一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法技术

本发明专利技术涉及隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法。该施工方法基于严苛地层环境下的盾构机开仓作业；包括分阶段建立泥膜保压、对泥膜进行保压合格测试、土仓进行气土置换，通过合理规划控制注浆步骤，将对既有地铁运营线的隆沉值控制在

【技术实现步骤摘要】
一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道与地下工程
，特别涉及一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市轨道交通领域的迅速发展，地铁盾构工法技术得到广泛的应用，盾构法施工是以盾构机为隧道掘进的设备，盾壳作为支护，前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作为衬砌，形成隧道的施工方法；一般情况下，当监测异常、刀具磨损，工作人员可以直接进行常压更换，不需要带压进仓，但在特殊情况下，因地质地层的变化，掘进操作的不当，或突发状况造成堵仓、滞排、刀盘结泥饼、掘进参数异常等情况，被动的需要带压进仓，这种情况目前国内在常规地层及环境下建压作业技术已基本成熟，但是基于既有运营线下方保证既有运营线正常运营的情况下近距离建压作业的案例很少，该条件下建压作业存在较多安全问题，建压施工条件也十分严苛，若稍有不慎便会导致既有运营线沉降或隆起，导致既有运营线运营安全和进仓人员人身安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的建压施工方法不适用于既有运营地铁下盾构隧道的施工，极容易造成既有运营线沉降或隆起等问题，影响运营安全和进仓人员人身安全的不足，提供一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法，盾构机的前盾处于运营地铁线下的盾构区域
‑
即穿越区间内，所述盾构区域与运营地铁线之间的垂直距离不超过3m；所述保压施工方法包括如下步骤：
[0006]步骤一：盾构机停止掘进，原位建立泥膜保压；
[0007]保压过程分阶段进行，通过分次注浆将膨润土浆料依次填充至所述盾构机与土层的周向间隙、盾构机前端的刀盘与掌子面之间的间隙和土仓内的空间；每个阶段均需要控制单次运营地铁线隆沉值不超过2mm；
[0008]分次注浆按照从中盾向前盾的方向依次进行；
[0009]步骤二：在建好泥膜后，进行泥膜的保压测试；
[0010]步骤三：在保压测试合格的前提下，对土仓进行气土置换，控制出土速度不超过0.25
‑
0.3m3/s，控制所述土仓内的压力值高于理论计算的土水压力值0.01
‑
0.02MPa，控制输入气量为250
‑
280L/s；当所述土仓与盾构机主仓实现气压平衡后，停止加压；维持土仓压力120min以上无变化，即可开启土仓闸门，进入土仓内进行施工作业。
[0011]本专利技术提出一种基于严苛地层环境下的盾构机开仓作业的保压施工方法，即当盾构机在进行盾构施工作业过程中，需要穿越既有运营线，所述盾构区间与运营线之间的垂直高度最近的距离不超过3m，在此情况下，盾构机在掘进过程中，如遇到被动需要停止掘进
并带压开仓作业的情况时，如果按照现有技术的施工方法进行施工过程，极容易出现因施工不当导致垂直顶部既有运营地铁线沉降，导致地铁停运情况；存在垂直顶部既有运营地铁线沉降、变形、开裂，导致地铁停用风险；因此，在该种情况下，如何保持既有运营线不受到盾构施工的影响，又可以保证带压开仓作业安全顺利的进行，最关键的是在超近距离(2
‑
4m左右)既有运营地铁线下保证带压开仓的施工人员的安全，控制顶部既有地铁运营线的沉降，保证既有运地铁线的运营安全是重点。而保证带压进仓的核心是建好泥膜，保压成功；通过分阶段的膨润土注浆手段，以及对保压成功与否的验证是保证带压开仓作业安全进行的关键；通过本专利技术提出的运营线下盾构机开仓作业的保压施工方法，实现了安全，稳定的应对严苛环境下盾构机被动停止掘进进行带压开仓作业的风险工作；并且最大程度的减小对既有线底部土体的扰动，从而减少对既有线的影响，保证既有运营地铁线正常运营。这对于后续高速发展的地铁交叉穿越线修建工程具有较高的应用借鉴价值。
[0012]作为本专利技术的优选技术方案，还包括施工前的准备工作，所述准备工作包括在所述穿越区间建立自动化监测系统；所述自动化监测系统包括地面土体的监测、运营地铁线隧道内监测和在建隧道本身的监测三个部分。
[0013]更优选的，所述运营地铁线隧道内监测内容包括地表沉降、地下管线沉降、位移和周边建筑物沉降；监测范围为距离在建隧道轮廓线30
‑
35m之间；在既有运营线与盾构线路的正穿区间内，监测点布置间距为3
‑
6米一个断面，每个断面设置至少3个测点，每个断面的测点分布于道床、隧道腰部、拱顶等位置。
[0014]在非正穿的监测范围内，监测点布置间距为8
‑
12米一个断面，断面上监测点的布置与正穿区间位置的运营线断面上的布置一致。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案，
[0016]步骤一中，建立泥膜保压的过程中，具体包括如下步骤：
[0017]保压过程包括第一阶段、第二阶段和第三阶段；
[0018]第一阶段，分别通过盾构机中盾的径向注浆孔和前盾的径向注浆孔，向盾构机与土体之间的间隙填充膨润土浆料，使所述膨润土浆料在盾构机中盾位置与上部土体之间形成泥膜；注意注入量不超过4
‑
4.2m3；
[0019]第二阶段，通过盾构机前盾的径向注浆孔向盾构机与土体之间的间隙填充膨润土浆料，使所述膨润土浆料在盾构机前盾位置与上部土体之间的间隙、刀盘上方的盾构机与掌子面之间的间隙形成泥膜；注意注入量不超过1.8
‑
2m3；
[0020]第三阶段，通过两路盾构机膨润土浆料注入系统向刀盘前方填充膨润土浆料，将盾构机土仓及刀盘空隙位置填满，对刀盘前方掌子面形成泥膜，注入期间，刀盘以0.5
‑
1r/min进行转动，并间隔10min进行一次换向；注入量不超过71
‑
72m3。
[0021]每个阶段中的注入量根据土仓容量和渗入地层的量计算而得，如果注入过量，或者压力过大会将顶部既有运营地铁线顶隆起或地层线沉降，进而导致地铁停运。具体的，注入量通过注浆孔所在位置盾壳与土体之间的空隙计算的理论值。土仓里面的注入量是根据土仓的体积计算的理论值。
[0022]注浆过程中，注入压力不超过土仓压力，所述土仓压力控制在0.18
‑
0.22MPa。注入压力是根据盾构机在地层的埋深和地下水的深度计算的理论值；在具体施工的时候再根据监测数据进行微调。具体的，在实时监控过程中，按照理论数据注入的过程中，当监测数据
有沉降趋势，就调小注入量和注入压力，当监测数据有隆起的趋势，就调大注入量和注入压力；调整的过程也是微调，需要将检测数据的变换幅度控制在
±
1mm，通过调整注浆压力控制地层在1mm上下的变化过程中难度是很大的，操作上稍微的失误将导致地层的变化。
[0023]在进行注浆的动态过程中，同步观测监测系统反馈的运营地铁线上的相关检测项目参数值，一旦地表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法，其特征在于，盾构机的前盾处于运营地铁线下的盾构区域
‑
即穿越区间内，所述盾构区域与运营地铁线之间的垂直距离不超过3m；所述保压施工方法包括如下步骤：步骤一：盾构机停止掘进，原位建立泥膜保压；保压过程分阶段进行，通过分次注浆将膨润土浆料依次填充至所述盾构机与土层的周向间隙、盾构机前端的刀盘与掌子面之间的间隙和土仓内的空间；每个阶段均需要控制单次运营地铁线隆沉值不超过2mm；分次注浆按照从中盾向前盾的方向依次进行；步骤二：在建好泥膜后，进行泥膜的保压测试；步骤三：在保压测试合格的前提下，对土仓进行气土置换，控制出土速度不超过0.25
‑
0.3m3/s，控制所述土仓内的压力值高于理论计算的土水压力值0.01
‑
0.02MPa，控制输入气量为250
‑
280L/s；当所述土仓与盾构机主仓实现气压平衡后，停止加压；维持土仓压力120min以上无变化，即可开启土仓闸门，进入土仓内进行施工作业。2.根据权利要求1中所述的运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法，其特征在于，还包括施工前的准备工作，所述准备工作包括在建立自动化监测系统；所述自动化监测系统包括地面土体的监测、运营地铁线隧道内监测和在建隧道本身的监测三个部分。3.根据权利要求2中所述的运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法，其特征在于，所述运营地铁线隧道内监测内容包括地表沉降、地下管线沉降、位移和周边建筑物沉降；监测范围为距离在建隧道轮廓线30
‑
35m之间。4.根据权利要求3中所述的运营地铁下盾构机开仓作业的保压施工方法，其特征在于，在盾构穿越区间上方的运营地铁线内，监测点布置间距为3
‑
6米一个断面，每个断面设置至少3个测点，测点分别设置于所述断面的道床、隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡发洪，杨晓亮，陈卓，王春明，陈强，
申请(专利权)人：中铁二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：