一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法技术

技术编号:20933621 阅读:33 留言:0更新日期:2019-04-20 14:23
本发明专利技术涉及一种大直径泥水盾构零沉降下穿地面快轨路基的施工方法,包括以下步骤:步骤1为地面注浆加固施工,步骤2进行施工监测,步骤3为盾构下穿快轨线路施工,步骤4纠偏及掘进方向控制,步骤5盾构下穿过程洞内的施工措施,步骤6进行现场巡视作业。本发明专利技术所述施工方法的有益效果是:充分发挥泥水盾构本身所具备的优点,由于泥水平衡式盾构是通过调节气垫仓的压力来控制前方掌子面的泥水压力,依靠泥水压力来平衡盾构前方开挖面的水土压力,保证前方开挖面的稳定,进而减小地面沉降;不破坏施工隧道附近的现有隧道和地下管线。

A Construction Method of Zero Settlement of Large Diameter Slurry Shield Crossing Ballastless Track Subgrade

The present invention relates to a construction method of large diameter slurry shield tunneling under ground fast track subgrade with zero settlement, including the following steps: step 1 is ground grouting reinforcement construction, step 2 is construction monitoring, step 3 is shield tunneling under fast track construction, step 4 is deviation rectification and tunneling direction control, step 5 is shield tunneling under the construction measures in the tunnel, step 6 is site inspection operation. The beneficial effect of the construction method of the present invention is to give full play to the advantages of the slurry shield, because the slurry balance shield controls the slurry pressure of the front face of the face of the face by adjusting the pressure of the air cushion bin, balances the water and soil pressure of the front face of the shield by the slurry pressure, ensures the stability of the front face of the excavation, and then reduces the ground settlement. Existing tunnels and underground pipelines nearby.

【技术实现步骤摘要】
一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法
本专利技术涉及盾构施工
,具体涉及到一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。
技术介绍
近年来,随着铁路、公路、城市轨道交通、水利等基础建设的发展,大直径盾构越来越多的运用到城市轨道交通中,因此,盾构法施工对地表既有建(构)筑物的影响也在各工程中日益突显,如何在盾构施工过程中有效地控制地面沉降以保护隧道临近既有结构物和地下管线的安全,已成为城市地下工程中必须解决的重要课题。尤其是对于盾构隧道穿越既有线路问题,涉及到结构的稳定和既有线路的正常运营,已经引起了国内外学者的广泛关注。目前,中国国内对于采用直径左右的盾构穿越既有线铁路的研究较多,一般沉降控制标准较低,且在盾构穿越过程中采取限速或停运等措施。但采用直径及以上的大直径泥水盾构穿越既有线无砟轨道路基,在保证既有轨道交通正常运营的基础上,轨面最大隆沉值要控制在(+1mm~-2mm)的允许范围内,在中国国内尚数首次。无论技术难度,还是施工风险都非常大,需要认真探索和研究。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷,本专利技术提供了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。本专利技术的技术方案公开了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法,具体包括以下步骤:步骤1、地面注浆加固施工:步骤1.1、施工放线和探槽开挖:步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,为了防止钻孔过程中出现塌孔,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔作为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;步骤1.4、清理场地和设立围挡:对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;步骤1.5、浇筑止浆墙:步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;步骤1.6、进行注浆施工:步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管;步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度约50mm孔洞;步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件;步骤2.2、监控轨道结构竖向变形:步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点,在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点;步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸:步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点,轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应;步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识;步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量;步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移:步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点,每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺,共布设8个无缝线路钢轨位移测点;步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离,计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量;步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜:步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点,布设位置同路基挡墙竖向变形测点,共布设36个倾斜监测点;步骤2.5.2、在进行监测的路基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1、地面注浆加固施工:步骤1.1、施工放线和探槽开挖:步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;步骤1.4、清理场地和设立围挡:对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;步骤1.5、浇筑止浆墙:步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;步骤1.6、进行注浆施工:步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管;步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度50mm孔洞;步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序...

【技术特征摘要】
1.一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1、地面注浆加固施工:步骤1.1、施工放线和探槽开挖:步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业,在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞,对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔,并填充1:2.5的水泥砂浆;步骤1.1.2、进行探槽开挖,探槽开挖宽度为2.0m,深度为2.5m;步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管:步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上,使用地质罗盘确定地质钻机的角度,固定定位板,安装钻杆,利用地质罗盘进行二次钻机角度校准,钻孔采用跟管钻孔方式,钻孔完成后将注浆管打进钻孔中;步骤1.2.2、在钻进过程中,遇到半径大于50mm的卵石、漂石时,应停止钻进,更换金刚石钻头,钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工;步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固,在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔,共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔,再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为1,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔,在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆,四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后,跳过后面两个注浆孔的位置,在打钻下一个注浆孔,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔,注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆;步骤1.3.1、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号,初始编号为2,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆;步骤1.3.2、在步骤1.1中打设的五排斜向注浆孔,注浆孔分布为南侧三排、北侧两排,将钻孔编号,初始编号为3,后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号,并埋设袖阀管,在盾构穿越既有无砟轨道线路后,根据监测信息及时进行跟踪注浆作业;步骤1.4、清理场地和设立围挡:对进行注浆加固施工的区域现场进行清理;施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分,围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设,外侧采用围挡板进行封闭;步骤1.5、浇筑止浆墙:步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后,在探槽内灌注混凝土止浆墙,将钢管头露在止浆墙上方;步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙,断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m;每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护,共进行3次洒水养护;步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固;步骤1.6、进行注浆施工:步骤1.6.1、注浆间距是50~100cm,注浆速度是10~100L/min,先进行试注浆,对每个注浆孔进行多次注浆,每次注浆的间隔时间为24h,在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后,跳过后面两个注浆孔的位置,在下一个注浆孔进行注浆,待前面的注浆孔稳固后,再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆;步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管;步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m,在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m,钻孔采用梅花型布设,注浆采用袖阀管注浆,袖阀管长度16~22m;步骤1.6.、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后,进行监测数据,使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆,跟踪补偿注浆结束后,进行恢复地面施工;步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时,进行施工监测:步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控:步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点,在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面,向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面,每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点,共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点;步骤2.1.2、埋设测量点,在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点,具体步骤如下:步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm,深度50mm孔洞;步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质,注入清水养护;步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂;步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志;步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙;步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上;步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法,使用电子水准仪观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件;步骤2.2、监控轨道结构竖向变形:步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点,在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点;步骤2.2.2、采用Φ8mm膨胀螺栓作为监测测点的标志,并做标记:步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸:步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点,轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应;步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识;步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量;步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移:步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点,每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺,共布设8个无缝线路钢轨位移测点;步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离,计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量;步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜:步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点,布设位置同路基挡墙竖向变形测点,共布设36个倾斜监测点;步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃,增加监测面的光滑和平整度,采用监测仪器进行观测;步骤2.6、监测感应板静态尺寸:步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点,每块感应板长为6米,共布设1...

【专利技术属性】
技术研发人员:许维青翟志国李义华唐伟王乐明苏清贵古艳旗陈强何博刘涛邓业华赵剑锋王轩莫松张华杨振朋麻超孙卓
申请(专利权)人:中铁隧道集团二处有限公司
类型:发明
国别省市:河北,13

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