[發明專利]一種隧道盾構下穿高架橋施工及監測方法

在審

• 申請號: 202010026680.X
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111156009A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 肖祥;田作華;姚義;王天武;劉浪;廖友根;王丙吉;周祖斌;朱斌;賈鵬;張立業;彭毅;秦延良
• 申請（專利權）人: 中鐵二十二局集團軌道工程有限公司;中鐵二十二局集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/00;E21D11/08;E21D11/10
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

1.一種隧道盾構下穿高架橋危險源的施工及監測方法，包括以下步驟：

(1)在構近距離下穿高架橋施工前對橋樁嵌巖層進行加固；

(2)盾構機為設定正式掘進參數進行試掘進；

(3)盾構機正式掘進、管片安裝和注漿；

(4)掘進監測，監測控制值和預警值通過變量累計值和變化速率監測；監測項目包括地表豎向位沉降移監測、橋墩豎向沉降位移監測、管片結構凈空收斂、橋梁沉降、橋梁裂縫監測。

2.根據權利要求1所述的隧道盾構下穿高架橋危險源的施工及監測方法，所述對橋樁嵌巖層進行加固包括采用鋼花管樁對橋樁基礎的嵌巖柱進行隔離加固，所述鋼管樁間距布設，每樁側打設若干根，通過該鋼管注漿對嵌巖柱側土體進行首次加固；所述加固注漿的水泥漿液重量份比為水：水泥灰為(0.5-1.5)：(0.5-1.5)；注漿壓力參數為加固土體26-30天無側限抗壓強度不小于1MPa，滲透系數不大于10-6/cm/s；

所述對橋梁加固還包括在橋下隧道施工安裝的管片上增設注漿孔對左右施工隧道線進行洞內二次注漿加固，洞內注漿加固長度大于70米。

3.根據權利要求1所述的隧道盾構下穿高架橋危險源的施工及監測方法，所述盾構機試掘進參數；是在臨近危險源高架橋前100米長度作為試驗段，地層排土損失率在2％以內，盾構推進土倉壓力不小于0.8bar，推進速度35-45mm/min，刀盤轉速1.1轉/min以內，掘進同步注漿壓力與注漿量的確定：每環的壓漿量為建筑空隙的120％～150％，每推進一環同步注漿量范圍為：5.5～6.5m³。

二次補漿的壓力確定：二次補漿采用水泥和水玻璃混合雙液漿，重量份比為(0.5-1.5)：(0.5-1.5)；每環一注；地層出土損失率在2％以內，盾構推進壓力上不小于0.8倍理論水土壓力，盾構通過后及時同步注漿無側限單軸抗壓強度應不小于1MPa；二次注漿壓力為0.3～0.5Mpa，有效注漿擴散半徑大于0.5m。

4.根據權利要求1所述的隧道盾構下穿高架橋危險源的施工及監測方法，所述盾構機試掘進設定正式掘進包括：

(1)正式掘進參數確定：土壓大于0.6bar，掘進速度40-60mm/min，扭矩2000-3000KN·m，推力1000-1300t，刀盤轉速大于1.5r/min，使用泡沫和膨潤土作為土質改良劑，出渣量58-61方/環，同步注漿量5.5-6.5方/環，同步注漿壓力0.2-0.4Mpa。

(2)盾構掘進步驟包括以下步驟：

1)盾構機在完成始發段100m掘進后，對盾構始發姿態進調整后進行推進；

2)盾構推進出土與注漿同步進行，將軸線和地層變形控制在地表工后最大變形量在+10mm～-30mm之內；盾構掘進時向盾構刀盤、土艙或螺旋輸送機內注入膨潤土漿液使開挖土體應具有良好的流塑狀態、低的透水性和低的內摩擦角，所述膨潤土漿液重量份配比：水：土為(600-800):(200-400)，膨潤土漿使用提前放置充分發酵；土倉內平均土壓力穩定1.5bar以上以保證沉降要求；在注入膨潤土漿液的過程中，同時旋轉刀盤，使倉內的砂土與漿液充分混合；當平均土壓力低于0.6-1bar時及時補注膨潤土漿液。

3)管片拼裝質量的控制：根據盾構油缸行程、測量系統提供的參數和進行軌跡與趨勢進行K塊位置的選擇，在每拼裝完一塊管片后及時擰緊螺栓，在整環拼裝完成后要對整環管片螺栓進行復緊，在管片脫出盾尾后再次進行管片螺栓復緊。

4)同步注漿、二次及三次補漿：對注漿的配比和注漿方式進行調整使將初凝時間控制在8小時之內，對盾尾后部5環以外的管片進行壁后二次補漿保證漿液在管片外充填密實，減小地面沉降；注漿材料選用水灰重量份比1:1的純水泥漿，確定注漿壓力為對注漿量在理論計算值的130～150％。三次補漿時間在盾構拖車中部或尾部處開始，，對每環管片的頂部預留注漿孔安裝注漿塞進行注漿，注漿漿液采用重量份比1:1的水泥-水玻璃混合雙液漿。

5)為防止盾構掘進時，地下水及同步注漿漿液從盾尾竄入隧道，在盾尾鋼絲刷位置壓注盾尾油脂，確保施工中盾尾與管片的間歇內充滿盾尾油脂，以密封盾構，施工中不定時的進行集中潤滑油脂的壓注。