The invention provides a method for preventing ground collapse when a shield machine starts and goes down an existing shield tunnel. The method includes: firstly, a multi-layer pipe shed is built between the outline of the shield tunnel portal and the existing tunnel, then an extension steel ring is added at the shield tunnel portal, and the steel ring is reinforced by a steel ring supporting structure. The extension steel ring is connected with the pre-embedded ring plate of the tunnel portal, at least two steel brushes are arranged in the middle of the extension steel ring, and a rubber cord plate is arranged at the tail, forming a lot of steel rings. A ring of ball valves is installed at the corresponding position of each cavity outside the extended steel ring. The anti-overturning head structure is constructed at the bottom of the extended steel ring. Finally, in order to improve the cutter head of the shield machine before the shield machine goes down the well, a reinforcing net is set at the opening of the cutter head and an anti-torsion block is set in the shield body. The invention can ensure that the shield construction can be completed within the planned time without delaying the whole Metro construction.
【技术实现步骤摘要】
防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法
本专利技术属于盾构施工领域，具体是一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的施工方法，该施工方法通过管棚超前支护施工、洞门延长钢环、盾构机改造、盾构注浆等施工步骤，增加盾构始发段的稳定性，在盾构始发前建立完整、有效的土仓压力，确保盾构机在始发时安全、快速、平稳的穿过既有盾构隧道，防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，人们生活节奏逐渐加快，越来越多的人开始涌向城市，这样就给城市交通带来了压力，为了缓解城市的交通压力，各大城市已将地铁作为缓解交通压力的重要交通手段。对于地铁隧道修建，我们现在越来越多的开始采用盾构机进行盾构隧道的掘进，这样可以尽量的缩短工期。减少人力投入，使得地铁线路尽早的投入使用，尽早解决交通拥堵问题。同时为了能使城市地铁形成四通八达的地下交通网，所以在地铁修建过程中，往往会存在着地铁线路的相互下穿，更有甚者会存在盾构机始发既下穿的情况。在盾构机始发就下穿既有线路时，既有线路对于沉降的要求非常严格，如果在盾构掘进过程中由于刀盘在掘进时会对周围土体造成扰动...
【技术保护点】
1.一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法，其特征在于，其具体步骤包括：(1)盾构始发前针对盾构隧道施工管棚超前支护：在盾构隧道洞门轮廓线与既有隧道之间打设有多层管棚，其管棚钢管均采用管壁口设有压浆孔的花管，并在管棚打设完成之后，通过每根管棚钢管进行注浆；(2)在盾构洞门口施工用于盾构始发时提前建立盾构土仓压力的延长钢环结构：a.洞门延长钢环的定位安装：延长钢环安装在盾构洞门口，并由洞门预埋钢环向车站大里程端延伸2m～3m，延长钢环分上、下半环，在钢环基座安装好之后，分别安装下半延长钢环和上半延长钢环，并将上、下半延长钢环连接为一个整体；b.采用钢环支撑结构对...
【技术特征摘要】
1.一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法，其特征在于，其具体步骤包括：(1)盾构始发前针对盾构隧道施工管棚超前支护：在盾构隧道洞门轮廓线与既有隧道之间打设有多层管棚，其管棚钢管均采用管壁口设有压浆孔的花管，并在管棚打设完成之后，通过每根管棚钢管进行注浆；(2)在盾构洞门口施工用于盾构始发时提前建立盾构土仓压力的延长钢环结构：a.洞门延长钢环的定位安装：延长钢环安装在盾构洞门口，并由洞门预埋钢环向车站大里程端延伸2m～3m，延长钢环分上、下半环，在钢环基座安装好之后，分别安装下半延长钢环和上半延长钢环，并将上、下半延长钢环连接为一个整体；b.采用钢环支撑结构对钢环进行加固：所述钢环支撑结构包括设置在钢环基座上的基座支撑、设置在延长钢环底部凹槽部位的马凳支撑和设置在延长钢环两侧的型钢支撑，所述延长钢环通过钢环基座置于盾构始发洞口，其钢环体与盾构洞口的预埋钢环连接，并通过钢环支撑结构与盾构始发洞口的主体侧墙以及结构梁固定支撑；c.洞门延长钢环的密封：将延长钢环与洞口预埋环板连接，采用连接板过渡连接方式，连接板与钢环采取满焊连接，连接板与预埋钢环坡口满焊连接；并在延长钢环内中部设置至少两道钢丝刷，尾部设置一道帘布橡胶板，形成多个空腔，在延长钢环外对应每个空腔的位置安装一圈球阀；d.在延长钢环底部施工防栽头结构：首先安装导轨，导轨的顶面高度低于托架轨道顶面1.5～3cm，导轨与盾体首次接触后端面施做坡脚，导轨前端距离结构墙60～80cm，导轨后端距离托架前端1.5～3m；并在两导轨之间填充细石或砂子，其填充高度与导轨轨道相平；(3)针对盾构机刀盘的改进：选用开口率为33％～40％的面板式刀盘，其刀盘的开口部位设置加强网；(4)盾体防扭转措施：在刀盘准备转动磨桩时，在中盾及盾尾两侧分别等距设置多个防扭块，相邻防扭块的间距为30～50cm，并在推进过程中控制盾构机扭矩在2500KN.M以下，推力在495～510T，滚动角控制在±5mm/m以内。2.根据权利要求1所述的一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法，其特征在于：所述方法还包括针对盾构机的泡沫注入系统、膨润土注入系统进行改良；其中，所述泡沫注入系统的是在盾构机中配备了5组单管单泵单喷口泡沫注入系统，该系统采用单管单泵，每路泡沫剂能独立工作；所述膨润土注入系统改良是配置两台膨润土泵，两台泵可通过单独管路向刀盘前注入，也可单路注入盾壳外；其注浆方式如下：a.在盾构机掘进过程中，采用高浓度膨润土泥浆进行土仓填压，保证掌子面稳定；b.中盾构推进过程中利用盾构机中盾径向孔，在盾构机下穿过程中同步进行中盾注浆，填充开挖面与盾体之间的施工间隙；c.盾尾同步注入砂浆。d.在盾构过程中同步注浆及二次注浆后存在隐患的区域进行补注浆，补浆位置在盾尾6～9环。3.根据权利要求1所述的一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法，其特征在于：所述步骤(1)中管棚超前支护包括四层管棚，其中下部两层呈弧形，沿着盾构隧道洞门上部外缘打设，其打设长度为30米，采用直径为194mm，管壁厚度10mm的热轧无缝钢管打设而成；上部的两层呈一字型排列，置于弧形管棚上部，其打设长度为33米，采用直径为146mm，管壁厚度10mm的热轧无缝钢管打设而成；每根热轧无缝钢管的管壁设有两排交错排列的压浆孔。4.根据权利要求1所述的一种防止盾构机始发即下穿既有盾构隧道时地面塌陷的方法，其特征在于：所述步骤(2)的b步骤中在进行加固时，首先采用基座支撑对钢环基座进行加固，在钢环基座两侧分别焊接有三道20H型钢支撑，并将其中一侧的三根型钢支撑固定支撑在上翻梁上，另一组固...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚运，万维燕，汪婧，何成兵，段红海，练才园，彭志宏，
申请(专利权)人：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，中铁十一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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