盾構(gòu)始發(fā)階段或接收階段近距離下穿運(yùn)營(yíng)線路的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)始發(fā)階段或接收階段近距離下穿運(yùn)營(yíng)線路的施工方法，尤其是盾構(gòu)機(jī)出洞或進(jìn)洞后立刻需要長(zhǎng)距離下穿與之凈距較小條件下的穿越運(yùn)營(yíng)線路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常的盾構(gòu)始發(fā)及接收端近距離下穿既有運(yùn)營(yíng)線隧道采用端頭加固、運(yùn)營(yíng)線周圍土體加固、在運(yùn)營(yíng)線及施工隧道之間的夾層土施工管棚，盾構(gòu)施工過(guò)程中加強(qiáng)同步注漿、二次注漿，采取合理的掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行施工，該種常規(guī)的盾構(gòu)始發(fā)或接收端下穿運(yùn)營(yíng)線的施工方法，端頭加固及運(yùn)營(yíng)線路周邊加固對(duì)運(yùn)營(yíng)線的影響難以控制，且可能存在占地問(wèn)題，管棚施工占用近I個(gè)月的工期，且施工過(guò)程同樣存在對(duì)運(yùn)營(yíng)線的影響。
[0003]深圳地鐵2號(hào)線福一市區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)期間小間距下穿運(yùn)營(yíng)4號(hào)線大斷面隧道，采用“洞門(mén)密封鋼套筒+端頭加固”方案，保障了盾構(gòu)連續(xù)勻速穿過(guò)既有地鐵4號(hào)線，有效控制了運(yùn)營(yíng)線路的結(jié)構(gòu)變形，使盾構(gòu)隧道安全通過(guò)。與本發(fā)明相比，本發(fā)明涉及的鋼套筒密封裝置更大，可以使整個(gè)盾構(gòu)機(jī)處在密閉空間里，消除了盾構(gòu)機(jī)與洞門(mén)鋼圈之間間隙的水土流失，可提前建立土倉(cāng)壓力；穿越過(guò)程中采用自制惰性漿液填充盾體與地層間隙，有效控制了既有地鐵運(yùn)營(yíng)線路沉降；因此，本發(fā)明專利在保障地鐵盾構(gòu)始發(fā)階段或接收階段近距離下穿地鐵運(yùn)營(yíng)線路安全方面，更具優(yōu)越性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決目前盾構(gòu)始發(fā)及接收端近距離下穿既有運(yùn)營(yíng)線隧道的施工方法對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響難以控制、占地及影響運(yùn)營(yíng)線路正常運(yùn)行的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)始發(fā)階段或接收階段近距離下穿運(yùn)營(yíng)線路的施工方法，包括如下步驟:
(1)運(yùn)營(yíng)線路監(jiān)測(cè):在距離盾構(gòu)機(jī)在施隧道一定距離內(nèi)的運(yùn)營(yíng)線路中選擇若干監(jiān)測(cè)斷面，在每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面圓周上設(shè)置若干觀測(cè)棱鏡作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域設(shè)置3個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置在運(yùn)營(yíng)線路中軌道道床上的全站儀觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)線路及其中的軌道變形引起的橫向和縱向位移變化量，并通過(guò)全站儀數(shù)據(jù)輸出端連接的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)傳電臺(tái)將監(jiān)測(cè)到的位移變化量數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心；基準(zhǔn)點(diǎn)分布在遠(yuǎn)離變形區(qū)兩端的地方；
(2)運(yùn)營(yíng)線路預(yù)加固:對(duì)上述設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)線路區(qū)間進(jìn)行洞內(nèi)預(yù)加固，預(yù)加固方法為:每?jī)森h(huán)管片進(jìn)行一個(gè)斷面注漿，使用兩套注漿設(shè)備的注漿頭同時(shí)通過(guò)管片腰部的兩處注漿孔對(duì)管片壁后的土體進(jìn)行水泥-水玻璃雙液漿對(duì)稱注漿，注漿頭末端為注漿管，注漿深度為2米；
(3)洞門(mén)鋼套筒密封:盾構(gòu)機(jī)吊裝井底部設(shè)置鋼套筒底座，盾構(gòu)機(jī)在鋼套筒底座上組裝完成后裝上鋼套筒上蓋，使盾構(gòu)機(jī)處于鋼套筒底座和鋼套筒上蓋圍合而成的鋼套筒空間內(nèi)；在鋼套筒內(nèi)盾構(gòu)機(jī)后方軸向拼裝兩環(huán)負(fù)環(huán)管片，在負(fù)環(huán)管片后方設(shè)置反力架，反力架與鋼套筒進(jìn)行剛性連接，負(fù)環(huán)管片通過(guò)盾構(gòu)千斤頂頂至反力架；在盾殼、負(fù)環(huán)管片和鋼套筒間密實(shí)填充砂及膨潤(rùn)土泥漿；洞門(mén)設(shè)置預(yù)埋鋼環(huán)，在鋼套筒上與反力架連接處設(shè)置小型千斤頂，小型千斤頂將鋼套筒頂住貼近洞門(mén)設(shè)置預(yù)埋鋼環(huán)，使鋼套筒與洞門(mén)設(shè)置預(yù)埋鋼環(huán)之間完全1?、封；
(4)盾構(gòu)掘進(jìn):采用土壓平衡掘進(jìn)模式，勻速直線掘進(jìn)，襯砌管片每環(huán)寬度1.5米，出土量44.1m3/環(huán)；將從洞門(mén)起至下穿運(yùn)營(yíng)線路一定距離后的區(qū)段劃分為穿越前控制段、穿越控制段和穿越后控制段三個(gè)施工控制階段，其中:
穿越前控制段推進(jìn)速度40mm/min左右，土壓力取靜止水土壓力±0.2bar ；
穿越控制段推進(jìn)速度60mm/min左右，土壓力取靜止水土壓力±0.1bar ；
穿越后控制段推進(jìn)速度50mm/min左右，土壓力取靜止水土壓力±0.2bar ；
(5)前盾同步注漿:在盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)，使用兩臺(tái)可調(diào)節(jié)流量的泵通過(guò)盾構(gòu)前盾的超前注漿孔向盾殼與上覆土體之間的間隙填充改性水玻璃惰性漿液，改性水玻璃惰性漿液的彈性模量稍大于上覆土體的彈性模量，改性水玻璃惰性漿液的泊松比多0.3，注漿壓力為1.1-1.2倍的靜止土壓力。按直徑6米、1.5米管片長(zhǎng)度、6.28米的盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖直徑計(jì)算，管片與土體之間的空隙為4.05m3，為確保充分填充空隙，注漿量為空隙體積的150%-170%，即6m3/ 環(huán)-7m3/ 環(huán)；
(6)管片拼裝:盾構(gòu)推進(jìn)結(jié)束后等待一段時(shí)間，待周圍土體與盾構(gòu)機(jī)固結(jié)在一起后回縮盾構(gòu)千斤頂進(jìn)行管片拼裝，千斤頂?shù)幕乜s距離控制在滿足管片拼裝即可。
[0006]進(jìn)一步地，步驟(I)所述監(jiān)測(cè)斷面間距5-10m，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面上均勻布設(shè)5_6個(gè)觀測(cè)棱鏡。
[0007]進(jìn)一步地，步驟(I)所述全站儀觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法為:
第I次觀測(cè)時(shí)，先使全站儀人工概略照準(zhǔn)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，再使其自動(dòng)精確照準(zhǔn)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用方向法觀測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方向值及距離進(jìn)而得出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)(xo，Y0, Z0);采用多次觀測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)平差后，作為后續(xù)位移變化量處理的初始值；
從第2次觀測(cè)開(kāi)始，全站儀利用基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)得自身的三維坐標(biāo)，進(jìn)而得出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值(Xi，Yi，Zi)，并得出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移兩個(gè)方向的變形值(dX，dY)和沉降方向變形值(dz )，得出成果表格及位移變化曲線圖。
[0008]進(jìn)一步地，步驟(2)所述注漿管為鋼花管，鋼花管前部60cm范圍內(nèi)設(shè)3組出漿孔，每組3個(gè)孔，孔組間距20cm。
[0009]進(jìn)一步地，步驟(2)所述注漿孔待盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的影響范圍之后封孔。
[0010]進(jìn)一步地，在步驟(3)所述洞門(mén)設(shè)置預(yù)埋鋼環(huán)與鋼套筒之間安裝一套過(guò)渡環(huán)，過(guò)渡環(huán)與預(yù)埋鋼環(huán)滿焊連接，使接口完全密封。
[0011]進(jìn)一步地，步驟(4)所述穿越前控制段為從洞門(mén)起第1-6環(huán)管片或第1-7環(huán)管片；穿越控制段為從洞門(mén)起第7-27環(huán)管片或第8-28環(huán)管片；穿越后控制段為從洞門(mén)起第
28-40環(huán)管片或第29-40環(huán)管片。
[0012]進(jìn)一步地，步驟(5 )所述改性水玻璃惰性漿液由A液和B液兩部分通過(guò)連接到泵的Y型注漿頭混合而成，B液質(zhì)量占比為5%-6%，其中A液為膨潤(rùn)土漿液，質(zhì)量配比為膨潤(rùn)土:水=1:2，B液為水玻璃液，質(zhì)量配比為水玻璃:水=1:1。
[0013]進(jìn)一步地，步驟(6)所述管片拼裝時(shí)通過(guò)反轉(zhuǎn)螺旋機(jī)維持盾構(gòu)前方土體平衡。
[0014]進(jìn)一步地，還包括對(duì)在施隧道下穿運(yùn)營(yíng)線路影響范圍內(nèi)的土體進(jìn)行雙液漿二次注漿加固的如下步驟:
1)盾構(gòu)掘進(jìn)的同時(shí)在盾尾后5-8環(huán)處從在施隧道上部注漿孔進(jìn)行雙液漿加固，同時(shí)在運(yùn)營(yíng)線路影響范圍內(nèi)通過(guò)在運(yùn)營(yíng)線路內(nèi)鋪設(shè)的二次注漿高壓注漿管對(duì)運(yùn)營(yíng)線路壁后進(jìn)行二次雙液漿注漿；
2)在對(duì)盾構(gòu)機(jī)盾尾后2-3環(huán)處除進(jìn)行注漿外，還對(duì)有影響的區(qū)段從在施隧道左上方或者頂部90度范圍內(nèi)的注漿孔進(jìn)行改性漿液的注入；
3)在施隧道下穿運(yùn)營(yíng)線路出影響范圍后，對(duì)影響范圍內(nèi)的在施隧道土體和運(yùn)營(yíng)線路壁后再次進(jìn)行雙液漿注漿加固；
上述雙液漿由甲液和乙液混合而成，其中甲液質(zhì)量配比為粉煤灰:水泥:膨潤(rùn)土:水=2:0.4:0.24:1300,乙液為水玻璃。
[0015]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有施工方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)施工的同時(shí)對(duì)運(yùn)營(yíng)線路的變形量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整掘進(jìn)和注漿等施工參數(shù)，確保將運(yùn)營(yíng)線路的變形量控制在安全和合理區(qū)間，大大提高了施工質(zhì)量；
2)施工前對(duì)運(yùn)營(yíng)線路進(jìn)行預(yù)加固，可有效控制運(yùn)營(yíng)線路的變形量；
3)采用始發(fā)或接收鋼套筒，一方面，通過(guò)鋼套筒這個(gè)密閉的空間提供平衡掌子面的水土壓力，使盾構(gòu)提前建立壓力，避