[發明專利]適用于砂性地層盾構上穿既有大直徑隧道的抗浮控制方法

在審

• 申請號: 201910003190.5
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109779639A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 錢曉華;謝卿;鄭懷宇;王開放;唐立成;陳振鵬;李永;趙瑞濤;耿彥楠;楊虎;王青濤;楊冠軍;賈智;郭勇;付忠年
• 申請（專利權）人: 上海隧道工程有限公司;鄭州地鐵集團有限公司;上海隧道盾構工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/10;E21F17/18
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發明公開了一種適用于砂性地層盾構上穿既有大直徑隧道的抗浮控制方法，其包括步驟：盾構上穿施工前，對規定范圍內的工程地質和環境進行查勘，采用有限元數值計算對盾構上穿施工引起既有大直徑隧道結構變形進行事前三維模擬，判斷實施方法的可行性，并確定既有大直徑隧道結構的變形控制指標；在盾構上穿施工過程中，針對所述變形控制指標中的各項指標進行實時監測和反饋控制，確保既有大直徑隧道結構在盾構上穿施工的全過程滿足所述各項指標；盾構上穿施工完成后，繼續對既有大直徑隧道結構進行上浮監測和預警。本發明對穿越施工前、中、后三個階段的施工方法、參數選取原則及各項關鍵技術參數進行全面控制。

技術領域

本發明涉及軌道交通建設技術領域，尤其涉及一種適用于砂性地層盾 構上穿既有大直徑隧道的抗浮控制方法。

背景技術

盾構法隧道目前普遍應用于城市軌道交通建設中，隨著地下空間的逐 步開發，越來越多的城市軌道交通建設面臨著盾構掘進施工需穿越眾多既 有地下管線及建構筑物，特別是在不良地質條件下的盾構穿越技術難度大、 風險高。

現有技術中有一些針對盾構穿越既有隧道的做法：

中國發明專利CN 108104824 A(發明名稱：一種軟土區泥水盾構穿越 既有地鐵隧道施工方法；申請號：201711145032.0；申請日：2017-11-17) 中公布了一種軟土區泥水盾構穿越既有地鐵隧道施工方法，包括施工準備、 試驗段施工措施、穿越前施工措施、穿越段施工措施和穿越后施工措施， 其中穿越后施工措施包括地鐵隧道微擾動注漿和泥水盾構隧道二次注漿。 該發明的有益效果是：該發明能夠使泥水盾構順利安全的穿越既有地鐵隧道，并且能夠很好的控制既有地鐵及鄰近土體的變形，保證既有地鐵的正 常運營；該發明能夠很好的適應軟土區泥水盾構穿越既有地鐵的環境，同 時能很好的起到整體支護作用，能保證施工質量，保障泥水盾構的后續工 程施工。

中國發明專利CN 107288655 A(發明名稱：一種盾構隧道雙線下穿既 有隧道洞內注漿加固圍巖方法；申請號：201710501515.3；申請日： 2017-06-27)中公開一種盾構隧道雙線下穿既有隧道洞內注漿加固圍巖方 法，該方法步驟包括：S1：在既有隧道管片環左右兩側與垂線約呈第一夾 角的對稱位置上設置注漿孔，該對稱設置的注漿孔之間保持第一距離間隔； S2：在既有隧道的斷面上安裝監測裝置；S3：通過注漿管向注漿孔內注入 雙液型漿液；S4：通過監測裝置觀測在注漿過程中隧道襯砌結構應變及襯 砌形狀變化并實時調節注漿壓力。

現有技術中存在的不足之處如下：

1.以往技術主要針對盾構下穿既有地下結構，主要解決的問題是控制 下穿結構的沉降問題。并沒有針對上穿既有地下結構，來解決控制上穿結 構的上浮問題，且本發明上穿的既有地下結構為大直徑盾構隧道，結構直 徑大且距離近；

2.以往發明的技術主要針對軟土地區，地層為粘土為主，施工風險較 小。并沒有針對砂性地層，砂性地層的地層條件差，不利于施工安全與質 量控制，極易造成上穿下部大直徑隧道周圍土體變形與擾動，從而導致下 部大直徑隧道的變形。砂性土地層盾構上穿既有大直徑隧道結構存在以下 問題：

1)砂土地層中透水性很強，盾構施工在穿越時，對土體產生擾動極易 發生流砂或板結現象；

2)砂土土層極易引起的涌水、涌砂現象使盾構開挖面失去穩定平衡， 產生開挖面失穩，進而對隧道本身和下方既有大直徑隧道的安全產生影響；

3)盾尾和螺旋輸送機后倉門突水、涌砂。盾構推進過程中砂層受振動 孔隙水壓力增大，造成噴涌。

4)在穩定性差砂土地層中，國內盾構穿越既有大直徑隧道的施工經驗 不足，風險較大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供了一種適用于砂性地層 盾構上穿既有大直徑隧道的抗浮控制方法，其能夠克服上穿施工引起的既 有大直徑隧道的上浮及結構變形。