[發明專利]盾構機空推過礦山法隧道時控制管片上浮的方法

有效

• 申請號: 201110333942.8
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102352757A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 徐飛;胡軍;董澤龍;張振光;王鐵;王黃偉;王帥;施利兵;關偉
• 申請（專利權）人: 上海市第一市政工程有限公司
• 主分類號: E21D11/04
• 分類號: E21D11/04;E21D11/10
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 高為華

技術領域

本發明涉及地下掘進領域，具體涉及一種盾構機空推過礦山法隧道時控制管片上浮的方法。

背景技術

隨著城市地下空間開發利用程度的不斷提高，盾構機在施工過程中遇到了各種各樣的復雜地段，如軟硬互層段、有孤石地段和微風化高硬度巖石段，或遇到建筑物樁基等障礙物，此時單純依靠盾構較難施工。對于長度超過100m、巖石單軸抗壓強度超過80MPa的地層，在國內、外均沒有純盾構法施工成功案例的報道。一條區間隧道，如果中間深埋段遇到堅硬的未風化或微風化巖層，兩端淺埋段為強風化的圍巖或沉積土層，采用“礦山法+盾構法”復合工法可結合兩工法各自的優點，具有很好的技術、經濟和社會效益。“礦山法+盾構法”復合工法施工方法是先在區間隧道中部施作一個工作豎井，在上述里程范圍內用礦山法施工初襯隧道，然后再穿越已有礦山法隧道進行盾構法施工。

礦山法隧道施工完成后，盾構機過境采用空推工況下進行管片拼裝，礦山法隧道超挖量過大，管片周邊填充不飽滿，管片受到的約束力不足，地下水位上升后，管片的自重(21T)遠小于管片所排開地下水所形成的浮力(42T)，由于采取的施工措施不及時導致管片受到注漿漿液和礦山法隧道內的水的作用會導致管片上浮，這個問題是盾構空推過礦山法隧道面臨的一個非常嚴竣的問題，也是多年的一個難題，處理不好會導致礦山法隧道超限、管片錯臺、漏水，嚴重的可能導致由于隧道嚴重超限導致隧道報廢。

現有技術中控制管片上浮的措施主要有以下幾種方法：

在施工過程中，管片背襯注漿采取從管片上部注漿，大約1～2點、10～11點位置，注漿壓力控制在0.3MPa，注漿盡量保證管片從兩側同步注漿，避免因注漿對管片產生偏壓，造成管片移位；盾構機掘進軸線補償，根據不同的地質條件，調低掘進軸線20～50mm；隧道上部注漿，下部引水；施工中改善壁后注漿的配合比，縮短初凝時間。

但是，上述控制措施存在以下不足之處：

1)當注漿漿液無法及時凝固，施工過程中又無實時監測時，如管片上浮則無法及時采取措施控制管片上浮；

2)管片上浮時不設置限位無法限制其上浮量，管片上浮時無法限制其上浮量，管片直到碰到礦山法隧道頂部才能穩定；

3)注漿過程中不放水會導致管片與礦山法隧道間隙內水無法及時排出，導致水位上升，管片浮力增大，導致管片上浮，對管片受力也不利；

4)掘進軸線補償措施無用，管片上浮時，管片碰到礦山法隧道頂部才能穩定，這個上浮量是一個固定值；

5)措施單一，管片上浮很難控制。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種盾構空推過礦山法隧道時控制管片上浮的方法以有效地控制管片上浮。

為達到該目的，本發明盾構機空推過礦山法隧道時控制管片上浮的方法，包括如下的步驟：

1)在所述礦山法隧道的頂部間隔地設置一個或多個限位物，以限制所述管片的上浮量；

2)在所述礦山法隧道內間隔地設置集水井，在所述盾構機的機頭到達之前進行抽水，以減少所述礦山法隧道內的水量；

3)當所述管片脫出所述盾構機的盾尾后，間隔地在所述管片的腰部及底部的注漿孔處開口放水，以降低管片背后水位；

4)當所述管片脫出所述盾構機的車架后，進行二次補充注漿；

5)在注漿過程中實時監測所述管片的穩定性，如所述管片出現上浮現象，則立刻采取控制措施。

當所述管片出現上浮現象時立即停止注漿而采取多點放水的方式放水，待水位下降、所述管片穩定后再次注漿。其中：采用對稱、分層、多次、自下而上的注漿方式對所述車架后的所述管片進行注漿作業

在所述步驟1)中，優選在所述礦山法隧道的頂部每間隔5-10米設置所述限位物，且所述限位物與所述盾構機的盾殼之間的垂直距離為3-6厘米。

更優選，所述限位物為用鋼筋籠的樣式固定在所述礦山法隧道的頂部的長條木方。如可在所述礦山法隧道頂部45°的范圍內設置1排以上的限位物，以便可以控制管片的上浮量。

在本發明的方法的具體實施時，通過對礦山法成形的隧道進行斷面測量，根據測量結果，設置限位物。

步驟2)中較佳地是在所述隧道內每隔100m設置所述的集水井。

步驟3)中較佳地是當所述管片脫出所述盾尾后，每隔2-3環所述管片在所述管片的腰部及底部的所述注漿孔處開口放水。

在所述步驟5)中，當監測到所述管片出現上浮現象時，立即停止注漿而采取多點放水的方式放水，待水位下降、所述管片穩定后再次注漿。