[發明專利]穿越既有盾構隧道防隆起后退式深孔注漿系統及方法

有效

• 申請號: 201610407897.9
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN105909265B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 趙輝;王江華;王云龍;羅文江;王漢霆;李建
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 山西華炬律師事務所14106
• 代理人: 陳奇

技術領域

本發明涉及一種采用礦山法開挖地鐵隧道時對開挖隧道上方土體的進行后退式深孔注漿的系統和方法，特別涉及一種采用礦山法開挖地鐵隧道時開挖段的近距離上方設置有既有盾構隧道，在新隧道開挖時，對既有構筑物的沉降進行控制和補償的管幕施工沉降控制的后退式深孔注漿的系統和方法。

背景技術

在城市地鐵施工中，近距離下穿既有線路隧道的情況越來越多。當既有線路為盾構隧道時，由于盾構隧道的結構由柔性管片構成，各管片之間是采用高強螺栓連接的，當盾構隧道下方的土體受到擾動時，擾動范圍內的管片會產生超限的差異沉降，從而影響到既有盾構隧道的正常運營，因此控制沉降成為下穿既有線路的隧道施工中的重要課題。當在既有盾構隧道下方近距離施工新隧道時，若采用盾構法下穿，會使既有盾構隧道沉降超限，因此只能采用礦山法隧道施工。在開挖礦山法隧道前，需要對掌子面前方土體進行深孔注漿加固，注入雙液漿。注漿后隨著雙液漿的凝固被注漿加固的土體會產生向上隆起的效應。隆起的力向上傳遞到既有盾構隧道中，容易使隧道拼接管片發生隆起變形，超過變形控制指標。在現有技術中，礦山法近距離下穿既有盾構隧道時，一般采用全斷面深孔注漿方法。由于既有隧道與開挖隧道距離太近，在全斷面深孔注漿時，為了達到深孔注漿的效果，需要較大的注漿壓力，但較大的注漿壓力又會導致近距離處土體上拱嚴重，加重了既有盾構隧道管片的錯位變形，無法滿足既有隧道隆起控制指標的要求。若降低注漿壓力，可以起到控制隆起變形的目的，但壓力太低會減少漿液擴散半徑，達不到加固土體的效果。一般漿液擴散半徑可達到25厘米左右，所以常規的深孔注漿孔距為50厘米左右，以保證在較大的注漿壓力下，注漿孔之間土體得到充分地加固。當注漿壓力降低后，漿液擴散半徑會減小，50厘米的孔距無法保證土體得到充分加固的目的。現有管棚支撐工藝對管棚上方土體有一定的棚護作用，但管棚鋼管鉆進多采用帶水成孔作業工藝，由于水進入土體，更容易誘發沉降，若不帶水作業，大管徑鋼管直接頂進土體，又存在頂進困難。另外，管棚中相鄰鋼管間隙，也會誘導其上方的土體的沉降。

發明內容

本發明提供了一種穿越既有盾構隧道防隆起后退式深孔注漿系統及方法，解決了下穿既有構筑物時礦山法開挖段隧道的上方土體容易隆起的難題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

一種穿越既有盾構隧道防隆起后退式深孔注漿系統，包括既有盾構隧道，在既有盾構隧道的下方設置有預開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道，在預開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道的左端設置有已開挖的區間人防段隧道，在已開挖的區間人防段隧道中的預開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道的上導洞掌子面上密布有深孔注漿孔，相鄰的深孔注漿孔的間距為20-30厘米，在深孔注漿孔中設置有后退式深孔注漿機的鉆桿及注漿套管，后退式深孔注漿機的注漿壓力為1-1.5兆帕，后退式深孔注漿機中的注漿液為改性水玻璃。

在區間人防段隧道的上方端頭墻中設置有鎖扣管幕，鎖扣管幕設置在既有盾構隧道的正下方，在鎖扣管幕與已開挖的區間人防段隧道的直角后背墻之間設置有鋼管頂進設備，鋼管頂進設備中的螺旋鉆桿是設置在鎖扣管幕中的鎖扣管幕鋼管中的，螺旋鉆桿的端頭頂端與鎖扣管幕鋼管的右端口的外端面之間的距離為10厘米，在頂進設備的出土口下方設置有計量土斗，在相鄰的兩個鎖扣管幕鋼管之間設置有鎖扣，在鎖扣管幕鋼管的外側壁上固定焊接有袖閥管，在袖閥管的入漿口上連接有膨潤土漿液注漿機。

一種穿越既有盾構隧道防隆起后退式深孔注漿方法，包括以下步驟：

第一步，在預開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道的上導洞掌子面上劃出深孔注漿孔的孔位，使相鄰的深孔注漿孔的間距為20-30厘米；

第二步，將后退式深孔注漿機的鉆桿及注漿套管設置在劃出深孔注漿孔的孔位上，進行鉆孔作業；

第三步，用后退式的注漿方法進行深孔注漿，注漿壓力保持在1-1.5兆帕，注漿液為改性水玻璃。

在預開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道的左端設置的已開挖的區間人防段隧道中先進行以下步驟：

第一步、在既有盾構隧道下方的準備開挖的礦山法暗挖下穿段區間隧道的左端先開挖出區間人防段隧道；

第二步、在第一根鎖扣管幕鋼管的外側壁上焊接鎖扣的母扣，在第二根鎖扣管幕鋼管的外側壁上焊接鎖扣的子扣，在每根鎖扣管幕鋼管的外側壁上焊接袖閥管；在1重量份的膨潤土中，加入9-11重量份的水，攪拌均勻，得到膨潤土漿液，將得到的膨潤土漿液裝入到膨潤土漿液注漿機中；