一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，包括以下步骤：沿待开挖的新建盾构隧道线路水平设置若干钢冻结管并进行冻结以形成环状冻结加固体；凿除其中的地下连续墙并分层开挖土体形成清障通道，待开挖至最后一道地下连续墙之前，向端部土体中打入钢冻结管进行二次补充冻结以形成端部冻结壁；拔出端部冻结壁中的钢冻结管并替换为硬质PVC管以维持冻结；对清障通道分层回填；分层回填完成后停止端部冻结壁的冻结；盾构机沿新建盾构隧道线路在已回填的清障通道中切削推进。本发明专利技术的优点：在盾构机推进切削前，将端部冻结壁中的钢冻结管替换为可被切削的硬质PVC管，在不影响盾构机正常切削推进的情况下，有力保障了隧道端部冻结壁的冻结效果。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法
本专利技术属于盾构隧道冻结
，具体涉及一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法。
技术介绍
人工地层冻结技术已广泛应用盾构法隧道的建设中，常规的冻结工艺采用低碳无缝钢管作为冻结管，循环低温盐水，待冻结壁形成之后、盾构推进之前，将钢冻结管拔除；由于冻结管周边已被冻土裹住，拔除前先进行热盐水循环，融化冻结管表面冻土；待冻结管拔除后，由于没有持续冷量供给，已形成冻结壁在外界条件（地热、散热等）影响下，逐步升温，强度弱化，有坍塌风险，存在一定安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，该方法在盾构机切削推进前，将端部冻结壁中的钢冻结管化冻拔出，之后替换入可免拔的硬质PVC管对端部冻结壁进行维持冻结，给已开挖的清障通道的回填创造安全作业时间，待回填完成后，使盾构机推进至新建盾构隧道线路上的端部冻结壁位置处，端部冻结壁及其内的硬质PVC管直接被盾构机的刀盘切削。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：沿待开挖的新建盾构隧道线路水平设置若干钢冻结管并进行冻结以形成环状冻结加固体；凿除所述环状冻结加固体中的地下连续墙并分层开挖土体形成清障通道，待开挖至所述清障通道的端部最后一道地下连续墙之前，向端部土体中打入钢冻结管进行二次补充冻结以形成端部冻结壁；拔出所述端部冻结壁中的所述钢冻结管并替换为硬质PVC管，利用所述硬质PVC管对所述端部冻结壁维持冻结；对所述清障通道分层回填；待所述清障通道分层回填完成后停止所述端部冻结壁的冻结；盾构机沿所述新建盾构隧道线路在已回填的所述清障通道中进行切削推进。所述新建盾构隧道线路位于既有地铁车站的下方，所述既有地铁车站下方分布有若干道地下连续墙，所述新建盾构隧道线路上的所述环状冻结加固体穿越各道所述地下连续墙，所述环状冻结加固体的始端部为清障工作井，通过在所述清障工作井中沿所述新建盾构隧道线路的延伸方向水平设置若干所述钢冻结管并通过在所述钢冻结管中循环低温盐水对土体进行冻结，以形成所述环状冻结加固体。在所述环状冻结加固体中设置有十字型冻结加固墙以将所述环状冻结加固体的内部空间分隔为上层空间和下层空间，每层所述空间分为左单元和右单元。所述端部冻结壁在所述新建盾构隧道线路方向上的厚度不小于4m，平均温度≤-10℃。拔出所述端部冻结壁中的所述钢冻结管并替换为所述硬质PVC管的方法为：在所述钢冻结管中进行热盐水循环以进行化冻并拔出所述钢冻结管，之后将所述硬质PVC管塞入所述钢冻结管拔出前所在的冻结孔中，并恢复所述硬质PVC管中的低温盐水循环，以维持所述端部冻结壁的冻结。所述热盐水的温度控制在50-80℃，拔出所述钢冻结管时的拉拔力不超过0.5吨。所述端部冻结壁中布置有测温孔。本专利技术的优点是：该盾构隧道端头临时封堵与加固方法，通过用免拔管替代钢冻结管，有力保障了冻结加固体的冻结效果，冻土帷幕基本不弱化，给已开挖通道回填创造安全作业时间，降低了工程风险；当盾构推进至隧道端头时，冻结壁和硬质PVC管直接被盾构机刀盘切削，不会影响盾构机正常作业。附图说明图1为本专利技术中盾构法隧道端头临时封堵与加固方法的首次冻结示意图；图2为本专利技术图1中的A-A剖视图；图3为本专利技术中盾构法隧道端头临时封堵与加固方法的二次冻结示意图；图4为本专利技术图3中的B-B剖视图；图5为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤a示意图；图6为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤b示意图；图7为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤c示意图；图8为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤d示意图；图9为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤e示意图；图10为本专利技术中对盾构法隧道端头临时封堵与加固的施工步骤f示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-10，图中各标记分别为：既有地铁车站1、环状冻结加固体2、十字型冻结加固墙3、清障工作井4、新建盾构隧道线路5、地下连续墙6、地下连续墙6a、地下连续墙6b、地下连续墙6c、地下连续墙6d、端部冻结壁7、防护门8、型钢支架9、泡沫混凝土10。实施例：如图1-10所示，本实施例具体涉及一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，该方法的主要工作原理在于，在盾构机切削推进前，将端部冻结壁7中的钢冻结管化冻拔出，之后替换入可切削的硬质PVC管对端部冻结壁7进行维持冻结，给已开挖的清障通道的回填创造安全作业时间，待回填完成后，使盾构机切削推进至新建盾构隧道线路5上的端部冻结壁7位置处，端部冻结壁7及其内的硬质PVC管直接被盾构机的刀盘切削，硬质PVC管易切削，不影响盾构机的正常作业。如图1-10所示，本实施例中的盾构法隧道端头临时封堵与加固方法包括如下步骤：（1）新建盾构隧道线路5位于既有地铁车站1下方且两者相交，其中一条新建盾构隧道线路5同既有地铁车站1方向垂直相交，另一条新建盾构隧道线路5同既有地铁车站1方向斜交；新建盾构隧道线路5穿越既有地铁车站1下方的四道地下连续墙6，分别为地下连续墙6a、地下连续墙6b、地下连续墙6c、地下连续墙6d；在既有地铁车站1的一侧设置清障工作井4，在清障工作井4中沿新建盾构隧道线路5向土体中水平打入一圈若干钢冻结管（低碳无缝钢管），并通过向各钢冻结管中通入低温盐水进行循环从而形成如图1、2所示的环状冻结加固体2；与此同时，在环状冻结加固体2中还设置有十字型冻结加固墙3，进一步提升冻结加固的稳定性，十字型冻结加固墙3将环状冻结加固体2的内部空间分隔为上层空间和下层空间，每层空间分为左单元和右单元。（2）对盾构穿越区域采用分段台阶式开挖，如图5所示，安装防护门8并凿除地下连续墙6a的上部，开挖上层空间内的土体，边开挖边安装型钢支架9；之后安装防护门8并凿除地下连续墙6a的下部，开挖下层空间内的土体；如图6、7、8，依此方法，依次凿除地下连续墙6b、地下连续墙6c、地下连续墙6d并分别开挖上、下层土体，开挖的同时进行型钢支架9的安装，形成清障通道。（3）需要说明的是，如图8所示，待凿除地下连续墙6d前，在地下连续墙6d上向土体中水平打入若干钢冻结管（∅108×8低碳无缝钢管），深度至清障通道端部不少于4m，钢冻结管均布在该端部的整个断面上，之后在各钢冻结管中循环低温盐水，盐水温度-28℃~-32℃，进行二次冻结，从而形成端部冻结壁7，平均温度≤-10℃，如图3、4、9所示。此外，还需要说明的是，在端部冻结壁7薄弱处打设额外测温孔以便测量温度。（4）在完成最后一道地下连续墙6d清除后，在端部冻结壁7中的钢冻结管内通入高温盐水循环进行化冻，分组进行，钢冻结管拔除后，立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：沿待开挖的新建盾构隧道线路水平设置若干钢冻结管并进行冻结以形成环状冻结加固体；凿除所述环状冻结加固体中的地下连续墙并分层开挖土体形成清障通道，待开挖至所述清障通道的端部最后一道地下连续墙之前，向端部土体中打入钢冻结管进行二次补充冻结以形成端部冻结壁；拔出所述端部冻结壁中的所述钢冻结管并替换为硬质PVC管，利用所述硬质PVC管对所述端部冻结壁维持冻结；对所述清障通道分层回填；待所述清障通道分层回填完成后停止所述端部冻结壁的冻结；盾构机沿所述新建盾构隧道线路在已回填的所述清障通道中进行切削推进。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：沿待开挖的新建盾构隧道线路水平设置若干钢冻结管并进行冻结以形成环状冻结加固体；凿除所述环状冻结加固体中的地下连续墙并分层开挖土体形成清障通道，待开挖至所述清障通道的端部最后一道地下连续墙之前，向端部土体中打入钢冻结管进行二次补充冻结以形成端部冻结壁；拔出所述端部冻结壁中的所述钢冻结管并替换为硬质PVC管，利用所述硬质PVC管对所述端部冻结壁维持冻结；对所述清障通道分层回填；待所述清障通道分层回填完成后停止所述端部冻结壁的冻结；盾构机沿所述新建盾构隧道线路在已回填的所述清障通道中进行切削推进。


2.根据权利要求1所述的一种盾构法隧道端头临时封堵与加固方法，其特征在于所述新建盾构隧道线路位于既有地铁车站的下方，所述既有地铁车站下方分布有若干道地下连续墙，所述新建盾构隧道线路上的所述环状冻结加固体穿越各道所述地下连续墙，所述环状冻结加固体的始端部为清障工作井，通过在所述清障工作井中沿所述新建盾构隧道线路的延伸方向水平设置若干所述钢冻结管并通过在所述钢冻结管中循环低温盐水对土体进行冻结，以形成所述环状冻结加固体。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸿，曹伟飚，李胜杰，王书磊，管攀峰，张晓菲，王天翔，
申请(专利权)人：上海市隧道工程轨道交通设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31