[發(fā)明專利]一種在巖溶區(qū)下穿建筑群的盾構掘進施工方法

在審

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• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107060786A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳仁朋;孫和美;劉德;鐘志全;劉源;柳傳;詹杰;穆巖松
• 申請（專利權）人: 湖南大學;中建隧道建設有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/10
• 代理公司: 深圳市興科達知識產(chǎn)權代理有限公司44260
• 代理人: 王翀

技術領域

本發(fā)明涉及城市隧道施工技術領域，特別涉及一種在巖溶區(qū)下穿建筑群的盾構掘進施工方法。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，大量農(nóng)村人口涌入城市，推動城市發(fā)展的同時也給城市帶來沉重的交通負擔，城市軌道交通由于其方面快捷且不占用地面空間而得到了迅猛發(fā)展。在現(xiàn)行軌道施工技術中，通常采用盾構機進行隧道掘進，而在我國南方地區(qū)進行城市軌道施工時經(jīng)常需要在巖溶區(qū)下穿建筑群，現(xiàn)行施工技術中，通常通過地面鉆孔對溶洞進行灌漿壓密來提高土體強度。

當盾構隧道下穿建筑物時，若沒有地面鉆孔施工條件，將無法繼續(xù)利用上述施工方法對巖溶進行探測及處理，同時由于建筑物的存在，對地表變形要求更加嚴格，城市軌道施工將面臨盾構掘進過程中巖溶探測和處理及控制建筑物變形的雙重挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：盾構隧道在巖溶區(qū)下穿建筑群而部分區(qū)域缺乏地面鉆孔施工條件，同時建筑物變形要求嚴格時，提供一種在巖溶區(qū)下穿建筑群的盾構掘進施工方法。該方法通過對具有地面鉆孔施工工作面的巖溶區(qū)進行鉆孔探測及處理，對無法進行地面鉆孔施工的區(qū)域采用超前鉆、地質(zhì)雷達掃描及隧道洞內(nèi)鉆孔的方式探測盾構掘進區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育狀況，并通過加密超前鉆鉆孔及隧道洞內(nèi)鉆孔對已探明溶洞予以注漿加固，同時在施工過程中加強地面和建筑物變形監(jiān)測，及時反饋監(jiān)測信息并積極調(diào)整施工參數(shù)，確保隧道盾構掘進順利下穿巖溶區(qū)建筑群。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種在巖溶區(qū)下穿建筑群的盾構掘進施工方法，包括以下步驟：

a、建筑物安全現(xiàn)狀調(diào)查及監(jiān)測系統(tǒng)布設；

b、巖溶預探測及預處理；

c、盾構試掘進，確定施工參數(shù)和渣土改良工藝參數(shù)；

d、正式掘進施工，并予以渣土改良、同步注漿及二次補強注漿；

e、盾構掘進過程中巖溶探測及處理；

f、隧道壁后巖溶探測及處理；

g、先行洞探查及處理后行洞溶洞。

上述施工步驟中，通過對盾構下穿區(qū)建筑物利用精密水準儀和銦鋼尺測量建筑物既有沉降和相對傾斜，并根據(jù)建筑物類型確定其安全現(xiàn)狀和剩余結構變形能力，為后續(xù)巖溶加固處理及隧道盾構下穿提供安全依據(jù)。

對巖溶進行注漿加固處理及采用盾構法施工隧道必然對沿線地表環(huán)境產(chǎn)生影響，為確保工程安全，并保護周圍環(huán)境，需要在施工全過程中進行監(jiān)測，通過布設沉降、相對傾斜及裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測建筑物因施工而產(chǎn)生的變形，并根據(jù)監(jiān)測結果，在施工過程中積極改進施工工藝和施工參數(shù)，最大限度減小周邊地表、建筑物等的變形。

上述施工步驟b中，在對巖溶區(qū)進行預處理前須判明巖溶預處理范圍及巖溶發(fā)育狀況。所述巖溶處理范圍須根據(jù)建筑物類型、巖溶形態(tài)與大小、巖溶與建筑物相對位置關系評估盾構掘進過程中巖溶對建筑物影響，進而確定巖溶處理范圍。

上述施工步驟中，所述探明巖溶發(fā)育狀況即利用地面垂直鉆孔與傾斜鉆孔獲得芯樣判明溶洞大小及充填情況。

由于建筑物存在而無法進行地面垂直鉆孔施工的隧道盾構掘進區(qū)域，選用礦研多功能快速鉆機進行斜向鉆孔探測溶洞，并根據(jù)隧道埋深，房屋基礎位置確定鉆孔平面位置及角度。

巖溶預處理須根據(jù)已探明單個溶洞大小及充填情況選擇相應加固方法，可歸納如下：

(1)全充填溶洞：采用袖閥管對溶洞內(nèi)充填物進行分層壓密注漿。

(2)半填充和未填充溶洞：采用吹砂+化學灌漿的方法。

(3)注漿順序：由外向內(nèi)進行，先對溶洞邊界予以雙液漿充填，阻斷漿液漏失通道后，再逐步向內(nèi)用水泥漿對溶洞區(qū)中部灌漿壓密；

(4)為防止鄰孔串漿降低注漿效果，注漿須跳孔進行。

在對溶洞進行預處理時，注漿順序須遵循由外向內(nèi)的原則，即先對溶洞邊界予以雙液漿充填，阻斷漿液漏失通道后，再逐步向內(nèi)用水泥漿進行溶洞區(qū)中部的灌漿壓密；同時由于鉆孔注漿漿液擴散半徑較大，對土體擾動較大，且漿液凝固時間較長，當按鉆孔順序進行噴漿加固時容易造成鄰孔串漿而影響加固效果，故須予以跳孔注漿加固。

巖溶預處理加固中，注漿加固區(qū)外圍可用雙液漿封閉，防止?jié){液漏失，內(nèi)部采用純水泥漿填充；所述雙液漿漿材為水泥漿與水玻璃溶液，其中水泥漿成分包括水泥和水，水灰比為0.5:1～1:1，水玻璃溶液包括水玻璃和水，水玻璃溶液濃度為30～40°Be＇，水泥漿和水玻璃溶液配合為4:1～6:1；純水泥漿成分包括水泥和水，水灰比為0.5:1～1:1，具體配合比應根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。