本發(fā)明涉及一種明挖隧道結構上浮后的復位處理方法和系統(tǒng)，屬于地鐵隧道施工技術領域。

背景技術：

如圖1所示，為明挖隧道的結構圖，隧道1兩側用中粗砂2回填，頂板覆土還未完成，因基坑3四周路網(wǎng)排水系統(tǒng)極不完善，在雨季，大量雨水迅速從四周涌向該段結構基坑，短時間內基坑內水位急劇上升，迅速淹沒頂板以上。由于基坑中的積水不能及時排除，或者覆土厚度不滿足抗浮要求，浮力大于結構自重后造成結構上浮，同時，結構兩側回填砂下陷并流入主體結構底板以下，暴雨過后水位下降結構無法復位。針對已經發(fā)生上浮的隧道結構，目前并未有很好的復位處理辦法，若無法有效復位則不滿足使用要求，將給工程造成極大的損失。

技術實現(xiàn)要素：

基于以上不足，本發(fā)明一方面要解決的技術問題是提供一種明挖隧道結構上浮后的復位處理方法，其能夠對上浮的明挖隧道結構進行復位處理。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種明挖隧道結構上浮后的復位處理方法，包括以下步驟：

(1)抽排基坑內積水；

(2)在明挖隧道底部設置支撐裝置，并對明挖隧道結構周圍的中粗砂進行清理；

(3)往基坑內灌水，同時在明挖隧道結構的頂板上設置壓重，并調整壓重使明挖隧道結構處于臨界懸浮狀態(tài)，將支撐裝置取出；

(4)抽排基坑內的水，同時對頂板位置進行監(jiān)測；

(5)往明挖隧道結構的底板底注漿直至漿液溢到底板底以上標高。

所述步驟(2)包括以下步驟：

(21)對明挖隧道結構兩側的中粗砂進行挖除；

(22)在變形縫和施工縫兩端設置結構限位裝置；

(23)在底板以下設置支撐裝置；

(24)對底板底部進行沖洗以進行全面清砂處理。

所述步驟(2)還包括在頂板上布置高程監(jiān)測點位的步驟。

在所述步驟(3)前還包括在變形縫處設置水位觀測標尺的步驟；和/或，在所述步驟(3)前還包括對底板底部進行注漿處理的步驟。

所述步驟(4)中，在抽排基坑內的水的同時還對明挖隧道結構進行糾偏使其恢復到平面位置。

所述步驟(5)包括兩次注漿，第一次注漿為常壓注漿，第二次注漿為高壓注漿，高壓注漿的注漿壓力為0.5-0.8mpa，第二次注漿時間為第一次注漿漿體初凝期。

采用以上技術方案，本發(fā)明取得了以下技術效果：

本發(fā)明提供的明挖隧道結構上浮后的復位處理方法，通過先對明挖隧道結構兩側及底部進行清砂，并通過水沖洗干凈后將水抽排，再往底部注漿的方法，能夠對上浮的明挖隧道進行復位處理；在抽排水的同時對明挖隧道結構進行糾偏，防止明挖隧道結構傾斜；兩次注漿，第一次為常壓注漿，第二次為高壓注漿，底板底部基底結構更為牢固，不會發(fā)生上浮。

本發(fā)明另一方面要解決的技術問題是提供一種明挖隧道結構上浮后的復位處理系統(tǒng)，其能夠將上浮后的明挖隧道結構進行復位。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種明挖隧道結構上浮后的復位處理系統(tǒng)，包括設置在明挖隧道結構底部的注漿裝置和支撐裝置，設置在明挖隧道結構兩側的限位裝置，往明挖隧道結構的基坑內灌水的灌水裝置、將基坑內的水抽排的抽水裝置以及設置在明挖隧道結構頂部的糾偏裝置。

所述注漿裝置包括一次注漿管和二次注漿管，所述依次注漿管為常壓注漿管，所述二次注漿管為高壓注漿管。

所述支撐裝置為設置在所述明挖隧道結構正下方的杉木支墊。

所述限位裝置包括設置在明挖隧道結構底部側面的固定墩以及設置在固定墩與所述明挖隧道結構之間的四氟板；和/或，所述糾偏裝置包括膨脹螺栓、錨桿和將所述膨脹螺栓和錨桿連接的倒鏈，所述膨脹螺栓設置在明挖隧道結構上，所述倒鏈設置在明挖隧道結構的側墻上。

采用以上技術方案，本發(fā)明取得了以下技術效果：

本發(fā)明提供的明挖隧道結構上浮后的復位處理系統(tǒng)，通過支撐裝置對明挖隧道結構進行支撐，以對明挖隧道結構兩側及底部進行清砂，通過灌水裝置往基坑灌水使明挖隧道結構浮起以將支撐裝置拿開，再通過抽水裝置將水抽出，在抽水的同時通過糾偏裝置防止明挖隧道結構傾斜，最后通過注漿裝置往明挖隧道結構的底部注漿，從而對上浮的明挖隧道進行復位處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明明挖隧道結構的結構圖；

圖2為本發(fā)明明挖隧道結構上浮后的復位處理裝置的限位裝置的平面布置圖；

圖3為本發(fā)明明挖隧道結構上浮后的復位處理裝置的結構圖；

圖4為本發(fā)明明挖隧道結構上浮后的復位處理裝置的杉木支墊的平面布置示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種明挖隧道結構上浮后的復位處理方法，包括以下步驟：

(1)抽排基坑3內積水；在積水抽排前期，因積水較多，首先采取大功率水泵對基坑3內的積水進行抽排，直到基坑3中粗砂表面基本無積水時，改換小功率水泵對少量的中粗砂孔隙水進行抽排。

(2)對明挖隧道結構周圍的中粗砂進行挖除；具體包括：

(21)對明挖隧道結構1兩側的中粗砂2進行挖除；

隨著基坑3內積水的抽排，采用1臺長臂挖機、1臺普通挖機對明挖隧道兩側中粗砂2進行挖除，結構兩側中粗砂2挖除過程應對稱進行，考慮到基坑3越往下，空間越狹小，后期采用人工配合機械的方式進行掏砂處理，挖出的中粗砂運至基坑坡頂兩側，側墻兩側掏砂后，觀察底板以下墊層情況，以確定底板墊層是否同底板一起上浮。

(22)在變形縫4和施工縫5兩端設置限位裝置6；為避免復位處理過程中結構平面位置朝不利方向發(fā)展，變形縫4、施工縫5兩端需設置限位裝置6。限位裝置6包括設置在明挖隧道底部側面的固定墩61以及設置在固定墩61與所述明挖隧道結構1之間的四氟板62。

(23)在底板以下設置杉木支墊；

限位裝置6設置完成后，將杉木支墊7的位置用紅油漆標識清楚，并將杉木支墊7空間范圍的中粗砂掏出，然后將杉木支墊7塞入底板8以下，并與底板8緊貼；杉木支墊每3m左右對稱設置一道，支墊為方塊狀，長1200mm，寬500mm，高度根據(jù)結構上浮高度進行確定；杉木支墊的平面位置示意圖見圖4。同時，為保障杉木支墊7后期的順利取出，需在杉木支墊7兩端各連接一根鋼絲繩71；另外，為避免后期杉木支墊7取出過程中發(fā)生遺漏，需對每一根杉木支墊7進行編號記錄。

杉木支墊7安裝到位后，需要在頂板9上布置高程監(jiān)測點位，每42m節(jié)段設置3處，每處左右各設置1個監(jiān)測點位；在橫向距離外側墻1m,縱向距離變形縫1m處設置1處監(jiān)測點位，施工縫位置設置1處。監(jiān)測點位為打入頂板內的膨脹螺栓，監(jiān)測點位布置完成后，測量人員將點位高程初始值進行采集，以便于后期對比，防止兩側發(fā)生不均勻下沉。

(24)對底板底部進行沖洗以進行全面清砂處理；

杉木支墊及高程監(jiān)測點位布置完成后，通過高壓水槍朝底板以下中粗砂進行沖洗，沖洗過程結構兩側應同時對稱進行；為達到將沖出的中粗砂及時清除，基坑兩側同時設置吸砂坑10，每10m設置1個，吸砂坑尺寸為長500mm，寬500mm，深500mm，吸砂坑10內設置5.5kw吸沙泵進行抽排中粗砂；同時，過濾后的水循環(huán)利用，當無中粗砂沖出或人眼觀察方式發(fā)現(xiàn)底板底無中粗砂時，可以停止清砂作業(yè)。在底板底清砂過程中，測量人員對頂板高程監(jiān)測點位進行連續(xù)監(jiān)測，防止結構兩側發(fā)生傾斜。

(3)往基坑內灌水，同時在明挖隧道結構的頂板上設置壓重，并調整壓重使明挖隧道結構處于臨界懸浮狀態(tài)，將支撐裝置取出；

因頂板9標高不一致，為保障基坑3灌水后，明挖隧道結構1能同時處于臨界懸浮狀態(tài)，需對每段結構分別進行壓重；對頂板9的壓重采用砂袋的方式，并根據(jù)每袋砂袋裝砂的平均重量及砂袋數(shù)量進行控制，壓重過程應左右對稱，同時壓重應嚴格按照理論計算重量進行作業(yè)?？紤]到壓重計算前提屬于理想狀況，在實際操作過程中，需分級壓重，在灌水前，先按照80％進行壓重，然后根據(jù)灌水過程中連續(xù)監(jiān)測結構上浮情況，分別進行壓重調整；基坑灌水前，為方便控制水位高低情況，需在變形縫處設置水位監(jiān)測點，監(jiān)測點形式為標有刻度的水位觀測標尺，并牢固的固定于結構兩側側墻上；同時，水位觀測標尺安裝時，測量人員應將臨界水位標高標識于側墻上，以便水位觀測標尺的精確安裝；

在對底板8以下涌入的中粗砂進行處理過程中，可能存在對地基的擾動，同時地基長時間泡水后存在軟化，需對底板8底部進行注漿處理，因結構高程復位后，注漿管很難伸入到底板底，需提前預留注漿管，注漿管分一次注漿管和二次注漿管；一次注漿管采用直徑為1.5cm的鍍鋅鋼管，每5m設置1道，結構兩側對稱布置，鍍鋅鋼管端頭即為出漿口；二次注漿管同樣采用直徑為1.5cm的鍍鋅鋼管，每2.5m設置1道，結構兩側對稱布置，二次注漿管出漿口及端頭應密封，保證一次注漿時漿液不進入二次注漿管內，其中出漿口孔徑為5mm，間距為500mm梅花型設置；

為防止變形縫鋼邊止水帶在灌水處理過程中，發(fā)生撕裂，造成結構內外貫通，需對變形縫進行處理，處理措施如下：對外側墻處變形縫的處理，將結構側墻外側變形縫接縫處鑿開，再向縫內灌瀝青膏；對底板處變形縫的處理，在結構內側將底板變形縫接縫處鑿開，再向縫內灌瀝青膏；另外，為防止變形縫鋼邊止水帶拉裂，還需提前采取應急措施，現(xiàn)場需提前準備瀝青麻絲，并觀察洞內變形縫情況，主要包括變形縫開口，錯臺情況、施工縫、有害裂紋；在變形縫處鋼邊止水帶、瀝青膏被水貫穿后，向縫內填塞瀝青麻絲或棉絮，并將其堵??；

水位監(jiān)測標尺、頂板壓重等工作完成后，開始向基坑內灌水，灌水高度為水位監(jiān)測標尺刻度為0的位置，也就是臨界水位，灌水過程中，應派專人對水位進行觀測，以便及時控制水位高度。同時，為避免壓重及計算誤差對臨界水位的影響，對高程監(jiān)測點位進行監(jiān)測，以對實際臨界水位進行驗證，確保底板8底部杉木支墊7在無壓狀態(tài)下順利取出?；庸嗨?，需對變形縫4情況進行檢查，并對其采用瀝青麻絲或棉絮進行臨時堵塞，防止變形縫漏水，結構復位處理完成后，再將用于堵塞的瀝青麻絲或棉絮取出；

(4)抽排基坑內的水，同時對頂板位置進行監(jiān)測；

基坑水位達到臨界懸浮狀態(tài)后，開始對照杉木支墊記錄表，對底板底杉木支墊依次對稱拉出；拉出的方式采用外部倒鏈連接杉木支墊上的鋼絲繩，并通過倒鏈將其拉出，拉出過程中，如若力量偏大仍無法拉出，應立即停止作業(yè)，通過減少頂板壓重或提高水位的方式，緩慢嘗試拉出，直至杉木支墊順利取出；杉木支墊全部取出后，開始采用水泵對基坑內的水進行抽排，同時對頂板高程監(jiān)測點位進行監(jiān)測，以檢查結構高程復位情況；

基坑抽排水過程中，要根據(jù)結構平面偏差情況進行糾偏，具體措施如下：在頂板上設置φ20膨脹螺栓11，每42m設置左右各兩根，具體位置見圖3；在膨脹螺栓11對應側墻設置錨桿12，通過2t倒鏈13連接錨桿12與膨脹螺栓11；在基坑3灌水和取杉木支墊7后，通過倒鏈13調節(jié)，使明挖隧道結構1盡量恢復至平面位置；平面糾偏完成后，對上浮段結構斷面進行復測，每5m復測一個斷面；

(5)往明挖隧道結構的底板底注漿直至漿液溢到底板底以上標高；

注漿采用p.o42.5普通硅酸鹽水泥配制的水泥砂漿，其水灰比0.5，漿體強度為m30。注漿為兩次注漿，第一次為常壓注漿，第二次為高壓注漿，高壓注漿的注漿壓力為0.5-0.8mpa，第二次注漿時間為第一次注漿漿體初凝期；注漿時，水泥砂漿通過注漿管向底板底灌注，隨著漿液的灌入，側墻兩側基坑同樣會溢入，待漿液溢到底板底以上標高時，即可停止注漿；注漿漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，并在初凝前用完；注漿完成后，注漿管應盡量取出；

(6)對變形縫進行防水處理，具體施工方法如下：

將麻絲放入熔化后的瀝青中，然后將沾滿瀝青的麻絲填充到變形縫中并填實；在變形縫兩側結構上噴涂一層非固化防水涂料，再在涂料上面鋪設一層玻璃纖維布，然后再噴涂一層非固化防水涂料，再鋪設一層玻璃纖維布，最后再噴涂一層非固化防水涂料。

如圖2-圖4所示，本發(fā)明提供了一種明挖隧道結構上浮后的復位處理系統(tǒng)，包括設置在明挖隧道結構底部的注漿裝置和支撐裝置，設置在明挖隧道結構兩側的限位裝置6，往明挖隧道結構的基坑內灌水的灌水裝置、將基坑內的水抽排的抽水裝置以及設置在明挖隧道結構頂部的糾偏裝置。

如圖2和圖3所示，限位裝置6包括設置在明挖隧道結構底部側面的固定墩61以及設置在固定墩61與所述明挖隧道結構1之間的四氟板62，限位裝置可以對明挖隧道結構兩側進行限位。如圖4所示，支撐裝置為設置在所述明挖隧道結構正下方的杉木支墊7。杉木支墊7設置在明挖隧道結構的底板8以下，并與底板8緊貼；杉木支墊7對稱分布在明挖隧道結構1的兩側，每3m左右設置一道，杉木支墊7為方塊狀，長1200mm，寬500mm，高度根據(jù)結構上浮高度進行確定，設置杉木支墊7可以防止在后續(xù)清砂過程中明挖隧道結構發(fā)生傾斜。杉木支墊7上連接用于將杉木支墊拉出的鋼絲繩71。

在明挖隧道結構兩側設置限位裝置6，在底板8下方設置杉木支墊7后，就可以對明挖隧道結構的兩側和底板底部進行清砂處理，可以通過沖洗裝置對基坑進行全面清砂。沖洗裝置可以為高壓水管，此為現(xiàn)有技術，此處不再贅述。為達到將沖出的中粗砂及時清除，基坑兩側同時設置吸砂坑10，每10m設置1個，吸砂坑尺寸為長500mm，寬500mm，深500mm，吸砂坑10內設置5.5kw吸沙泵進行抽排中粗砂；同時，過濾后的水循環(huán)利用，當無中粗砂沖出或人眼觀察方式發(fā)現(xiàn)底板底無中粗砂時，可以停止清砂作業(yè)。

清砂處理后，通過灌水裝置對基坑進行灌水，灌水裝置可以為水泵?；庸嗨?，為方便控制水位高低情況，在明挖隧道結構的兩側側墻上設置有標有刻度的水位觀測標尺。灌水時為了防止明挖隧道結構上浮，在明挖隧道結構頂部設置壓重裝置，所述壓重裝置為砂袋。通過往基坑3內灌水，可以使明挖隧道結構1上浮，從而可以將杉木支墊7取出。在杉木支墊7全部取出后，可以采用水泵對基坑內3的水進行抽排，在抽排水的過程中，要根據(jù)結構平面偏差情況通過糾偏裝置進行糾偏，所述糾偏裝置包括膨脹螺栓11、錨桿12和將所述膨脹螺栓11和錨桿12連接的倒鏈13，所述膨脹螺栓11設置在明挖隧道結構的頂板9上，所述倒鏈13設置在明挖隧道結構1的側墻上。通過倒鏈13調節(jié)，使明挖隧道結構1盡量恢復至平面位置。

在將基坑內的水抽排完后，可以通過注漿裝置往基坑內注漿，注漿裝置包括一次注漿管和二次注漿管，所述依次注漿管為常壓注漿管，所述二次注漿管為高壓注漿管。注漿采用p.o42.5普通硅酸鹽水泥配制的水泥砂漿，其水灰比0.5，漿體強度為m30。注漿分為兩次注漿，第一次采用常壓注漿管進行常壓注漿，第二次采用高壓注漿管進行高壓注漿，高壓注漿的注漿壓力為0.5-0.8mpa，第二次注漿時間為第一次注漿漿體初凝期；注漿時，水泥砂漿通過注漿管向底板底灌注，隨著漿液的灌入，側墻兩側基坑同樣會溢入，待漿液溢到底板底以上標高時，即可停止注漿。

還包括對變形縫進行防水處理的防水裝置，所述防水裝置包括用于填充變形縫的沾滿瀝青的麻絲、設置在變形縫兩側的防水層，所述防水層包括至少一層非固化防水涂料層和至少一層玻璃纖維布層，所述防水涂料層和所述玻璃纖維布層交錯層疊設置，防水層的底層為非固化防水涂料層。

最后應說明的是：以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。