[發明專利]一種月牙型盾體間隙的三孔注漿方法

在審

• 申請號: 202111496198.3
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN113898355A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 張晉勛;張小燕;江華;殷明倫;周劉剛;武福美;江玉生;黃陸川
• 申請（專利權）人: 北京城建集團有限責任公司;中國礦業大學（北京）;北京城建軌道交通建設工程有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/10
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明公開了一種月牙型盾體間隙的三孔注漿方法，包括如下步驟：將盾體間隙劃分為微沉降控制初始階段和盾體通過階段；根據兩階段盾體間隙的特點，設計盾體間隙注漿在盾體縱向上的布置位置，以及設計盾體間隙注漿在盾體橫截面上的布置形式，即采用“月牙型”盾體間隙三孔注漿方法；根據盾構設備參數和預制管片結構設計參數，計算得到兩階段盾體間隙的注漿量，由注漿量設計兩階段的盾體間隙注漿施工工藝，并進行兩階段的盾體間隙注漿；計算盾尾間隙注漿量，進行盾尾間隙同步注漿。本發明有效降低間隙充填的注漿總量，注漿工藝充填效果更好，可以有效地進行微變形控制，也可降低傳統二次補漿的次數以及縮短盾構施工的工期。

技術領域

本發明涉及盾構施工技術領域，尤其是盾構施工中的注漿工藝設計，具體是一種月牙型盾體間隙的三孔注漿方法。

背景技術

盾構工法因其具有機械化程度高、掘進速度快、對周圍環境影響小等優點，已逐漸發展成為城市地下隧道建設的首選工法。北京、天津、上海等城市中心區域地鐵隧道區間有70%以上均采用盾構法。隨著盾構設備的國產化以及人力成本的提升，盾構法將成為未來城市地鐵、管廊、山嶺隧道等工程的主流施工方法。

盾構開挖時盾體與地層密切接觸，即使采用最先進的盾構配合最精準的操作水準，盾構掘進依然會擾動并誘發地層變形。多位學者根據大量的現場監測資料，研究了盾構掘進對橫向和縱向地表沉降的影響過程，并探討了盾構掘進各個階段的沉降占總沉降量的百分比，分析了盾構掘進對橫向地表沉降的影響范圍，以及各種施工因素對地表沉降的影響。既有研究表明，根據盾構開挖面與監測斷面的相對位置，監測斷面處的位移變化過程大致可以劃分為4個階段，其中，“盾構經過（盾體通過）”及“盾尾脫出”是盾構隧道周圍地層變形的主要階段。基于盾構的掘進開挖要求，盾構的刀盤開挖直徑通常略大于盾體及預制管片外徑，且盾體一般為“頭大尾小”的錐形結構，盾構的這種構造特點導致其開挖過程中在盾體和盾尾位置分別會形成“盾體間隙”和“盾尾間隙”兩種間隙，如圖1所示，導致不同開挖直徑的盾構其環向通常有10~30mm的間隙。近期，申請人對北京地鐵14號線和新機場線地層變形的監測結果進一步分析發現，盾體通過階段的地層變形約占50%~60%，盾尾脫出階段地層變形約占20~35%。

目前，國內外學者已經對盾尾間隙的充填開展了較多關于盾尾同步注漿充填機理、注漿材料的性能指標及注漿工藝等方面研究，對于隧道周圍地層位移控制主要集中于對盾尾間隙周圍土體非均勻收斂移動趨勢的同步注漿和二次補漿，盾尾脫出階段的地層變形可通過盾尾間隙的有效充填進行精準控制。

未來，我國城市地下空間開發必將向著深層次過渡，地下軌道交通隧道及管線錯綜復雜，不可避免地經常會出現隧道交叉、并行或重疊等近接施工的區間，而穿越部位也成為了施工過程中的重大風險源。2012年，在新建的北京6號線穿越2號線車公莊站、朝陽門站，10號線二期穿越1號線公主墳站，9號線穿越1號線軍事博物館站等工程中，已經嚴格要求控制既有地鐵變形不大于3mm。因此，做好盾體通過階段盾體間隙充填至關重要，但目前對于盾體開挖間隙的非均勻收斂地層位移的控制方法并不成熟，僅做好盾尾間隙的充填已很難滿足地層微變形的控制要求，鑒于此，本發明研究盾體間隙注漿布置方法及注漿工藝，以期望滿足盾構近接工程對地層與結構的微變形控制要求。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提出一種月牙型盾體間隙的三孔注漿方法，以解決現有技術中盾體間隙注漿的不足，滿足盾構工程中對地層與結構的微變形控制要求。

本發明是這樣實現的：

一種月牙型盾體間隙的三孔注漿方法，包括如下步驟：

步驟1：根據盾構施工過程將盾體間隙劃分為兩階段，第一階段為微沉降控制初始階段，第二階段為盾體通過階段；

步驟2：根據第一階段和第二階段盾體間隙的特點，設計盾體間隙注漿在盾體縱向上的布置位置；

步驟3：根據第一階段和第二階段盾體間隙的特點，設計盾體間隙注漿在盾體橫截面上“月牙型”盾體間隙的三孔注漿布置形式，三孔分別設置在盾殼頂部、盾殼左、右兩側斜上方；