[發明專利]一種軟土盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構及施工方法

在審

• 申請號: 201711116073.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107916935A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 丁智;費豪;張霄
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發明涉及軟土區盾構穿越既有地鐵的土體復合加固施工領域，具體涉及軟土區盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構及施工方法。

背景技術

隨著城市化進程的不斷推進，城市地下軌道交通顯得愈發重要，要建成完整的地鐵網，就一定會存在著地鐵線路的交匯。在地鐵隧道盾構施工中，新建盾構隧道穿越既有運營地鐵隧道的情況與日俱增。新建盾構隧道對已運營的地鐵隧道會產生許多不利影響，諸如管片開裂，接頭張開，螺栓失效，縱向不均勻沉降及水平位移過大等危害，特別是軟土區既有隧道更易發生變形和管片破損，影響機車運行的舒適度，平整度，加劇列車磨損，嚴重將導致機車脫軌等重大事故。所以在穿越之前，需要對既有運營地鐵范圍內土體進行加固處理，加強既有地鐵抵抗變形的能力，保證既有地鐵的正常運營。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種軟土盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構及施工方法。

本發明的另一個目的是提供一種軟土盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構。本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

這種軟土盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構，包括：盾構隧道輪廓線、可調角度管棚和水平旋噴樁；所述在待挖盾構隧道輪廓線外側設有一排可調角度管棚，所述可調角度管棚包括管棚鋼管,所述相鄰管棚鋼管之間設有水平旋噴樁，所述水平旋噴樁將可調角度管棚包裹并和相鄰的水平旋噴樁咬合搭接；所述水平旋噴樁包括旋噴鉆桿和鉆桿外套，所述管棚鋼管與旋噴鉆桿之間相間連接，所述管棚鋼管外側設有限位軌道，所述旋噴鉆桿外表面設有鉆桿外套，所述限位軌道與鉆桿外套通過限位焊接形成整體拱殼。

作為優選：所述可調角度管棚沿隧道縱向延伸方向由后向前分多個節段。

作為優選：所述管棚鋼管使用熱扎無縫鋼管，管棚鋼管兩端均預加工成外絲扣。

作為優選：通過盾構隧道的圓心作既有地鐵隧道的兩條切線，兩條切線所夾角度為α，通過盾構隧道的圓心與可調角度管棚8兩邊緣所成角度為β，β＝2α。

一種軟土盾構穿越既有地鐵的土體復合加固結構的施工方法，包括以下步驟：

S1、螺旋出土可調角度管棚拱頂支護；

S1.1、搭設鉆孔平臺，水平旋噴施工共用平臺；

S1.2、安裝鉆機，可調角度管棚施工完畢后，鉆機繼續進行水平旋噴施工；

S1.3、破除掌子面和地層入口段的素混凝土障礙物：掌子面結構墻采用高速水鉆按設計位置開孔，開孔角度按照可調角度管棚設計施工角度鉆進；采用潛孔錘沿掌子面開孔鉆進破碎地層入口段的素混凝土障礙物；

S1.4、將螺旋出土鉆具穿入加工好的管棚鋼管內，管棚鋼管兩端公母絲扣，螺旋鉆具端頭安裝擴孔螺旋鉆楔形鉆頭，鉆具內部安裝角度探測儀器；

S1.5、管棚鋼管頂進前先檢查鉆機機械狀況和儀器工作狀態；鉆機就位施鉆時，鉆機與掌子面固定；管棚鋼管頂進土層后啟動鉆機旋轉，測量入土管棚鋼管角度變化；

S1.6、第一根管棚鋼管頂進結束后，拆卸鉆機與可調角度管棚接頭，沿導軌退回原位，人工裝入第二根管棚鋼管，管棚鋼管內安裝螺旋鉆，與第一根管棚鋼管進行扣連接成一體，頂進旋轉出土；

S1.7、當管棚鋼管角度發生傾角偏差時，啟動糾偏程序，停止鉆具旋轉，按設計方法操作頂進管棚鋼管：管棚鋼管向上偏差，降低管棚鋼管傾角，向下調節螺旋鉆楔形鉆頭角度位置；管棚鋼管向下偏差，向上調整管棚鋼管傾角，向上調節螺旋鉆楔形鉆頭角度位置；管棚鋼管向左右偏斜時，參照傾角調整方法將楔形板調整糾偏方位，頂進管棚鋼管進行糾偏作業；

S1.8、施工中的管棚鋼管在安裝前必須逐孔逐根進行編號，按編號順序接管頂進；

S1.9、可調角度管棚注漿：注漿前先檢查管路和機械狀況，確認正常后做壓漿實驗，確定合理的注漿參數；注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現象；注漿過程派專人負責，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據；注漿結束后對泵及管路進行清孔，完成可調角度管棚的施工工藝；

S2、水平旋噴注漿土體加固改良；

S2.1、安裝旋噴鉆具和限位軌道；

S2.2、鉆進：開孔，配制循環漿液，鉆孔打設；

S2.3、高壓旋噴：檢查高壓注漿泵，泵壓達到設計要求時開始噴漿；噴漿前檢查鉆機具的密封性，加壓達到設計值后噴漿；在高壓噴漿安排專人操作和觀察泵壓變化；鉆桿旋噴至設計終孔位置停止注漿，并用清水高壓沖洗干凈管路；

S2.4、封孔：噴漿至設計終孔位置后，停止噴漿，拔出鉆桿和鉆頭，采用編織袋或者棉絲進行孔口封堵；