[實用新型]盾構隧道端頭花灑形凍結壁加固結構

有效

• 申請號: 202220624725.8
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN216894395U
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 林小淇;胡俊;李珂;任繼勛
• 申請（專利權）人: 海南俊琳文心建筑科技有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 崔苗苗

本實用新型涉及隧道施工技術領域，公開了一種盾構隧道端頭花灑形凍結壁加固結構，包括多個凍結管；所述凍結管由洞門延伸到土體中；所述凍結管包括第一端、第二端以及位于第一端和第二端之間的接觸部，接觸部位于洞門處，第二端位于土體中；所述接觸部在洞門處分布范圍小于所述第二端在土體中分布范圍。盾構隧道端頭工作井內的洞門處傾斜地向土體中打入凍結管，凍結管呈放射狀打入土體。在盾構隧道端頭地層中形成花灑形凍結壁加固結構，在花灑形凍結壁的保護下，盾構順利始發或到達。凍結管用料減少，凍結需冷量也減少，凍脹融沉量也很小，在保證加固效果特別是止水效果的同時，大大節約了能源，從而有較好的經濟效益，具有較大的推廣應用價值。

技術領域

本實用新型涉及一種盾構隧道端頭花灑形凍結壁加固結構，屬于隧道施工技術領域。

背景技術

盾構隧道端頭加固是盾構法施工中的關鍵環節，具有很大的工程施工風險。在盾構進出洞時，要先進行洞門區域的地下連續墻破除，并割除所有鋼筋。洞門破除要求的時間非常緊，施工難度大。洞門破除后對加固體強度及密封性要求很高，加固效果不佳時，在洞門破除時極易出現盾構與洞門間隙涌泥涌砂及地表沉降現象，進而危及附近地下管線和建筑物的安全。為防止此類現象發生，必須選擇合理的盾構隧道端頭地層加固處理方案，以滿足強度和抗滲性的要求。

盾構隧道端頭常用的加固方式有深層攪拌法、高壓旋噴法、SMW工法、人工凍結法、注漿法、素混凝土灌注樁法和降水法等。土體加固可以采用一種工法或多種工法相結合的加固手段。加固方式應根據工程地質條件、地下水位、結構埋深、盾構機形與直徑、作業環境等條件來進行選擇，同時考慮安全性、施工方便性、經濟性、工期等因素。

在沿海軟土地區，特別是盾構隧道端頭地層為富含水砂層時，采用常規的化學加固手段很難達到工程要求，在化學加固后探孔時常常會發現有嚴重漏水漏砂現象。此時，為提高盾構隧道端頭土體強度和充分止水，保證盾構進出洞安全，在富含水砂層端頭常采用人工凍結法來進行端頭土體加固。

常規的人工凍結技術有在端頭地面打入垂直凍結管實施垂直凍結加固，或在工作井內，或在工作井內開挖洞門處打入水平凍結管實施水平凍結加固，這兩種常規的凍結加固方式都存在著打入土體凍結管過多、凍結需冷量大、整個凍結過程耗電量大、凍脹融沉量大的缺點，如何找到一種高效節能的盾構隧道端頭凍結加固方式是目前亟待解決的關鍵問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服上述現有技術的不足，提供一種盾構隧道端頭花灑形凍結壁加固結構，通過在盾構隧道端頭前的土體中沿著隧道洞口傾斜打入凍結管，或者在地連墻洞門位置靠近土體處傾斜打入凍結管，并在凍結管內循環冷媒介質，最終在盾構隧道端頭地層中形成花灑形凍結壁加固體，達到節約工期、提高資源利用率、施工實用性強、施工質量控制方便、加固效果特別是止水效果好且安全可靠等突出優點。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

盾構隧道端頭花灑形凍結壁加固結構，包括多個凍結管；所述凍結管沿隧道長度方向由洞門處延伸到土體中；所述凍結管包括第一端、第二端以及位于第一端和第二端之間的接觸部，接觸部位于洞門處，第二端位于土體中；所述接觸部在洞門處分布范圍小于所述第二端在土體中分布范圍。

該實用新型是在盾構隧道端頭工作井內的洞門處傾斜地向土體中打入一圈凍結管，凍結管呈放射狀打入土體。通過在凍結管中循環冷媒介質，最終在盾構隧道端頭地層中形成花灑形凍結壁加固結構，在花灑形凍結壁的保護下，盾構順利始發或到達。凍結管直徑一般為108或127mm；所形成的尺寸由洞門大小決定，應保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的花灑形凍土帷幕。凍結管材質通常為無縫低碳鋼管，也可以采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料管。當采用塑料管時，盾構始發或到達無需拔除凍結管，可直接切削推進。

本實用新型的有益效果是：