專(zhuān)利名稱(chēng)：盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地鐵隧道施工中盾構(gòu)近距離穿越構(gòu)筑物的施工方法，尤其涉及盾構(gòu)近
距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)已經(jīng)在能源、交通等領(lǐng)域的隧道建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，其成 為地下空間開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)；其中，該盾構(gòu)法施工以其節(jié)約地下空間資源，并且能提高地鐵 線(xiàn)路在狹窄道路的穿行能力，因而成為了隧道施工中的主要方法。然而隨著城市密集度的 不斷提高，高層建筑物的不斷增加，而且地下又布滿(mǎn)了眾多管線(xiàn)，因此采用盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵 施工時(shí)，盾構(gòu)難免近距離穿越各類(lèi)管線(xiàn)。通常情況下，在盾構(gòu)近距離穿越大型管線(xiàn)時(shí)，采取 改排管線(xiàn)(或停運(yùn))以此來(lái)降低工程施工風(fēng)險(xiǎn)；然而，對(duì)于污水總管等直徑大于3m的大型 管線(xiàn)，不具備改排(或停運(yùn))條件，不能用通常情況下的盾構(gòu)施工方法近距離穿越大口徑管 線(xiàn)。 并且，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，隨著世界各國(guó)城市地下空間的不斷開(kāi)發(fā) 與利用，在新建地下結(jié)構(gòu)時(shí)遇到了許多"近接施工"問(wèn)題，近接施工引起的土體沉降可能危 及周邊建(構(gòu))筑物和近接地下既有結(jié)構(gòu)和管線(xiàn)的安全，并可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社 會(huì)影響。 利用盾構(gòu)法施工遇到近接施工時(shí)，在設(shè)計(jì)和施工中要可靠地預(yù)測(cè)和有效地抑制近 接施工引起的過(guò)大地層位移或沉降，以及在近接施工中防止坍塌，確保周邊建(構(gòu))筑物和 地下管線(xiàn)安全，并且確保工程建設(shè)的安全、順利，減少城市動(dòng)遷量和工程投資；而且在地下 構(gòu)筑物中最多的是各種各樣的大型管線(xiàn)，其不具備改排(或停運(yùn))條件，因此有必要提出一 種盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法， 通過(guò)在施工前對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行探測(cè)，掌握大口徑管線(xiàn)的情況，根據(jù)該掌握的大口徑管線(xiàn) 的情況，對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)；在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)前，布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在盾構(gòu)穿越大口 徑管線(xiàn)時(shí)對(duì)大口徑管線(xiàn)周?chē)馏w的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保施工的順利進(jìn)行；并且在盾構(gòu) 穿越大口徑管線(xiàn)后，對(duì)周?chē)某两颠M(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)脫出盾尾的管片進(jìn)行二次注漿，確保大型管 線(xiàn)的后期沉降符合標(biāo)準(zhǔn)。 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法， 其包括步驟 步驟一、對(duì)要穿越的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況進(jìn)行探勘了解； 步驟二、對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行預(yù)保護(hù)根據(jù)所了解的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況，在進(jìn)行 盾構(gòu)穿越前對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行預(yù)保護(hù)； 步驟三、設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)其包括對(duì)大口徑管線(xiàn)的沉降監(jiān)測(cè)，地表沉降監(jiān)測(cè)，以及土體測(cè)斜的監(jiān)測(cè)； 步驟四、開(kāi)始盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)，并在穿越的過(guò)程中進(jìn)行同步注漿； 步驟五、在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)時(shí)，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次注漿。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述對(duì)大口徑管線(xiàn)的沉降監(jiān)測(cè)方法為在大口徑管線(xiàn)軸
線(xiàn)方向上布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)采用鉆孔方法，其中鉆孔的孔底在大口徑管線(xiàn)的管道頂。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述地表沉降監(jiān)測(cè)通過(guò)在大口徑管線(xiàn)的地表沿盾構(gòu)軸
線(xiàn)方向布置軸向測(cè)點(diǎn)，沿垂直盾構(gòu)軸線(xiàn)方向的徑線(xiàn)方向布置徑向測(cè)點(diǎn)來(lái)監(jiān)測(cè)。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述的土體測(cè)斜為在盾構(gòu)穿越段的大型管道周?chē)艿?br> 徑向范圍內(nèi)，布設(shè)測(cè)斜點(diǎn)，監(jiān)測(cè)土體水平位移變化。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述二次注漿所用的漿液為雙漿液。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于在步驟五中，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次注漿時(shí)，
采用在管片周邊少量多次壓注雙液漿，使雙液漿均勻充填于隧道周?chē)障丁?br> 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于還包括步驟在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)前，根據(jù)土體靜壓
力公式推算土壓力，根據(jù)該推算出的土壓力確定盾構(gòu)切口剛進(jìn)入大口徑管線(xiàn)區(qū)域時(shí)的土壓
力設(shè)定值。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于在盾構(gòu)穿越大口管線(xiàn)時(shí)，應(yīng)將出土量控制在理論值的 98% 102%。 通過(guò)以上所述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法通 過(guò)在施工前對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行探測(cè)，掌握大口徑管線(xiàn)的情況，根據(jù)該掌握的大口徑管線(xiàn)的 情況，對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)；在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)前，沿大口徑管線(xiàn)軸線(xiàn)方向布置監(jiān)測(cè) 點(diǎn)，監(jiān)測(cè)大口徑管線(xiàn)的沉降情況；在穿越段于大口徑管線(xiàn)的地表布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)該些監(jiān)測(cè) 點(diǎn)，監(jiān)測(cè)穿越段的地表沉降；在穿越段的管線(xiàn)周?chē)贾眯睖y(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)穿越段管線(xiàn)周?chē)馏w的 橫向位移，通過(guò)該些監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工進(jìn)行過(guò)程中的管線(xiàn)沉降、地表沉降以及管線(xiàn)周?chē)馏w 的橫向位移從而可以確保施工的順利進(jìn)行；并且在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)后，對(duì)周?chē)某两?進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)脫出盾尾的管片進(jìn)行二次注漿，確保大型管線(xiàn)的后期沉降符合標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為52環(huán)的測(cè)點(diǎn)在利用雙液漿二次注漿后的沉降曲線(xiàn)；
圖2為62環(huán)的測(cè)點(diǎn)在利用雙液漿二次注漿后的沉降曲線(xiàn)。
圖3為91環(huán)(上行線(xiàn)穿越段)的測(cè)點(diǎn)在利用雙液漿二次注漿后的沉降曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)一具體實(shí)施例描述本發(fā)明提供的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法。以 上海某軌道交通單圓盾構(gòu)區(qū)間段近距離穿越①3500合流污水管的試驗(yàn)為例作為實(shí)施例， 其采用國(guó)產(chǎn)cp6.34m土壓平衡單圓盾構(gòu)進(jìn)行施工，盾構(gòu)機(jī)殼體長(zhǎng)度為8. 34m，隧道的尺寸為 外徑(p6.2m，內(nèi)徑5. 5m ;該工程區(qū)間段上行線(xiàn)盾構(gòu)機(jī)近距離穿越①3500合流污水管，穿越 時(shí)盾構(gòu)距離該合流污水管的最小凈距僅有2. 9m，隧道中心線(xiàn)標(biāo)高約為-12. 355m，上行線(xiàn)豎 曲線(xiàn)為坡度8%。的下坡段，平面為直線(xiàn)段；在上行線(xiàn)盾構(gòu)已成功穿越①3500合流污水管后，進(jìn)行二次注漿，同時(shí)進(jìn)行高架樁基拔除，高架樁基樁長(zhǎng)37m，合流污水管距離樁基套管最近 距離1.72m，樁基拔除后，充填C10低度砂漿，樁基拔除和充填砂漿過(guò)程對(duì)污水管形成了第 二次擾動(dòng)；完成樁基拔除并對(duì)樁孔充填完后，下行線(xiàn)盾構(gòu)穿越合流污水管，穿越時(shí)盾構(gòu)距離 該合流污水管的最小凈距僅有2. 9m，下行線(xiàn)豎曲線(xiàn)為坡度8. 128%。的下坡段，平面為R600 的曲線(xiàn)段，該下行線(xiàn)穿越過(guò)程對(duì)合流污水管造成第三次擾動(dòng)。 在該具體實(shí)施例中，盾構(gòu)近距離穿越大口徑合流污水管時(shí)會(huì)對(duì)合流污水管有三次 大的擾動(dòng)，因此必須做好穿越段的施工，保證盾構(gòu)近距離穿越大口徑的合流污水管時(shí)，不會(huì) 對(duì)合流污水管造成影響，保證盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)施工的順利進(jìn)行，其具體施工步驟如下 描述 — 、穿越大口徑管線(xiàn)的前期準(zhǔn)備 在盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)前，收集有關(guān)大口徑管線(xiàn)的相關(guān)資料，包括l)有 關(guān)該大口徑管線(xiàn)的圖紙資料，并現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)該大口徑管線(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式；2)分析大口徑管線(xiàn)的 埋深、所處土層的地質(zhì)條件；3)確定大口徑管線(xiàn)與隧道砌襯的相對(duì)位置，從而可以根據(jù)該 大口徑管線(xiàn)與隧道襯砌的相對(duì)位置確定不同區(qū)域的施工技術(shù)措施。 在該具體實(shí)施例中的大型管線(xiàn)為①3500合流污水管，其為西德ZUBLIN頂管，鋼筋 混凝土預(yù)制管節(jié)，結(jié)構(gòu)厚度30cm，每節(jié)長(zhǎng)2. 4m，管節(jié)之間為承插式連接；合流污水管所處地 層為砂質(zhì)粉土，盾構(gòu)穿越管線(xiàn)時(shí)主要位于砂質(zhì)粉土層和淤泥質(zhì)粘土層；合流污水管與隧道 十字相交，上行線(xiàn)涉及于砌襯93環(huán) 97環(huán)的上部，下行線(xiàn)涉及砌襯94 98環(huán)。
二 、對(duì)大口徑管線(xiàn)的預(yù)保護(hù) 在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)前，使用探測(cè)機(jī)器人或者潛水員探摸等措施檢查了解盾構(gòu) 穿越部位上部污水管現(xiàn)有的情況，包括管段接口間的不均勻沉降，接口間的張角，管段是否 有損壞等；其中，探摸范圍為上下行盾構(gòu)兩側(cè)范圍10m，由第三方單位出具管線(xiàn)探摸調(diào)查報(bào) 告，明確管道現(xiàn)有情況及具體的指標(biāo)，如目前沉降值、允許沉降值，是否存在漏水情況，滲漏 量等，如探摸大口徑管線(xiàn)有部分破損，根據(jù)損壞情況，進(jìn)而制定相應(yīng)預(yù)保護(hù)措施如周邊地基 預(yù)加固，內(nèi)置套管等。在該具體實(shí)施例中，合流污水管道經(jīng)過(guò)實(shí)地探摸表明該管線(xiàn)被穿越前 情況良好，無(wú)任何滲漏、張角等問(wèn)題，因此無(wú)需進(jìn)行預(yù)保護(hù)。
三、盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)前的試驗(yàn)分析 在盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)前需要對(duì)穿越段的注漿工藝進(jìn)行試驗(yàn)分析，確保盾 構(gòu)在穿越大口徑后不會(huì)引起周?chē)h(huán)境的變化，以保證盾構(gòu)能順利的近距離穿越大口徑管 線(xiàn)，試驗(yàn)段設(shè)置在①3500污水管前方，在該具體實(shí)施例中該區(qū)域恰好處于管片的54環(huán) 67 環(huán)，不影響穿越①3500污水管施工。該試驗(yàn)分析主要包括 1)在盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)前進(jìn)行同步注漿試驗(yàn)通過(guò)調(diào)整同步注漿孔位、 同步注漿量，分析土體脫出盾尾階段和后期沉降階段的沉降變化量，分析該區(qū)間漿液與土 體的綜合性能，確定穿越階段同步注漿量的范圍，以及高架拔樁后其充填C10砂漿液對(duì)其 影響范圍；在該試驗(yàn)段54 67環(huán)同步注槳量設(shè)定在4m3 4. 3m3之間，為理論建筑孔隙的 250%左右，同步注槳壓力為0. 3Mpa左右，采用盾構(gòu)機(jī)1#、2#兩個(gè)注槳孔進(jìn)行同步注槳；通 過(guò)同步注漿試驗(yàn)，并根據(jù)同步注漿試驗(yàn)后的土體沉降得知同步注漿不能有效控制土體后期 沉降，因此需要在同步注漿后進(jìn)行二次注漿以此來(lái)控制土體后期沉降。
2)進(jìn)行二次注漿試驗(yàn)
為達(dá)到有效控制土體后期沉降的目的，因此進(jìn)行二次注漿試驗(yàn)，摸索不同漿液類(lèi) 型、注漿點(diǎn)和注入量對(duì)土體沉降的影響規(guī)律，以便于增強(qiáng)對(duì)地表及建(構(gòu))筑物的后期沉降 控制能力。 本次試驗(yàn)采用壁后注漿形式，利用單圓隧道左右兩側(cè)上部鄰接塊管片處的兩個(gè)注 漿孔進(jìn)行壁后補(bǔ)壓漿作業(yè)來(lái)檢驗(yàn)二次注漿對(duì)土體后期沉降的控制效果；二次注漿試驗(yàn)配備 了一套海納式注漿泵以及一臺(tái)拌漿桶，漿液由拌漿桶進(jìn)行拌制。 在試驗(yàn)中由于考慮到單液漿的主要特點(diǎn)為流動(dòng)性好、泌水性小，而雙液漿初凝時(shí) 間短，因此試驗(yàn)中分別采用了單液漿和雙液漿，反映效果差別。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)采用單液 漿進(jìn)行二次注漿，后期沉降持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，如55環(huán)的測(cè)點(diǎn)在用單液漿補(bǔ)漿后10環(huán)仍有較明 顯的下沉趨勢(shì)；而采用雙液漿進(jìn)行二次注漿，如62環(huán)測(cè)點(diǎn)在剛注完漿的幾環(huán)內(nèi)有一明顯下 沉過(guò)程后，沉降逐步趨于平緩，一般到9 IO環(huán)后已大致穩(wěn)定。因此在施工中主要采用雙 液漿進(jìn)行二次注漿，達(dá)到快速控制沉降趨勢(shì)，縮短后期沉降周期的目的。
參考圖1、圖2分別為52環(huán)和62環(huán)的雙液漿二次注漿后的沉降曲線(xiàn)，從以上沉降 曲線(xiàn)可以看出1)通過(guò)采用二次注漿措施，起到了減小土體后期沉降的作用，測(cè)點(diǎn)的累計(jì) 沉降量控制在-30mm以?xún)?nèi)；2)雙液漿的后期沉降速率較小。另外，二次注漿采用不同漿液 類(lèi)型，其抬升土體的作用大致相同；如對(duì)于55環(huán)的測(cè)點(diǎn)，當(dāng)壓注2m3單液漿后，測(cè)點(diǎn)上升了 7. 63mm ;對(duì)于62環(huán)的測(cè)點(diǎn)，當(dāng)壓注2m3雙液槳后，測(cè)點(diǎn)上升了 9. 66mm。 通過(guò)二次注漿試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行二次注漿時(shí)，l) 二次注漿時(shí)單次的注漿量不宜過(guò) 大， 一般控制在0. 5m3 1. 0m3之間；如果單次注漿量過(guò)大，則反而對(duì)土體擾動(dòng)加大，因此二 次注漿應(yīng)多次、間隔、少量地進(jìn)行；2)采用雙液漿進(jìn)行二次注漿，其影響范圍一般在注漿孔 位3m以?xún)?nèi)；由于污水管的體積及總量較大，為確保安全，在二次注漿時(shí)必須利用特殊襯砌 上增設(shè)的注漿孔；3)在盾構(gòu)脫出管片后5環(huán)左右，此時(shí)沉降量有急劇下降趨勢(shì)，故在此時(shí) 進(jìn)行二次補(bǔ)漿，能有效控制沉降量急劇下降并能最終有效的使后期沉降量控制在規(guī)范要求 內(nèi)。 通過(guò)以上的分析結(jié)果，決定在穿越①3500污水管后期采取在隧道管片左右兩側(cè) 上部鄰接塊管片處的兩個(gè)注漿孔注入0. 5m3 1. 0m3雙液漿進(jìn)行二次壓漿，以控制地面沉 降。 在盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)前的前期準(zhǔn)備工作還包括利用三維數(shù)值仿真模擬 單圓隧道施工對(duì)大口徑管線(xiàn)的影響，根據(jù)仿真模擬結(jié)果找到穿越施工過(guò)程中的薄弱區(qū)域， 從而可以在穿越施工過(guò)程中重點(diǎn)控制；另外建立中央控制室，并安排技術(shù)人員24小時(shí)值 班，監(jiān)視盾構(gòu)施工參數(shù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析及時(shí)將結(jié)論傳達(dá)給盾構(gòu)工 作面；配備兩臺(tái)電腦， 一臺(tái)用于監(jiān)視盾構(gòu)施工參數(shù)， 一臺(tái)用于收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理。
四、在做好了前期的準(zhǔn)備工作，并對(duì)大口徑管線(xiàn)做好預(yù)保護(hù)后，開(kāi)始利用盾構(gòu)穿越 大口徑管線(xiàn)，其中在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)的過(guò)程中，要做好對(duì)穿越大口徑管線(xiàn)時(shí)的施工監(jiān) 測(cè)，該施工監(jiān)測(cè)主要包括以下幾方面 1)大口徑管線(xiàn)沉降監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)大口徑管線(xiàn)的沉降狀況，其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)采用 鉆孔方法；首先在大口徑管線(xiàn)的管道軸線(xiàn)方向上定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，每隔5米布設(shè)一監(jiān)測(cè) 點(diǎn)，之后，根據(jù)該布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，用普通工程鉆機(jī)，在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置鉆一孔徑為 ①30 50mm的孔(其中，在理論上該孔的孔徑越小，其測(cè)量越準(zhǔn)確，在具體的施工中孔徑為
6O30 50mm已能滿(mǎn)足測(cè)量的需求)，鉆孔時(shí)要鉆至合流污水管道頂上，鉆孔時(shí)要注意不應(yīng) 對(duì)管道有傷害；在完成鉆孔后，將預(yù)置的沉降連接管放入孔中，在孔底即沉降連接管底澆筑 混凝土；在沉降連接管外套保護(hù)管，然后進(jìn)行管口保護(hù)處理。測(cè)量選用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān) 測(cè)，在該具體實(shí)施例中，選用瑞士生產(chǎn)的WILD-N3水準(zhǔn)儀一臺(tái)，測(cè)量精度±0. 2mm進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 每隔1小時(shí)收集一次監(jiān)測(cè)數(shù)值，并立即反饋到中央控制室。 2)地表沉降監(jiān)測(cè)在大口徑管線(xiàn)的地表沿盾構(gòu)軸線(xiàn)方向布置軸向測(cè)點(diǎn)，沿與盾構(gòu) 軸線(xiàn)方向垂直的徑向方向布置徑向測(cè)點(diǎn)，通過(guò)該些布置的軸向測(cè)點(diǎn)和徑向測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)近 距離穿越大口徑管線(xiàn)區(qū)段的地表沉降。 3) 土體測(cè)斜在盾構(gòu)穿越合流污水管的穿越段在管道周?chē)鷱较蚍秶荚O(shè)測(cè)斜點(diǎn)， 該具體實(shí)施例中布設(shè)兩個(gè)測(cè)斜點(diǎn)，測(cè)土體橫向水平位移變化，在該具體實(shí)施例中主要采用 精度為0. 02mm/500mm美國(guó)Sinco測(cè)斜儀一臺(tái)；測(cè)斜管埋設(shè)方法是用小型鉆機(jī)鉆一直徑為 90mm的孔，鉆孔成孔后將外徑為70mmPVC管插入孔內(nèi)，在插入的過(guò)程中用清水注入管內(nèi)，達(dá) 到深度后將管內(nèi)的十字槽對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方向，將蓋子蓋好并密封；然后用黃泥球回填密實(shí)，穩(wěn)定 二至三天后如回填不密實(shí)需繼續(xù)回填，回填密實(shí)并穩(wěn)定后方可取初值。
五、盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)過(guò)程的控制措施 在盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的過(guò)程中，盾構(gòu)的土壓力設(shè)定、推進(jìn)速度、出土量、 盾構(gòu)糾偏、同步注漿以及管片的拼裝都會(huì)對(duì)施工有影響，在盾構(gòu)施工的過(guò)程中應(yīng)控制好各 個(gè)階段的施工，確保盾構(gòu)順利的穿越大口徑管線(xiàn)。
1) 土壓力設(shè)定土體靜壓力公式P二K。X YXz，其中P為土壓力，K。為側(cè)向壓力系數(shù)，Y為覆土 深度，z為構(gòu)建物自重，根據(jù)該土體靜壓力公式可以計(jì)算出盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的土壓力P ;穿越施 工前，對(duì)大口徑管線(xiàn)自重z進(jìn)行估算，并根據(jù)盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)區(qū)段的覆土深度Y以及 側(cè)向壓力系數(shù)K?？捎?jì)算出穿越段的土壓力；根據(jù)此計(jì)算出來(lái)的土壓力確定盾構(gòu)切口剛進(jìn) 入大口徑管線(xiàn)區(qū)域時(shí)的土壓力設(shè)定值(在實(shí)際施工過(guò)程中，根據(jù)大口徑管線(xiàn)監(jiān)測(cè)情況，再 對(duì)此設(shè)定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整)，在該具體實(shí)施例中，盾構(gòu)切口到達(dá)合流污水管的壓力設(shè)定在 0. 22Mpa左右。
2)推進(jìn)速度控制 在設(shè)定好盾構(gòu)切口剛進(jìn)入大口徑管線(xiàn)區(qū)域時(shí)的土壓力設(shè)定值后，推進(jìn)盾構(gòu)進(jìn)行施 工，其中在盾構(gòu)推進(jìn)施工過(guò)程中，盾構(gòu)應(yīng)盡量保持低速、穩(wěn)定推進(jìn)，從而可以確保盾構(gòu)均衡、 勻速地穿越大口徑管線(xiàn)，減少盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)周邊土體的擾動(dòng)，以免對(duì)大口徑管線(xiàn)不利影響，在 該具體實(shí)施例中平均速度以1. 5 2cm/m為宜。
3)出土量控制 在盾構(gòu)穿越污水總管過(guò)程中，應(yīng)將出土量控制在理論值的98%，切忌超挖出土，保 證盾構(gòu)切口上方土體能有微量的隆起；理論上出土量應(yīng)控制在100%，對(duì)于上海淤泥質(zhì)軟 土，適宜出土量控制范圍為98% 102%，出土量大小對(duì)穿越大口徑管線(xiàn)也有決定性影響； 在該具體實(shí)施例中盾構(gòu)的挖掘斷面每環(huán)理論出土量為37. 88m3/環(huán)；采用地鐵①6340盾構(gòu) 在盾構(gòu)穿越管線(xiàn)過(guò)程中，應(yīng)將出土量控制在理論值的98%即37. 13m3/環(huán)左右，保證盾構(gòu)切 口上方土體能有微量的隆起。
4)盾構(gòu)糾偏量
盾構(gòu)進(jìn)行平面或高程糾偏的過(guò)程中，必然會(huì)增加建筑空隙，因此在盾構(gòu)進(jìn)入污水 總管影響范圍內(nèi)之前，盾構(gòu)姿態(tài)應(yīng)當(dāng)盡可能地保持良好，并且保持良好的姿態(tài)穿越污水總 管，在該具體實(shí)施例中切口盾尾差保持在±10內(nèi)，軸線(xiàn)偏差保持在±50內(nèi)，并且保持良好 的姿態(tài)穿越污水總管；并且盾構(gòu)在穿越污水總管過(guò)程中，盡可能地勻速通過(guò)，減少盾構(gòu)糾偏 量和糾偏次數(shù)。
5)同步注槳 通過(guò)同步注漿及時(shí)充填建筑空隙，減少施工過(guò)程中的土體變形，且在同步注漿時(shí)， 要嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量；漿液選擇具有和易性好、泌水性小，且具有一定強(qiáng)度的 漿液進(jìn)行及時(shí)、均勻、足量壓注，確保其建筑空隙得以及時(shí)和足量的充填；注漿24小時(shí)后的 漿液強(qiáng)度不低于O. 3MPa，28天強(qiáng)度達(dá)到lMPa。盾構(gòu)盾尾到達(dá)大口徑管線(xiàn)區(qū)域可根據(jù)測(cè)點(diǎn)反 饋數(shù)據(jù)以0. 2m3為單位進(jìn)行調(diào)節(jié)注漿量。穿越合流污水管期間，同步注漿可采用硬性漿液， 漿液稠度在9-10cm范圍內(nèi)。在該具體實(shí)施例中，管片上部的兩個(gè)相鄰塊的孔位分別采用 200 %注槳量、250 %注槳量，下部管片的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊的孔位分別采用200 %注槳量、250 %注 槳量(配合相應(yīng)的槳液)。
6)管片拼裝過(guò)程 在盾構(gòu)進(jìn)行管片拼裝的狀態(tài)下，由于千斤頂?shù)氖湛s，必然會(huì)引起盾構(gòu)機(jī)的后退，因 此在盾構(gòu)推進(jìn)結(jié)束之后不要立即拼裝，等待2 3分鐘之后，到周?chē)馏w與盾構(gòu)機(jī)固結(jié)在一 起后再進(jìn)行千斤頂?shù)幕乜s，回縮的千斤頂應(yīng)盡可能的少，以滿(mǎn)足管片拼裝即可；而且在管片 拼裝過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)安排最熟練的拼裝工進(jìn)行拼裝，減少拼裝的時(shí)間，縮短盾構(gòu)停頓的時(shí)間， 減少土體沉降；在拼裝過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)前方土壓力下降，可以采用螺旋機(jī)反轉(zhuǎn)的手段，即將 螺旋機(jī)機(jī)內(nèi)的土體反填到盾構(gòu)機(jī)前方，起到維持土壓力的作用。管片拼裝結(jié)束之后，應(yīng)當(dāng)盡 可能快地恢復(fù)盾構(gòu)推進(jìn)，減少土體沉降。
六、盾構(gòu)穿越后的二次注漿技術(shù)措施 土體后期沉降占整個(gè)由盾構(gòu)推進(jìn)施工引起的土體沉降的很大部分，根據(jù)試驗(yàn)分析
的結(jié)果，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次補(bǔ)充壓注漿液，可在管片周邊少量多次壓注雙液
漿，使雙液漿均勻充填于隧道周?chē)障?，可縮小大口徑管線(xiàn)被穿越區(qū)域的差異沉降。 1)當(dāng)盾構(gòu)穿越合流污水管后，采用隧道砌襯上部的兩鄰接塊的注漿孔進(jìn)行二次注
漿，漿液采用雙液漿對(duì)脫出盾尾的隧道管片(在該具體實(shí)施例中為90-104環(huán)管片)每環(huán)
左、右孔跳孔各壓注lm3雙液槳，注槳壓力為0. 3Mpa。 2)根據(jù)測(cè)點(diǎn)反映數(shù)據(jù)局部增加二次注漿次數(shù)，注漿孔位采用隧道砌襯上部的兩鄰 接塊的孔位和隧道襯砌下部的兩標(biāo)準(zhǔn)塊的孔位的注漿孔，以O(shè). 5m3/次 lm3/次為單位進(jìn)行 施工，利用二次注漿施工穩(wěn)定合流污水管的后期沉降。 3)當(dāng)高架樁基礎(chǔ)拔除時(shí)，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)靠樁基礎(chǔ)一邊的土體進(jìn)行選擇性充 填注漿，以上行線(xiàn)右邊的隧道襯砌下部的兩標(biāo)準(zhǔn)塊的注漿孔為主，單孔壓注0. 5m3，防止水 土流失。 參考圖3為91環(huán)(上行線(xiàn)穿越段)的測(cè)點(diǎn)在利用雙液漿二次注漿后的地表沉降
曲線(xiàn)，從圖3中可以看出通過(guò)二次注漿，在穿越段91環(huán)的測(cè)點(diǎn)的地表沉降量控制在8mm以
內(nèi)，滿(mǎn)足施工要求。 七、調(diào)查被穿越管線(xiàn)情況
8
在盾構(gòu)穿越合流污水管后3個(gè)月，管線(xiàn)沉降小于0. 1mm/天，5個(gè)月后再次對(duì)穿越合
流污水管區(qū)段進(jìn)行實(shí)地探摸，合流污水管情況良好。 該具體實(shí)施例采用本發(fā)明工藝后取得了如下效果 1、盾構(gòu)與合流污水管底部?jī)艟酁?.9m的情況下穿越成功，實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)近距離穿 越大口徑管線(xiàn)。 2、克服了大口徑管線(xiàn)在經(jīng)過(guò)多次土體擾動(dòng)后沉降量大的技術(shù)難點(diǎn)，有效控制了大 口徑管線(xiàn)的后期沉降。通過(guò)后期監(jiān)測(cè)，該合流污水管線(xiàn)最大沉降_8. 6mm，差異沉降均不超過(guò) 4mm，隧道最終沉降在0mm +5mm范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、對(duì)要穿越的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況進(jìn)行探勘了解；步驟二、對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行預(yù)保護(hù)根據(jù)所了解的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況，在進(jìn)行盾構(gòu)穿越前對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行預(yù)保護(hù)；步驟三、設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)其包括對(duì)大口徑管線(xiàn)的沉降監(jiān)測(cè)，地表沉降監(jiān)測(cè)，以及土體測(cè)斜的監(jiān)測(cè)；步驟四、開(kāi)始盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)，并在穿越的過(guò)程中進(jìn)行同步注漿；步驟五、在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)過(guò)程中，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次注漿。
2. 如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于所述對(duì) 大口徑管線(xiàn)的沉降監(jiān)測(cè)方法為在大口徑管線(xiàn)軸線(xiàn)方向上布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)采用鉆 孔方法，其中鉆孔的孔底在大口徑管線(xiàn)的管道頂。
3. 如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于所述地 表沉降監(jiān)測(cè)通過(guò)在大口徑管線(xiàn)的地表沿盾構(gòu)軸線(xiàn)方向布置軸向測(cè)點(diǎn)，沿垂直盾構(gòu)軸線(xiàn)方向 的徑線(xiàn)方向布置徑向測(cè)點(diǎn)來(lái)監(jiān)測(cè)。
4. 如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于所述的 土體測(cè)斜為在盾構(gòu)穿越段的大型管道周?chē)艿缽较蚍秶鷥?nèi)，布設(shè)測(cè)斜點(diǎn)，監(jiān)測(cè)土體水平位 移變化。
5. 如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于所述二 次注漿所用的漿液為雙漿液。
6. 如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于在步驟 五中，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次注漿時(shí)，采用在管片周邊少量多次壓注雙液漿，使雙 液漿均勻充填于隧道周?chē)障丁?br> 7. 如權(quán)利要求1 6任一所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于 還包括步驟在盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)前，根據(jù)土體靜壓力公式推算土壓力，根據(jù)該推算出的 土壓力確定盾構(gòu)切口剛進(jìn)入大口徑管線(xiàn)區(qū)域時(shí)的土壓力設(shè)定值。
8. 如權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其特征在于在盾構(gòu)穿越大口管線(xiàn)時(shí)，應(yīng)將出土量控制在理論值的98 % 102 % 。
全文摘要
本發(fā)明提供一種盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)的施工方法，其包括步驟了解要穿越的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況；根據(jù)所了解的大口徑管線(xiàn)的現(xiàn)有情況，如果大口徑管線(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題在穿越大口徑管線(xiàn)前，對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行預(yù)保護(hù)，否則不需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)保護(hù)；對(duì)大口徑管線(xiàn)進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，其包括對(duì)大口徑管線(xiàn)的沉降監(jiān)測(cè)，地表沉降監(jiān)測(cè)，以及土體測(cè)斜；在做好以上的前期準(zhǔn)備工作后，開(kāi)始利用盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)，并在穿越的過(guò)程中進(jìn)行同步注漿；在完成了盾構(gòu)穿越大口徑管線(xiàn)后，對(duì)脫出盾尾的隧道管片進(jìn)行二次注漿。通過(guò)以上的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)近距離穿越大口徑管線(xiàn)，不對(duì)大口徑管線(xiàn)造成損害，并且在盾構(gòu)穿越施工后，大口徑管線(xiàn)的后期沉降符合標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)E21D11/04GK101793153SQ200910055880
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者吳列成, 朱靈圣, 李剛, 湯漩, 袁鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:上海隧道工程股份有限公司