[發明專利]一種地面堆載作用下盾構隧道變形修復方法

有效

• 申請號: 201611061193.7
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106761780B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 魏綱;王永安;王霄;朱田宇;林雄;邢建見;陸世杰;俞國驊;宋宥整;許奎鑫
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: E21D9/01
• 分類號: E21D9/01;E21D11/08;E21D11/10;E21F17/18
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

1.一種地面堆載作用下盾構隧道變形修復方法，其特征在于，包括一種利用圍壓及內部張拉修復隧道變形的裝置，該利用圍壓及內部張拉修復隧道變形的裝置包括若干個隧道變形監測點、兩根隔離樁、兩根注漿體、張拉設備和鋼絞線，在隧道盾構內側壁面上拼接有多塊隧道管片，在每塊隧道管片上固定設有若干個能夠與螺絲栓相配合連接的螺孔，相鄰兩塊隧道管片之間通過螺絲栓拼接成一體；位于隧道盾構內側壁面的徑向兩端的隧道管片能夠通過鋼絞線連接，且該鋼絞線與張拉設備相連；在盾構隧道管片內均勻布設若干個隧道變形監測點；所述兩根隔離樁以及兩根注漿體分別設置于隧道盾構外側兩邊，且兩根注漿體位于兩根隔離樁之間；位于兩根注漿體末端的兩個液漿點分別朝向隧道盾構外側壁面，且該兩個液漿點位于隧道盾構內側壁面的同一徑向兩端；

具體包括如下步驟：

步驟1：在隧道盾構的隧道管片內均勻布設隧道變形監測點，基于變形監測數據監測當前隧道變形狀態；

步驟2：在待修復隧道斷面兩側分別施作隔離樁，限制隧道周圍土體沿隧道橫斷面方向的位移變形；

步驟3：在工程條件可以滿足的情況下先卸載部分隧道上方土體，以使隧道修復更容易完成；

步驟4：在隧道徑向兩側端的隧道管片上的螺絲栓位置處安裝鋼絞線Ⅰ后，采用四根鋼絞線Ⅱ連接形成一結點后與一根鋼絞線Ⅲ相連，且該鋼絞線Ⅲ與張拉設備相連；通過張拉設備在隧道內部張拉隧道兩側來恢復隧道的變形。

2.根據權利要求1中所述的一種地面堆載作用下盾構隧道變形修復方法，其特征在于，步驟4中還包括以下步驟：

(1)首先，根據隧道變形模式，將隧道管片對應位置處的螺絲栓按照4個螺絲栓對應一根鋼絞線Ⅰ的模式安裝鋼絞線Ⅰ，根據不同工程可以選用不同的鋼絞線Ⅰ安裝形式，選擇不同的螺絲栓來固定鋼絞線Ⅰ；

(2)選擇好安裝模式后，首先將對應的螺絲栓卸下，然后根據已選擇的鋼絞線Ⅰ安裝形式，將鋼絞線Ⅰ從與隧道管片橫向平行的頂部左側螺孔中穿入，于頂部右側螺孔中穿出并按照順時針方向依次穿入右側螺孔、下側螺孔、左側螺孔，最后在左上方將鋼絞線Ⅰ打結；再用四根鋼絞線Ⅱ分別與隧道管片上已打結的鋼絞線Ⅰ拉住，拉到離隧道中心三分之一隧道半徑R處，再用最后一根鋼絞線Ⅲ將這四根鋼絞線Ⅱ固定，并拉至隧道中心以便于對鋼絞線Ⅰ進行均勻地張拉，鋼絞線Ⅲ為最后與張拉設備連接的鋼絞線；

其中：隧道在地面堆積荷載作用下變形分為三種基本變形形態，即右側受壓變形、垂直受壓變形及左側受壓變形；對于不同的變形橢圓應選擇不同的鋼絞線在隧道中的安裝方位；

(3)安裝鋼絞線后，采用液壓千斤頂，高壓柱塞液壓泵，高壓連接油管，液壓表四種裝置對鋼絞線進行張拉；具體過程為：手動關閉高壓柱塞液壓泵，適當調節節流閥以控制向千斤頂張拉油缸注油加壓的速度，在可控加壓的條件下，開始張拉鋼絞線；

(4)同時，針對隧道的橫橢圓變形狀態，在隧道變形橢圓的長軸軸線上，接近隧道管片變形位置處對土體進行高壓注漿；通過對隧道盾構隧道待修復斷面周圍土體進行高壓注漿增大土體應力，從而恢復隧道的變形；

在隧道的三種基本變形形態下，對于不同的變形橢圓仍應選擇不同的注漿點，對于右側受壓變形，為修復隧道變形同時抵消一部分隧道沉降，應將注漿點位置設置在隧道斷面右下方；同理，左側受壓變形則將注漿點設置在隧道斷面的左下方；對于垂直受壓變形，為避免隧道產生側移變形應同時在隧道斷面兩側進行高壓注漿；以上三種變形形態修復注漿點均應分布在隧道變形橢圓的長軸直線上；

用注漿體進行高壓注漿處理后，注漿點位置附近的土體開始膨脹，但在兩側隔離樁的限制作用下，地基土反力增大作用在膨脹的土體上使得土體位移受到限制，導致局部膨脹土體受到擠壓，這個反壓作用反作用在變形的隧道上，同時結合隧道斷面變形監測數據合理控制注漿壓力，即可對隧道斷面變形進行修復；在注漿的同時，通過控制內部千斤頂張拉鋼絞線對隧道變形進行控制；高壓注漿和張拉共同修復隧道的變形；

確定合適的注漿位置之后，在高壓注漿修復隧道變形時，應基于隧道斷面變形監測數據，實時調整注漿壓力及千斤頂張拉注油加壓速度，對隧道變形進行針對性修復，使隧道變形修復處于可控狀態；在隧道進行高壓注漿修復及內部張拉修復的同時，應同時檢測隧道當前的變形狀態，注漿速度和注漿量應參考變形監測數據進行實時調整，確保隧道變形修復效果，修復完成后將注漿孔進行封堵；

同時，在修復完成后，應將將鋼絞線從隧道管片上卸下，并將各螺絲栓恢復原位并緊實；若修復開始時有卸載，則在修復完成時，采用內張鋼圈加固隧道，并進行回填。

3.根據權利要求1或2中所述的一種地面堆載作用下盾構隧道變形修復方法，其特征在于，所述鋼絞線分為鋼絞線Ⅰ、鋼絞線Ⅱ和鋼絞線Ⅲ，相鄰四塊隧道管片上分別通過一根鋼絞線Ⅰ固定連接在各自隧道管片的兩個螺孔之間，該相鄰四塊隧道管片上的四根鋼絞線Ⅰ分別通過一根鋼絞線Ⅱ連接形成一結點后與一根鋼絞線Ⅲ相連。