[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)的施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910040235.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101608551A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易覺(jué);方啟超;趙暉;蔡國(guó)賢;凌波;賴偉文;吳啟光;劉瑋;王家星;李飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東華隧建設(shè)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/00
• 分類號(hào): E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 江門(mén)嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李柏林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，特別是涉及一種隧道施工中的盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)的施工方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)施工法是一種使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開(kāi)挖面崩塌或保持開(kāi)挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧道的開(kāi)挖和襯砌作業(yè)的一種在暗挖隧道施工方法。

盾構(gòu)始發(fā)及到達(dá)技術(shù)是指在盾構(gòu)掘進(jìn)前對(duì)洞門(mén)端頭采取處理(加固軟弱地層及高地下水位地質(zhì)條件)、洞門(mén)鑿除、盾構(gòu)始發(fā)及接收基座的設(shè)計(jì)加工、定位安裝；支撐系統(tǒng)、洞門(mén)環(huán)的安設(shè)、盾構(gòu)機(jī)組裝與拆卸措施，從而保證盾構(gòu)施工能按照隧道設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行掘進(jìn)及到達(dá)的施工技術(shù)。

國(guó)內(nèi)目前使用的盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)施工方法比較多，對(duì)于軟弱地層中進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)使用最多的三種方法是：攪拌樁(旋噴樁)加固法、鋼板樁置換法、凍結(jié)法洞門(mén)加固法。

(1)攪拌樁(旋噴樁)加固法

攪拌樁(旋噴樁)加固法是指采用水泥攪拌樁或旋噴樁對(duì)洞門(mén)地基進(jìn)行加固的方法，加固范圍主要是盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)和到達(dá)端頭位置，超出盾構(gòu)機(jī)的長(zhǎng)度及寬度范圍。這種加固方法在現(xiàn)有的盾構(gòu)始發(fā)的洞門(mén)加固方法中是使用最多的方法，相比于其他傳統(tǒng)加固法，施工工藝簡(jiǎn)單，相對(duì)經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。

然而這種加固方法仍然存在加固量大，工期較長(zhǎng)、對(duì)部分特殊地質(zhì)條件的適應(yīng)性較差、旋噴樁的高旋噴壓力可能會(huì)使始發(fā)井結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形或?qū)χ苓吔ㄖ锛肮芫€產(chǎn)生影響等缺點(diǎn)，并且施工需要較大的施工場(chǎng)地。另外，如果盾構(gòu)隧道埋深較深或在富水砂層中時(shí)，此種工法的加固效果難以保證，從而無(wú)法確保完全規(guī)避盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)的風(fēng)險(xiǎn)。

此工法適用于大多數(shù)的盾構(gòu)始發(fā)及到達(dá)加固工法。

(2)凍結(jié)法

凍結(jié)法是將自然狀態(tài)下的不均勻地基通過(guò)機(jī)械凍結(jié)變成具有均勻力學(xué)性質(zhì)的材料，以改良地基。在預(yù)施工凍結(jié)區(qū)域內(nèi)，以60cm～100cm的間距埋設(shè)冷凍管，通過(guò)凍結(jié)裝置使冷卻的鹽水(氯化鈣水溶液)在冷凍管內(nèi)循環(huán)，使地基凍結(jié)固化。

凍結(jié)法洞門(mén)加固主要優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)過(guò)凍結(jié)地基形成的凍土墻通過(guò)溫控，可以確保長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且凍土墻均勻性好，強(qiáng)度高，可以有效解決采用攪拌樁、注漿、旋噴等方法加固的土體不均勻而且局部薄弱帶不能封堵壓力泥水的弱點(diǎn)，適合在具有流砂層的地質(zhì)條件下使用。

其主要存在問(wèn)題是：

①采用冷凍法進(jìn)行地層加固時(shí)其凍結(jié)期一般需要40d～60d，工期要求較長(zhǎng)，并且機(jī)械凍結(jié)需要使用大量的電能，從而使大大的增加了施工成本。

②凍結(jié)法施工引起的土層凍脹對(duì)周圍環(huán)境的影響較大。多數(shù)土層結(jié)冰時(shí)均要產(chǎn)生凍脹，凍脹量的大小與土層力學(xué)特性、約束條件、約束速度、土層含水量及水分遷移的多少有關(guān)，水變冰的體積膨脹量約為9％，而土體膨脹量一般約為3％～4％，影響的范圍還會(huì)波及到非凍土區(qū)1m～1.5m，故可能引起地面的隆起周圍管線的破壞。其次，始發(fā)結(jié)束后，由于凍結(jié)區(qū)域冰塊的融化和凍結(jié)管拔出后的空隙會(huì)引起土層的融沉，導(dǎo)致地表的沉降。

此工法適用于大多數(shù)的盾構(gòu)始發(fā)及到達(dá)加固工法。

(3)鋼板樁置換法

鋼板樁置換法是指在洞門(mén)圈范圍內(nèi)設(shè)置封門(mén)，在洞門(mén)圈外側(cè)設(shè)置鋼板樁，鋼板樁緊密排列并與井壁密貼。盾構(gòu)始發(fā)前在洞門(mén)圈內(nèi)側(cè)安裝好止水系統(tǒng)，待準(zhǔn)備工作完成后，將洞圈內(nèi)封門(mén)拆除，盾構(gòu)頂入洞圈內(nèi)。盾構(gòu)機(jī)切口距離鋼板樁約200時(shí)停止盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)整好止水裝置及利用惰性漿液將洞圈內(nèi)空隙填滿后拔除鋼板樁。

鋼板樁置換法進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程中，鋼板樁起到擋土、止水的作用，由于拔除鋼板樁前盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)進(jìn)入洞圈內(nèi)，并利用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，避免了主體的直接暴露，防止了土體的坍塌。但是采用鋼板置換法也有一定的局限性，例如在進(jìn)行鋼板樁的拔出時(shí)占用的工期較長(zhǎng)、場(chǎng)地要求高、并且對(duì)土體的擾動(dòng)較大、不宜在周圍建筑物較近的情況下使用、盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)后易發(fā)生“磕頭”現(xiàn)象等等問(wèn)題。

此工法適用于大多數(shù)的盾構(gòu)始發(fā)工法，盾構(gòu)到達(dá)接收尚未采用此種工法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種安全、經(jīng)濟(jì)、高效、簡(jiǎn)潔的盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)方式，將盾構(gòu)始發(fā)及到達(dá)過(guò)程中的不可控因素(風(fēng)險(xiǎn)源)轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽匾蛩兀蟠蠼档土耸┕み^(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，為較好地控制地面沉降提供了有效保障的盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)的施工方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種盾構(gòu)機(jī)密閉始發(fā)及到達(dá)的施工方法，其方法步驟如下：

(1)：緊貼連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)做素混凝土連續(xù)墻；

(2)：在洞門(mén)上打斜向周邊觀察孔，觀察土體穩(wěn)定和滲漏情況；

(3)：分段鑿除洞門(mén)上的混凝土和鋼筋，同時(shí)用素混凝土置換原連續(xù)墻；