[發明專利]一種盾構隧道上方河流拓浚控制盾構隧道變形的加固體系及構建方法

有效

• 申請號: 202011565630.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112664203B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 張發財;王維俊;趙明;李靜;徐冠豪;孟英杰;田雷朋;盧軍;李猛;王泱泱;張磊;陳新武;謝東昱;馬博;鄭子豪
• 申請（專利權）人: 北京市政路橋股份有限公司;北京市政路橋股份有限公司工程總承包二部
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/08;E21D11/10;E21D11/18;E02D19/04;E02D5/46;E02D3/12;E02D19/10;E02D19/08;E02D15/04
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

1.一種盾構隧道上方河流拓浚控制盾構隧道變形的加固體系，其特征在于，該加固體系用于控制盾構施工期間及河道拓浚后的隧道變形，其包括基坑內加固結構以及隧道洞內加固結構，所述基坑內加固結構則由基坑內包裹于雙向的盾構隧道外側的強加固區和弱加固區，盾構施工范圍內沿垂直于隧道方向布置降水井，并在基坑內設置臨時排水明溝及集水井，雙向的盾構隧道之間和兩側均縱向設置成列布置的抗拔樁，基坑內施作混凝土壓板四部分配合構成；

所述隧道洞內加固結構包括設置于隧道洞內的支持機構和置于盾構施工范圍內隧道周邊的注漿加固區，其中，支撐機構包括設置于盾構施工范圍內的環管片內壁的鋼環梁和嵌設在每個鋼環梁內的八角支撐架，沿隧道縱向的鋼環梁之間通過H型鋼相連接，所述鋼環梁由外層連續鋼板和內層連續鋼板構成，在外層連續鋼板與內層連續鋼板之間設置有等間距的肋板，且外層連續鋼板和內層連續鋼板均由至少四片連續鋼板構成，每片連續鋼板之間相焊接，外層連續鋼板和內層連續鋼板的仰拱處則通過第一連接組件連接固定；

所述降水井采用自流深井，垂直于隧道方向布置12口，每口降水井包括由外至內設置的實管和排水管，在排水管與實管之間由上至下依次設置有濾水管和沉淀管，所述排水管的上端接排出水口，其下端接深井泵，所述實管與降水井內壁之間由上至下依次設置有由粘土球堆積形成的粘土層、不透水層和反濾層，所述不透水層上端面與濾水管上端面齊平，所述反濾層內填充有反濾料；

所述抗拔樁包括鉆孔灌注樁和咬合樁，所述鉆孔灌注樁設置于雙向的盾構隧道之間，其樁長為30m,距離盾構隧道1.5m～2.8m；所述咬合樁設置于雙向的盾構隧道的兩側，兩側的咬合樁的頂部設置有呈矩形的冠梁，兩側的冠梁之間設置有C40鋼筋砼壓板以及位于C40鋼筋砼壓板底面的C20素砼墊層；所述咬合樁包括素樁和葷樁，施工時，先施工相鄰的素樁，然后在素樁之間插入葷樁，施工順序：Ⅰ1→Ⅰ2→?Ⅰ3?→?Ⅱ1?→?Ⅰ4?→?Ⅱ2，Ⅰ代表素樁，Ⅱ代表葷樁；在咬合樁葷樁側壁預埋注漿管，其包括從樁頂往下5m處設置的豎向注漿管，以及橫向每隔1.5m設置一道的橫向注漿管，所述橫向注漿管與豎向注漿管焊縫高度≥8mm；

所述外層連續鋼板與內層連續鋼板之間還設置有加勁肋，每隔300mm設置一道，所述加勁肋位于肋板的兩端并與肋板相焊接；

所述第一連接組件包括與外層連續鋼板和內層連續鋼板的兩端部分別焊接連接的鋼板，兩個鋼板之間設置有密封塊和U型鋼板，所述密封塊位于兩個鋼板的下端并與外層連續鋼板齊平，所述U型鋼板位于兩個鋼板的上端并與兩個鋼板焊接固定，所述兩個鋼板之間通過緊固螺栓旋緊固定；

所述八角支撐架包括設置于鋼環梁之間的兩根豎向型鋼，兩根豎向型鋼之間通過第二連接組件固定連接有至少兩根第一水平型鋼，兩根豎向型鋼與鋼環梁之間分別設置有至少兩根第二水平型鋼，所述第二水平型鋼通過第二連接組件與豎向型鋼連接；

所述第二連接組件包括加固板和L型連接板，所述加固板端部與豎向型鋼相焊接，其表面通過高強度螺栓與第一水平型鋼或第二水平型鋼的腹壁實現連接，所述L型連接板的豎直段和水平段通過高強度螺栓分別與豎向型鋼的側翼和第一水平型鋼或第二水平型鋼的側翼實現連接。

2.根據權利要求1所述的一種盾構隧道上方河流拓浚控制盾構隧道變形的加固體系，其特征在于，所述降水井的內徑為Φ800mm；所述實管的內徑為Φ300mm，所述排水管的直徑為Φ89mm，所述實管、濾水管和沉淀管均采用鋼管，其中，濾水管外徑為Φ300mm，側壁上鉆有濾水孔，其孔徑為Φ16mm，孔距Φ50mm，呈梅花狀交錯布置。

3.根據權利要求1所述的一種盾構隧道上方河流拓浚控制盾構隧道變形的加固體系，其特征在于，所述注漿加固區是通過置于盾構施工范圍內環管片上的多個二次注漿孔向環管片背后注漿形成的窯洞型加固區，位于環管片上半部分的注漿加固區深度為1.5m，位于環管片下半部分的注漿加固區深度為3.0m。