[實用新型]盾構進洞超長水平冰凍加固構造

有效

• 申請號: 200920077399.8
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN201460904U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 李耀良;鄭堅;鄭世興;陸慶;亢非
• 申請（專利權）人: 上海市基礎工程公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種盾構進洞位置加固，尤其是一種水平冰凍加固。

背景技術

上海軌道交通10號線某區間隧道工程，由兩臺全斷面切削式土壓平衡式三菱盾構機同向推進。上行線全長約990.0m，計825環；下行線全長約998.4m，計832環。砼管片寬度為1.2m。

盾構進洞位置地處虹口區主干道四平路上，交通繁重，車輛眾多。進洞區域西側為一棟鋼筋砼結構高層商務樓，正常使用。進洞過程中地面交通不封閉，造成無條件降水。

進洞區域重要管線有1500mm上水管、1000mm污水管、800mm雨水管、700mm煤氣管、300mm煤氣管等該工程在盾構進洞洞口處，隧道斷面大部分為層砂質粉土。雖已完成高壓旋噴地基加固，但在此種砂性土中進行水泥系加固很難加固均勻，易發生水泥土“抱團”現象，形成滲水通道。在實際操作中，經取芯檢測，加固體強度達到設計要求，可開探孔后發現仍有流砂流水現象，對盾構進洞產生較大影響。同時本次進洞位于主干道四平路中央，進洞施工期間大量車輛正常通行。進洞周邊分布有大量重要管線，一旦發生險情，將造成巨大社會影響。

為保證盾構順利進洞及周邊交通、管線的安全，需要對盾構進洞位置進行超常規的入土10m水平冰凍加固。

發明內容

本實用新型是要解決盾構進洞位置進行超常規的入土10m水平冰凍加固的技術問題，而提供一種盾構進洞超長水平冰凍加固構造。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種盾構進洞超長水平冰凍加固構造，包括內、外圈冰凍加固體，其特點是：內、外圈冰凍加固體為洞口處凍結板塊厚1.8m，直徑8m，入土層10m；其上開有五十八個水平凍結孔和九個測溫孔，其中，外圈冰凍加固體上開有三十三個入土深度為10m的凍結孔，內圈冰凍加固體上開有三圈二十五個入土深度為1.8m的凍結孔，外圈冰凍加固體上的測溫孔進入土層10m，內圈冰凍加固體上進入土層1.8m；凍結孔內插有凍結管。

外圈冰凍加固體上的三十三個凍結孔中的凍結管為φ89×8mm的20#低碳無縫鋼管；內圈冰凍加固體上的二十五個凍結孔中的凍結管為φ108×8mm的20#低碳無縫鋼管。

凍結孔偏斜率：β≤1％。；在外圈冰凍加固體上的凍結孔的最大孔間距為1.1m，內圈冰凍加固體上的凍結孔的最大孔間距為1.2m。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型與常規盾構進出洞冰凍加固自地墻入土不超過6m相比，本次工程打破常規，將入土深度加長至10m，可以保證盾構靠近地墻后盾尾進入外圈加固體，此時注漿，可以大大增加洞圈的密封性，確保進洞安全。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構剖視圖；

圖2是圖1的左視圖。

具體實施方式

如圖1，2所示，本實用新型的盾構進洞超長水平冰凍加固構造，包括內、外圈冰凍加固體1，2。

內、外圈冰凍加固體1，2為洞口處凍結板塊厚1.8m，直徑8m，入土層10m；其上開有五十八個水平凍結孔和九個測溫孔，其中，外圈冰凍加固體1上開有三十三個入土深度為10m的凍結孔，內圈冰凍加固體2上開有三圈二十五個入土深度為1.8m的凍結孔，外圈冰凍加固體2上的測溫孔進入土層10m，內圈冰凍加固體上進入土層1.8m；凍結孔內插有凍結管3，4。

外圈冰凍加固體1上的三十三個凍結孔中的凍結管3為φ89×8mm的20#低碳無縫鋼管；內圈冰凍加固體2上的二十五個凍結孔中的凍結管4為φ108×8mm的20#低碳無縫鋼管。

(1)凍土墻厚度h的確定：

設凍土墻平均溫度為-10℃，凍土抗壓強度σ_壓＝3.6MPa，抗拉強度σ_拉＝1.8MPa，抗剪強度τ_剪＝1.6MPa。洞口采取板狀凍結方式加固。凍結加固體在盾構進洞破壁時，起到抵御水土壓力、防止土層塌落和泥水涌入工作井的作用。該進洞口凍結加固體，其承受的荷載、計算模型及凍結管布置的示意圖如圖1，2所示：

(1)計算水土壓力：

洞口的中心埋深為13.249m，當開洞直徑為6.7m時，開洞口的底緣深度為16.599m。

則按重液公式計算得到水土壓力為：

P＝0.013H＝0.216MPa

(2)定加固體為整體板塊而承受水土壓力，運用日本計算理論計算加固體的厚度：

計算得凍土墻厚度為1.80m。

表1運用日本計算理論的數據及結果