本發(fā)明屬于盾構(gòu)隧道技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代化城市建筑及交通公共設(shè)施的發(fā)展，城市的土地資源日趨緊張，市內(nèi)地面運(yùn)輸已經(jīng)不能滿足交通要求。為了節(jié)約城市土地資源，緩解城市公共交通壓力，拓展城市的地下空間勢(shì)在必行，修建地鐵、城市地下公路隧道等地下交通設(shè)施具有十分重要的意義。盾構(gòu)隧道施工法是指使用盾構(gòu)機(jī)，一邊控制開挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，并在機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實(shí)施壁后注漿，不擾動(dòng)圍巖而修筑隧道的方法，它是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法。

在我國(guó)華南地區(qū)盾構(gòu)隧道施工的過程中，常常存在全風(fēng)化地層，在全風(fēng)化地層中通常含有大量的孤石，孤石具有質(zhì)地堅(jiān)硬、巖心完整、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，有些孤石存在于盾構(gòu)隧道中，有些孤石有些存在盾構(gòu)隧道上方，影響隧道的開挖進(jìn)度。存在于盾構(gòu)隧道中的孤石群能夠在隧道開挖過程中處理；存在于盾構(gòu)隧道上方的孤石群在隧道開挖過程中不易處理，當(dāng)開挖隧道上方的土層結(jié)構(gòu)松散時(shí)，孤石群容易產(chǎn)生下陷或下沉現(xiàn)象，阻礙盾構(gòu)隧道的順利施工。因此，有必要研究出一種新型施工方法，解決盾構(gòu)隧道上方孤石群下陷或下沉問題，使盾構(gòu)順利通過隧道上方的孤石群，保障盾構(gòu)隧道的順利施工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題，提供了一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，解決了盾構(gòu)隧道上方孤石群下陷或下沉問題，使盾構(gòu)順利通過隧道上方的孤石群，保障盾構(gòu)隧道的順利施工。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線上方施作超前管棚孔；

（2）采用速凝高壓混凝土向所述超前管棚孔內(nèi)旋噴注漿，直到所述超前管棚孔流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟所述（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各30°～90°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成60°～180°范圍的混凝土管棚，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

所述步驟（1）中，所述超前管棚孔的外插角不侵入隧道開挖輪廓線。

所述步驟（1）中，所述超前管棚孔的孔深≤10m。

所述步驟（1）中，所述超前管棚孔的較優(yōu)孔深為5～10m，以超過孤石前方位置1～2m為佳。

所述步驟（1）中，所述超前管棚孔的直徑為80～120mm。

所述步驟（1）中，所述超前管棚孔孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔的孔心間距為0.5m。

所述步驟（1）中，超前管棚孔的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。

所述步驟（3）中，隧道中心兩側(cè)各60°為較優(yōu)范圍。

所述步驟（4）中，混凝土管棚在隧道上方形成以中心成120°為較優(yōu)范圍。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明針對(duì)盾構(gòu)隧道上方孤石群，通過超前注漿形成一個(gè)管棚，解決了盾構(gòu)隧道上方土體內(nèi)孤石群下陷或下沉問題，使盾構(gòu)順利通過隧道上方的孤石群，保障盾構(gòu)隧道的順利施工；

2、本發(fā)明中的混凝土管棚形成支護(hù)結(jié)構(gòu)，先行施工的管棚以掌子面前方疏松地層支撐和孤石群隔離為支撐，形成環(huán)繞隧洞輪廓上部的殼狀結(jié)構(gòu)，有效抑制地層松動(dòng)和垮塌；

3、超前管棚孔孔心的連線呈拱形，混凝土管棚形成拱形支護(hù)，承受力度大，支撐強(qiáng)度高；

4、產(chǎn)生了加固底層效應(yīng)：注漿漿液經(jīng)超前管棚孔壓入地層和裂隙中，使松散地層或巖體膠結(jié)、固結(jié)，從而改善了地層的物理力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了地層的自承受能力，達(dá)到了加固管棚周邊地層的目的；

5、確保施工安全：管棚支護(hù)剛度較大，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)疏松的土層和孤石垮塌落在管棚上，起到緩沖和隔離作用，防止了掘進(jìn)過程中孤石擠壓盾構(gòu)、卡盾甚至損壞刀盤，也大大降低了擾動(dòng)范圍和地表塌陷。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中超前管棚孔的施工示意圖。

圖3為本發(fā)明中管棚的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖中，1-孤石，2-水面，3-管棚，4-盾構(gòu)機(jī)，5-管片，6-隧道開挖輪廓線，7-超前管棚孔，8-管棚。

實(shí)施例1

如圖1-3所示，一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線6上方施作超前管棚孔7，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6，超前管棚孔7的孔深≤10m并且超過孤石1前方位置1m，超前管棚孔7的直徑為80mm，超前管棚孔7孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔7的孔心間距為0.5m，超前管棚孔7的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行；

（2）采用速凝高壓混凝土向超前管棚孔7內(nèi)旋噴注漿，直到超前管棚孔7流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各30°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成60°范圍的混凝土管棚8，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

其中，步驟（1）中，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6越小越好。

實(shí)施例2

如圖1-3所示，一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線6上方施作超前管棚孔7，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6，超前管棚孔7的孔深為5m并且超過孤石1前方位置1.2m，超前管棚孔7的直徑為90mm，超前管棚孔7孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔7的孔心間距為0.5m，超前管棚孔7的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行；

（2）采用速凝高壓混凝土向超前管棚孔7內(nèi)旋噴注漿，直到超前管棚孔流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各60°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成120°范圍的混凝土管棚8，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

其中，步驟（1）中，超前管棚孔的外插角不侵入隧道開挖輪廓線越小越好。

實(shí)施例3

如圖1-3所示，一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線6上方施作超前管棚孔7，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6，超前管棚孔7的孔深為10m并且超過孤石1前方位置1.5m，超前管棚孔7的直徑為100mm，超前管棚孔7孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔7的孔心間距為0.5m，超前管棚孔7的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行；

（2）采用速凝高壓混凝土向超前管棚孔7內(nèi)旋噴注漿，直到超前管棚孔7流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各60°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成120°范圍的混凝土管棚8，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

其中，步驟（1）中，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6越小越好。

實(shí)施例4

如圖1-3所示，一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線6上方施作超前管棚孔7，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6，超前管棚孔7的孔深為8m并且超過孤石1前方位置2m，超前管棚孔7的直徑為110mm，超前管棚孔7孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔7的孔心間距為0.5m，超前管棚孔7的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行；

（2）采用速凝高壓混凝土向超前管棚孔7內(nèi)旋噴注漿，直到超前管棚孔7流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各60°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成120°范圍的混凝土管棚8，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

其中，步驟（1）中，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6越小越好。

實(shí)施例5

如圖1-3所示，一種盾構(gòu)隧道上方超前管棚隔離孤石群的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）盾構(gòu)停機(jī)，通過刀盤開口沿著隧道開挖輪廓線6上方施作超前管棚孔7，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6，超前管棚孔7的孔深為10m并且超過孤石1前方位置2m，超前管棚孔7的直徑為120mm，超前管棚孔7孔心的連線呈拱形，相鄰的超前管棚孔7的孔心間距為0.5m，超前管棚孔7的鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行；

（2）采用速凝高壓混凝土向超前管棚孔7內(nèi)旋噴注漿，直到超前管棚孔7流漿后，停止壓漿；

（3）重復(fù)步驟（1）、（2）直到隧道中心兩側(cè)各90°范圍全部做完；

（4）在隧道上方形成以中心成180°范圍的混凝土管棚8，隔離上方孤石群；

（5）盾構(gòu)掘進(jìn)，安全通過上方孤石群的隧道段。

其中，步驟（1）中，超前管棚孔7的外插角不侵入隧道開挖輪廓線6越小越好。

本發(fā)明針對(duì)盾構(gòu)隧道上方孤石群，通過超前注漿形成一個(gè)管棚，解決了盾構(gòu)隧道上方土體內(nèi)孤石群下陷或下沉問題，使盾構(gòu)順利通過隧道上方的孤石群，保障盾構(gòu)隧道的順利施工；混凝土管棚形成支護(hù)結(jié)構(gòu)，先行施工的管棚以掌子面前方疏松地層支撐和孤石群隔離為支撐，形成環(huán)繞隧洞輪廓上部的殼狀結(jié)構(gòu)，有效抑制地層松動(dòng)和垮塌；超前管棚孔孔心的連線呈拱形，混凝土管棚形成拱形支護(hù)，承受力度大，支撐強(qiáng)度高；產(chǎn)生了加固底層效應(yīng)：注漿漿液經(jīng)超前管棚孔壓入地層和裂隙中，使松散地層或巖體膠結(jié)、固結(jié)，從而改善了地層的物理力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了地層的自承受能力，達(dá)到了加固管棚周邊地層的目的；確保施工安全：管棚支護(hù)剛度較大，盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)疏松的土層和孤石垮塌落在管棚上，起到緩沖和隔離作用，防止了掘進(jìn)過程中孤石擠壓盾構(gòu)、卡盾甚至損壞刀盤，也大大降低了擾動(dòng)范圍和地表塌陷。

以上對(duì)本發(fā)明的5個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。