[發(fā)明專利]控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410090319.8
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103867208A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋戰(zhàn)平;袁馳宇;張丹鋒;王亮亮;曲建生;宋云財;戴文革;林吉興
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類生活節(jié)奏的日趨緊湊，人們對交通的日益增長的需求，地下工程的建設(shè)速度也隨之顯著加快，淺埋暗挖隧道工程、市政水利管道、城市地下過街人行道等工程的增加，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工安全提出了新的挑戰(zhàn)。下穿管線尤其是城市給水、排水等管線，這對于當(dāng)今城市的地下工程是一個莫大的考驗。如何控制地表及管線的變形成為了當(dāng)下的核心問題。地質(zhì)雷達是一種廣泛用于地質(zhì)探測的高頻電磁脈沖波技術(shù)，通過它可以連續(xù)測量方法進行信號采集，并通過增益調(diào)節(jié)、濾波處理等方法對采集的數(shù)據(jù)進行處理，從而探明隧道周邊的環(huán)境。洛陽鏟進行鉆孔勘探，通過對取出土體的含水量進行分析可以估計出距管線的位置及管線的滲漏情況，并實現(xiàn)引排效果。對于特級風(fēng)險源，洛陽鏟可以準(zhǔn)確方便的探究出其位置。超前深孔注漿技術(shù)是超前支護的主要形式，對于完成富水地層段的施工以及近距離多次穿越重要管線及建構(gòu)筑物的施工有卓越的效果，可以產(chǎn)生加固掌子面和固結(jié)止水，不僅可以改善前方土體的物理力學(xué)性質(zhì)，更可以控制預(yù)收斂變形。多次注漿在于消除結(jié)石率的影響，并消除由于土體觸變性而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性恢復(fù)，以致土體結(jié)構(gòu)徹底破壞，進而增大土體剛度，使得管線得到抬升。

現(xiàn)有技術(shù)中，探查階段往往僅限于使用地質(zhì)雷達作為超前預(yù)報手段。而對于下穿管線或過重點風(fēng)險源的地段僅僅使用超前深孔注漿。在實現(xiàn)本技術(shù)創(chuàng)新的過程中，技術(shù)創(chuàng)新人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：

現(xiàn)有技術(shù)中單一采用地質(zhì)雷達作為超前預(yù)報手段，無法對于開挖前方土體中的重要管線(重要風(fēng)險源)進行進一步的精準(zhǔn)定位。在超前深孔注漿過程中忽略了土體中的結(jié)石率和土體的觸變性。使注漿的充填效果大大減弱，并無法實現(xiàn)管線的抬升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法，該方法可以有效的消除隧道或地下工程施工過程中引起的變形。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法包括以下步驟：

1)探測地下管線的位置，然后通過洛陽鏟穿過隧道或地下工程的掌子面在正對地下管線的方向上鉆探測孔，并通過所述探測孔測量掌子面前方不同位置土壤的含水量，然后根據(jù)掌子面前方各位置土壤含水量的大小判斷是否存在滲漏水及滲漏水囊，當(dāng)撐子面前方任意一位置存在滲漏水或滲漏水囊時，則通過探測孔引排所述滲漏水及滲漏水囊；

2)探測地表的變形信息，然后通過探測孔對地下管線位置的土體進行超前深孔注漿，同時控制隧道及地下工程施工過程中產(chǎn)生的預(yù)收斂變形，并根據(jù)地表的變形信息通過掌子面對地下管線底部的土體進行注漿，使地下管線與變形地表抬升，從而實現(xiàn)消除隧道及地下工程施工過程中引起的變形。

步驟1)中檢測地下管線的位置的具體操作為：地質(zhì)雷達產(chǎn)生高頻短脈沖電磁波，并通過發(fā)射天線將所述高頻短脈沖電磁波定向發(fā)射至地下，當(dāng)高頻短脈沖電磁波在傳播過程中遇到存在電性差異的地層或地下管線時，則發(fā)生反射及透射，接收天線接收反射回來的反射波，再計算發(fā)射天線發(fā)射高頻短脈沖電磁波到接收天線接收到發(fā)射波之間的時間差，并根據(jù)所述時間差及反射波的波形得到地下管線的位置。

步驟2)中通過地質(zhì)雷達探測地表的變形信息。

步驟2)中根據(jù)地表的變形信息通過掌子面對地下管線底部的土體進行多階段及多次注漿。

所述洛陽鏟的直徑為90mm，刀頭長度為400mm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法在消除隧道及地下工程施工中產(chǎn)生的變形時，首先探測地下管線的位置，然后利用洛陽鏟進行鉆孔，檢測掌子面前方不同位置的土中含水的情況，并對產(chǎn)生的滲漏水及滲漏水囊進行引排，然后檢測地表的變形信息，再通過探測孔對地下管線位置的土體進行超前深孔注漿，并控制施工過程中產(chǎn)生的預(yù)收斂變形，最后對地下管線底部的土體進行注漿，抬起地下管線及變形地表，從而從根本上消除隧道及底線工程施工過程中引起的變形，消除地表和管線出現(xiàn)的有害變形，保證隧道和地下工程的正常施工，設(shè)計合理，易于施工。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，以下是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明所述的控制隧道及地下工程施工過程中地表、管線變形的方法包括以下步驟：