(kg) 水(kg)
26032060600400
[0041]該衆(zhòng)液的膠凝時(shí)間為3h?6h,固結(jié)體強(qiáng)度:ld不小于0.2Mpa,7天不小于2.7Mpa。漿液固結(jié)收縮率小于5%，漿液稠度:8?12cm，漿液穩(wěn)定性:傾析率小于5%。
[0042]在盾構(gòu)掘進(jìn)后產(chǎn)生的空腔填充中，同步注漿是最及時(shí)和有效的。但在大坡度的暗挖隧道中，管片與圍巖間的體積為定值，因同步注漿的膠凝時(shí)間較長(zhǎng)，且該段暗挖隧道為下坡，造成漿液會(huì)存在流失現(xiàn)象。且管片上部的空隙無(wú)法采用同步注漿漿液全部填充飽滿(mǎn)，管片上方極易形成通道和空腔的形成。因此，必須采用二次補(bǔ)注漿對(duì)管片背后的空腔及時(shí)進(jìn)行填充。
[0043]二次注漿采用雙液漿，雙液漿采用水玻璃和水泥漿配置而成，配比為1:1，注漿漿液濃度:水泥漿水灰比為0.8:1。水玻璃的波美度為25-30，雙液漿凝結(jié)時(shí)間為30s，達(dá)到在注點(diǎn)附近就可凝固的效果，同時(shí)嚴(yán)格控制壓力，不超過(guò)0.3Mpa。
[0044]在上述實(shí)施例中，對(duì)于盾構(gòu)掘進(jìn)控制如下:
[0045]a.盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)、出暗挖隧道端墻前，提前在端墻附近打設(shè)足夠的降水井，保證地下水位降低到洞門(mén)底部以下0.5m?lm，地下水位降低后，無(wú)水的砂卵石形成的骨架，具有很強(qiáng)的支撐力和很高的強(qiáng)度，可確保在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)、出暗挖隧道時(shí)，上部土體的穩(wěn)定。
[0046]b.盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)、出暗挖隧道端墻前，對(duì)端頭應(yīng)進(jìn)行注漿加固，加固的方法如圖6、圖7所示，采用袖閥管注漿加固，袖閥管在暗挖隧道端頭按1.5m?2m的間距梅花形布置，注漿孔深度按打入距隧道頂I?1.5m控制。在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)封堵墻之前，先進(jìn)行單液漿預(yù)注漿加固，注漿壓力控制在0.5?0.6Mpa，預(yù)注漿加固完成后應(yīng)對(duì)注漿管采用清水進(jìn)行沖洗，作為后期盾構(gòu)機(jī)通過(guò)端頭后的跟蹤注漿管，進(jìn)行雙液補(bǔ)注漿。
[0047]C.盾構(gòu)機(jī)在暗挖隧道內(nèi)的掘進(jìn)與在硬巖中掘進(jìn)有類(lèi)似的地方，由于漿液凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，如果掘進(jìn)速度過(guò)快，大量的管片脫出盾尾后漿液沒(méi)有凝固，而無(wú)法形成強(qiáng)有力的支撐體系，會(huì)導(dǎo)致管片的上浮和管片的錯(cuò)臺(tái)。因此，在盾構(gòu)機(jī)切割素混凝土過(guò)暗挖隧道時(shí)每班的掘進(jìn)進(jìn)度控制在2?3環(huán)，以進(jìn)行同步注漿和二次注漿工作為主，控制管片上浮和管片的錯(cuò)臺(tái)。
[0048]在上述實(shí)施例中，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入暗挖隧道后，由于暗挖隧道的二襯結(jié)構(gòu)均已經(jīng)施工完成，在降水井停抽后，暗挖隧道內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)大量的滲漏，暗挖隧道內(nèi)局部少量的積水對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)在切削素混凝土?xí)r有冷卻的作用，對(duì)刀具起到保護(hù)的作用，但是盾構(gòu)機(jī)滾刀長(zhǎng)距離切削35?40Mpa的素混凝土，對(duì)邊滾刀還是存在一定的磨損，因此在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常開(kāi)倉(cāng)檢查邊滾刀的磨損量，由于暗挖隧道為350m的曲線(xiàn)隧道，磨損量在超過(guò)5mm后就必須更換邊滾刀。以此來(lái)保證盾構(gòu)機(jī)的開(kāi)挖斷面，防止盾構(gòu)機(jī)由于開(kāi)挖斷面不足而卡在暗挖隧道的二襯混凝土內(nèi)，而無(wú)法正常掘進(jìn)。由于暗挖隧道內(nèi)有強(qiáng)力的支護(hù)體系，所以開(kāi)倉(cāng)換刀很容易，且更換的刀具主要是邊緣滾刀。
[0049]成都地鐵4號(hào)線(xiàn)5標(biāo)盾構(gòu)機(jī)下穿既有運(yùn)營(yíng)2號(hào)線(xiàn)隧道采用先施工圓形的暗挖隧道對(duì)既有2號(hào)線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)，然后盾構(gòu)機(jī)切割暗挖隧道內(nèi)的二襯素混凝土拼裝管片通過(guò)暗挖隧道，下穿既有地鐵2號(hào)線(xiàn)的方式，有效的規(guī)避了盾構(gòu)機(jī)下穿既有地鐵2號(hào)線(xiàn)所帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)，妥善解決了在成都富水砂卵石地層中盾構(gòu)近距離下穿既有運(yùn)營(yíng)線(xiàn)難題，避免了盾構(gòu)機(jī)直接通過(guò)富水砂卵石地層下穿既有運(yùn)營(yíng)線(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，減少了因富水砂卵石地層出土量難以控制而引起運(yùn)營(yíng)線(xiàn)沉降變形過(guò)大，導(dǎo)致列車(chē)脫軌等災(zāi)難性后果的發(fā)生。同時(shí)也減少了施工場(chǎng)地的占用時(shí)間、注漿材料、施工砼導(dǎo)臺(tái)、盾構(gòu)機(jī)前方大量填土提供反力、二次始發(fā)等一系列工序，由于考慮超前縮短了盾構(gòu)施工工期。同時(shí)，盾構(gòu)機(jī)可在暗挖隧道內(nèi)進(jìn)行換刀作業(yè)，并最大程度的減小了帶壓或常壓換刀作業(yè)時(shí)，施工人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，包括暗挖豎井(5)、從暗挖豎井(5)底部開(kāi)挖形成的橫向通道(6)和通過(guò)橫向通道(6)向已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道(7)下方挖掘并穿過(guò)已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的圓形暗挖隧道(I)，其特征在于:在圓形暗挖隧道(I)的內(nèi)表面砌筑有鋼筋混凝土支撐層(2)，在鋼筋混凝土支撐層(2)的內(nèi)表面砌筑有素混凝土切割層(3)，在圓形暗挖隧道(I)的兩端分別砌筑有厚度為0.8-1.5m的玻璃纖維筋混凝土密封端墻⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鋼筋混凝土支撐層(2)和素混凝土切割層(3)是一次澆筑而成，并將圓形暗挖隧道的內(nèi)表面完全覆蓋，其中鋼筋混凝土支撐層(2)和素混凝土切割層(3)的厚度均為 300-500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓形暗挖隧道兩端的密封端墻(4)均采用玻璃纖維筋代替鋼筋與混凝土通過(guò)立模燒筑而成，其厚度為0.8-1.0m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓形暗挖隧道(I)在砌筑鋼筋混凝土支撐層(2)和素混凝土切割層(3)之后的內(nèi)腔直徑比盾構(gòu)開(kāi)挖直徑小280mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下穿已運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道的暗挖隧道結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述玻璃纖維筋混凝土密封端墻(4)中的玻璃纖維筋抗拉強(qiáng)度> 500Mpa,彈性模量E彡40Gpa，剪切強(qiáng)度彡IlOMpa,極限應(yīng)變彡2%。
【文檔編號(hào)】E21D11/10GK203961994SQ201420395164
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】楊冬, 李有道, 鐘海軍, 練才園, 譚松, 張坤, 周小潘, 楊梅 申請(qǐng)人:中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司, 中鐵十一局集團(tuán)有限公司