超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法技术

本发明专利技术涉及一种超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，其特征在于：根据当地的沉降控制标准、预穿试验注浆参数和施工掘进参数首先进行施工，具体为：对既有管线地表面进行加固；布设监测点位；进行预穿管线施工试验；其中，预穿试验分两步进行，第一步在切口环到达管线73‑75环时进行，得到较为合理的注浆参数和掘进参数，第二步在切口环到达管线76‑78环时进行，对之前得到的参数进行再优化使之更加合理；每次推进试验之前进行注浆。

Construction method of existing pipeline under shield of ultra shallow tunnel

The present invention relates to wear the existing pipeline construction method for super shallow buried tunnel shield, which is characterized in that: according to the specific settlement control standard, pre wear tests of grouting parameters and construction parameters for the construction of the first tunnel, the local to the existing pipeline surface reinforcement layout; monitoring point; pre pipeline crossing among them, the pre construction test; wear test was carried out in two steps, the first step in reaching 75 cut ring line 73 ring, grouting parameters and excavation parameters more reasonable, the second step in the loop at line 76 incision 78 ring, to make it more reasonable to optimize the parameters of the prior; each propulsion test before grouting.

【技术实现步骤摘要】
超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法
本专利技术涉及超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法。
技术介绍
随着我国经济的日益发展，大中型城市的人口越来越多，城市内部的交通压力也越来越大，我国的高铁网络已基本满足现在国内客流量的需求，国家下一步的发展规划将是城市轨道交通建设。目前北京、广州、上海、深圳等大城市已经建设了大量城市轨道交通线路，一些二线省会城市如石家庄、太原、哈尔滨等也相继开始规划和修建地铁。地铁是一个城市的窗口，它安全、准时、人文、科技，对于有效缓解城市内部交通压力起着不可替代的作用，也对于周边经济的带动作用相当显著。由于地铁主要目的是为了有效缓解地面交通压力，所以在线路设计时大多选在城市中心以及人口稠密的商业中心区域，在这些区域修建地铁会产生很多复杂因素，需要穿越较多的房屋建筑、桥梁及市政建设的管线等结构物。所以，在地铁的修建过程中怎样安全顺利地通过这些建筑物是每个隧道工作者需要时刻考虑的问题。隧道盾构施工掘进过程中会对周围的建筑物及土层产生不可避免的振动影响并引起一定程度上的变形，从而影响这些建筑物功能的发挥与安全。东南沿海地区由于城市内部多为海相沉积软弱土层，且地下水位较高，隧道施工过程中更应该小心谨慎，选取合理的施工方案及安全辅助措施更为重要。目前很多学者也对于隧道施工过程中沉降规律进行了不少研究，但在东南沿海软弱地层进行隧道盾构施工过程中，怎样减少乃至避免施工沉降变形的研究还相对较少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种施工方便、安全性高的超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，盾构下穿我国东南沿海地区既有管线，具体包括：一种超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，根据《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-2008)、预穿管线施工试验注浆参数和施工掘进参数进行施工，具体为：步骤1)对既有管线地表面进行加固；步骤2)布设监测点位；步骤3)进行预穿管线施工试验；其中，预穿管线施工试验分两步进行，第一步，首先，分别预先设定注浆参数和掘进参数的初始值，所述预先设定注浆参数和掘进参数的初始值是下穿既有管线试验段之前正在掘进施工的注浆参数及掘进参数；然后在管线位置前20环之外选取3-5环(例如73-75环)距离的试验段进行预穿管线施工试验，调整注浆参数和掘进参数，得到符合《盾构法隧道施工及验收规范》的注浆参数和掘进参数；如果得到的注浆参数和掘进参数不符合《盾构法隧道施工及验收规范》，调整注浆参数和掘进参数重新进行预穿管线施工，直到满足《盾构法隧道施工及验收规范》为止；第二步在第一步试验段之后的3-5环(例如76-78)距离进行预穿管线施工试验，根据《盾构法隧道施工及验收规范》对第一步得到的参数进行验证与修改；每次推进试验之前进行注浆，并对各监测点位进行数据采集，获取初始值，第一次推进管片长度的1/4至1/2距离后再进行量测，依据《城市轨道交通测量规范》(GB50308-2008)分析沉降的大小规律并及时修改掘进参数，再进行第二次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，施工通过后再采集数据，掌握沉降情况并修改掘进参数，再进行第三次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，以此类推，直至试验段结束；步骤4)根据步骤3)得到的注浆参数和掘进参数进行下穿既有管线施工，施工过程中对各监测点位进行实施监测。进一步，所述步骤1)具体为：首先，采用水泥-水玻璃双液浆对既有管线区域进行注浆加固，注浆孔间距2.5×2.5m，从不透水层上边界开始注浆至砂层顶部；在隧道洞身范围内相对于水管中心线，加固范围为纵向12m-15m，隧道正上方及两侧至结构外边线外侧3m-5m；然后，在注浆加固完成后，在分别位于既有管线两侧且靠近既有管线的一排注浆孔上预留安装袖阀管。注浆孔位布置原则：根据计算注浆扩散半径为R＝2.3m，考虑注浆加固需咬合，故选取R＝1.5m，即注浆孔间距为3m，隧道开挖直径为D＝8.8m，考虑盾构施工影响范围，故每横断面布置5个孔，考虑到之前地面隆起情况，可能为注浆压力偏大，故在注浆孔之间，距注浆孔1.5m位置布设泄压孔。进一步，所述步骤2)具体为：沉降监测点位的布置依据：一个横断面布设五个点，中间拱顶位置一个点，两边各对称布设两个点，两边的点位中其中一个在隧道限界里面，另一个在隧道限界外面。进一步，所述沉降监测点位的施工方法为：采用地质钻机钻孔布设监测孔；孔径108mm；首先钻至设计深度；然后将钻机移开；其次将Φ50mmPVC管放至孔内；再次在PVC管与孔壁之间回填砂将PVC管固定，回填深度为设计深度的1/2-2/3；紧接着，采用Φ18mm钢筋放入PVC管内做为监测点，最后，完成后取得初始值。进一步，所述步骤3)具体为：步骤I，第一次试注浆；首先，确定注浆孔布置及注浆参数；首次试注浆共注浆两排，每排至少5或7个点；间距3m-5m；然后，对试注浆过程的沉降监测，在两处横断面布设监测点，取得初始值；布设范围为现盾构机刀盘位置前方距离不小于10m；每横断面设3个点，在管片中心点位置水管底部以下0.5m至1m之间布设深层监测点；在管片与管片之间中心点位置水管顶部以上0.2m至0.5m布设浅层监测点，监测频率为3次/天；最后，通过对试注浆试验段的地表监测数据依据《城市轨道交通测量规范》(GB50308-2008)进行分析，从而得到符合《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-2008)的注浆参数；步骤II，第二次试注浆；在第三处横断面重复步骤I中横断面施工的内容，对之前步骤I中第一次试注浆得到的参数进行验证及修改。进一步，所述步骤4)具体为：首先，按照试验段确定的掘进参数，匀速推进盾构机，控制出土量，保证同步注浆量充足，同时安排拼装手拼装管片，穿越既有管线区域；然后，在施工中根据地层情况采用注入添加泡沫或膨润土；并应适时的进行监控。进一步，在对既有管线表面进行加固前，还应进行下述步骤：I)进行风险评估，设计方案；II)按检修保养手册对盾构机进行保养检修；提前对盾构机进行检查保养，对盾构机各系统进行全面检修，保证盾构机处于良好运转状态，避免盾构机因机械故障而造成停机或开仓检查机具，减少附加沉降；III)结合步骤b盾构机的工作参数以及步骤a的资料，进行初始参数设计。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：为了确保水管完好无损，进行了预穿施工试验，采用化学改良剂对土体进行加固，试验过程中通过实时监测并及时修改注浆参数和掘进参数，监控上层土体的扰动，从而得到更加合理的施工参数。施工证明:预穿管线施工试验后得到的参数合理，可以有效控制了地面沉降，保证下穿供澳水管隧道施工安全顺利地完成，为其他盾构工程在沿海软弱土层中下穿既有管线施工提供了参考和借鉴。附图说明图1是本专利技术实施例部分供澳水管监测点布置平面图。图2是本专利技术实施例监测点剖面图。图3是本专利技术实施例注浆孔位布置图。图4是本专利技术实施例盾构下穿供澳水管参数确定流程图。图5是本专利技术实施例3m深度处刀盘通过水管期间各监测点位沉降。图6是本专利技术实施例3m深度处盾尾通过水管期间各监测点位沉降。图7是本专利技术实施例1.5m深度处刀盘通过水管期间各监测点位沉降。图8是本专利技术实施例1.5m深度处盾尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，其特征在于：根据《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446‑2008)、预穿管线施工试验注浆参数和施工掘进参数进行施工，具体为：步骤1）对既有管线地表面进行加固；步骤2）布设监测点位；步骤3）进行预穿管线施工试验；其中，预穿管线施工试验分两步进行，第一步，首先，分别预先设定注浆参数和掘进参数的初始值，所述预先设定注浆参数和掘进参数的初始值是下穿既有管线试验段之前正在掘进施工的注浆参数及掘进参数；然后在管线位置前20环之外选取3‑5环距离的试验段进行预穿管线施工试验，调整注浆参数和掘进参数，得到符合《盾构法隧道施工及验收规范》的注浆参数和掘进参数；如果得到的注浆参数和掘进参数不符合《盾构法隧道施工及验收规范》，调整注浆参数和掘进参数重新进行预穿管线施工，直到满足《盾构法隧道施工及验收规范》为止；第二步在第一步试验段之后的3‑5环距离进行预穿管线施工试验，根据《盾构法隧道施工及验收规范》对第一步得到的参数进行验证与修改；每次推进试验之前进行注浆，并对各监测点位进行数据采集，获取初始值，第一次推进管片长度的1/4至1/2距离后再进行量测，依据《城市轨道交通测量规范》（GB50308‑2008）分析沉降的大小规律并及时修改掘进参数，再进行第二次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，施工通过后再采集数据，掌握沉降情况并修改掘进参数，再进行第三次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，以此类推，直至试验段结束；步骤4）根据步骤3）得到的注浆参数和掘进参数进行下穿既有管线施工，施工过程中对各监测点位进行实施监测。...

【技术特征摘要】
1.一种超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，其特征在于：根据《盾构法隧道施工及验收规范》(GB50446-2008)、预穿管线施工试验注浆参数和施工掘进参数进行施工，具体为：步骤1）对既有管线地表面进行加固；步骤2）布设监测点位；步骤3）进行预穿管线施工试验；其中，预穿管线施工试验分两步进行，第一步，首先，分别预先设定注浆参数和掘进参数的初始值，所述预先设定注浆参数和掘进参数的初始值是下穿既有管线试验段之前正在掘进施工的注浆参数及掘进参数；然后在管线位置前20环之外选取3-5环距离的试验段进行预穿管线施工试验，调整注浆参数和掘进参数，得到符合《盾构法隧道施工及验收规范》的注浆参数和掘进参数；如果得到的注浆参数和掘进参数不符合《盾构法隧道施工及验收规范》，调整注浆参数和掘进参数重新进行预穿管线施工，直到满足《盾构法隧道施工及验收规范》为止；第二步在第一步试验段之后的3-5环距离进行预穿管线施工试验，根据《盾构法隧道施工及验收规范》对第一步得到的参数进行验证与修改；每次推进试验之前进行注浆，并对各监测点位进行数据采集，获取初始值，第一次推进管片长度的1/4至1/2距离后再进行量测，依据《城市轨道交通测量规范》（GB50308-2008）分析沉降的大小规律并及时修改掘进参数，再进行第二次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，施工通过后再采集数据，掌握沉降情况并修改掘进参数，再进行第三次管片长度的1/4至1/2距离的掘进施工，以此类推，直至试验段结束；步骤4）根据步骤3）得到的注浆参数和掘进参数进行下穿既有管线施工，施工过程中对各监测点位进行实施监测。2.根据权利要求1所述的超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，其特征在于：所述步骤1）具体为：首先，采用水泥-水玻璃双液浆对既有管线区域进行注浆加固，从不透水层上边界开始注浆至砂层顶部；在隧道洞身范围内相对于水管中心线，加固范围为纵向12m-15m，隧道正上方及两侧至结构外边线外侧3m-5m；然后，在注浆加固完成后，在分别位于既有管线两侧且靠近既有管线的一排注浆孔上预留安装袖阀管。3.根据权利要求1所述的超浅埋隧道盾构下穿既有管线施工方法，其特征在于：所述步骤2）具体为：沉降监测点位的布置依据：一个横断面布设五...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄君，杨旺兴，杨志浩，张卫国，贾宁，刘唐，范宇，张辉，吴芙蓉，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：北京,11