盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构制造技术

本实用新型专利技术涉及隧道施工技术领域，公开了一种盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，包括多个冻结管；所述冻结管由洞门延伸到土体中；所述冻结管包括第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的接触部，接触部位于洞门处，第二端位于土体中；所述接触部在洞门处分布范围小于所述第二端在土体中分布范围。盾构隧道端头工作井内的洞门处倾斜地向土体中打入冻结管，冻结管呈放射状打入土体。在盾构隧道端头地层中形成花洒形冻结壁加固结构，在花洒形冻结壁的保护下，盾构顺利始发或到达。冻结管用料减少，冻结需冷量也减少，冻胀融沉量也很小，在保证加固效果特别是止水效果的同时，大大节约了能源，从而有较好的经济效益，具有较大的推广应用价值。推广应用价值。推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构


[0001]本技术涉及一种盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，属于隧道施工


技术介绍

[0002]盾构隧道端头加固是盾构法施工中的关键环节，具有很大的工程施工风险。在盾构进出洞时，要先进行洞门区域的地下连续墙破除，并割除所有钢筋。洞门破除要求的时间非常紧，施工难度大。洞门破除后对加固体强度及密封性要求很高，加固效果不佳时，在洞门破除时极易出现盾构与洞门间隙涌泥涌砂及地表沉降现象，进而危及附近地下管线和建筑物的安全。为防止此类现象发生，必须选择合理的盾构隧道端头地层加固处理方案，以满足强度和抗渗性的要求。
[0003]盾构隧道端头常用的加固方式有深层搅拌法、高压旋喷法、SMW工法、人工冻结法、注浆法、素混凝土灌注桩法和降水法等。土体加固可以采用一种工法或多种工法相结合的加固手段。加固方式应根据工程地质条件、地下水位、结构埋深、盾构机形与直径、作业环境等条件来进行选择，同时考虑安全性、施工方便性、经济性、工期等因素。
[0004]在沿海软土地区，特别是盾构隧道端头地层为富含水砂层时，采用常规的化学加固手段很难达到工程要求，在化学加固后探孔时常常会发现有严重漏水漏砂现象。此时，为提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，在富含水砂层端头常采用人工冻结法来进行端头土体加固。
[0005]常规的人工冻结技术有在端头地面打入垂直冻结管实施垂直冻结加固，或在工作井内，或在工作井内开挖洞门处打入水平冻结管实施水平冻结加固，这两种常规的冻结加固方式都存在着打入土体冻结管过多、冻结需冷量大、整个冻结过程耗电量大、冻胀融沉量大的缺点，如何找到一种高效节能的盾构隧道端头冻结加固方式是目前亟待解决的关键问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，通过在盾构隧道端头前的土体中沿着隧道洞口倾斜打入冻结管，或者在地连墙洞门位置靠近土体处倾斜打入冻结管，并在冻结管内循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成花洒形冻结壁加固体，达到节约工期、提高资源利用率、施工实用性强、施工质量控制方便、加固效果特别是止水效果好且安全可靠等突出优点。
[0007]为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：
[0008]盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，包括多个冻结管；所述冻结管沿隧道长度方向由洞门处延伸到土体中；所述冻结管包括第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的接触部，接触部位于洞门处，第二端位于土体中；所述接触部在洞门处分布范围小于所述第二端在土体中分布范围。
[0009]该技术是在盾构隧道端头工作井内的洞门处倾斜地向土体中打入一圈冻结管，冻结管呈放射状打入土体。通过在冻结管中循环冷媒介质，最终在盾构隧道端头地层中形成花洒形冻结壁加固结构，在花洒形冻结壁的保护下，盾构顺利始发或到达。冻结管直径一般为108或127mm；所形成的尺寸由洞门大小决定，应保证在土体中形成半径大于洞门半径的花洒形冻土帷幕。冻结管材质通常为无缝低碳钢管，也可以采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料管。当采用塑料管时，盾构始发或到达无需拔除冻结管，可直接切削推进。
[0010]本技术的有益效果是：
[0011]本技术与传统的盾构隧道端头垂直冻结或水平冻结加固结构相比，冻结管用料大大减少，冻结需冷量也大大减少，冻胀融沉量也很小，在保证加固效果特别是止水效果的同时，大大节约了能源，从而有较好的经济效益，具有较大的推广应用价值。
[0012]本技术是一种盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，是一种新型的盾构隧道端头加固方式。该技术为软土地区富含水砂层端头的地层加固方式，可有效解决该地区常规加固方式加固效果不佳的问题，并大大提高了人工冻结技术加固盾构隧道端头地层的经济性和实用性，可保证盾构机顺利进出洞。
附图说明
[0013]图1是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的纵向剖面示意图；
[0014]图2是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的横向剖面示意图；
[0015]图3是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的平面示意图；
[0016]图4是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的施工工艺流程图；
[0017]图5是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的钻孔施工流程图；
[0018]图6是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的冻结施工流程图；
[0019]图7是具体实施方式提供的盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构的探孔布置图；
[0020]其中，1.围护结构，3.盾构机，4.冻结管，401.第一端，402.接触部，403.第二端，5.花洒形冻结壁，6.洞门，7.第一分布圈，8.第二分布圈。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0022]本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无
实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。
[0023]如图所示，盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，包括多个冻结管4；冻结管4沿隧道长度方向由洞门6处延伸到土体中；冻结管4包括第一端401、第二端403以及位于第一端401和第二端403之间的接触部402，接触部402位于洞门6处，第二端403位于土体中；接触部402在洞门6处分布范围小于所述第二端403在土体中分布范围。在盾构隧道端头工作井内的洞门6处倾斜地向土体中打入一圈冻结管4，冻结管4呈放射状打入土体。冻结管4与周围的土体形成冻结壁。冻结管4的第二端403在土体中分布范围大于连接端在洞门6处的分布范围，冻结壁加固结构呈由洞门6处开始发散的花洒形状。通过对冻结管4的冻结使开挖洞门6处的土体形成花洒形冻土帷幕，靠近洞门6的冻土帷幕直径小于冻结管4另一端所形成的冻土帷幕直径。
[0024]接触部402在洞门6处分布范围的边缘为第一分布圈7，第二端403在土体中分布范围的边缘为第二分布圈8。可以沿圆形轨迹将冻结管4打入土体的过程中；即，接触部402位于洞门6处呈圆形分布、形成第一分布圈7，第二端403位于土体中呈圆形分布、形成第二分布圈8。此时，第一分布圈7和所述第二分布圈8均呈圆形，第一分布圈7的直径小于第二分布圈8的直径。
[0025]第一分布圈7的直径大于洞门6的直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，其特征是，包括多个冻结管；所述冻结管沿隧道长度方向由洞门处延伸到土体中；所述冻结管包括第一端、第二端以及位于第一端和第二端之间的接触部，接触部位于洞门处，第二端位于土体中；所述接触部在洞门处分布范围小于所述第二端在土体中分布范围。2.根据权利要求1所述盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，其特征是，所述接触部在洞门处呈圆形分布、形成第一分布圈，所述第二端在土体中呈圆形分布、形成第二分布圈；第一分布圈的直径小于第二分布圈的直径。3.根据权利要求2所述盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，其特征是，第一分布圈的直径大于洞门的直径。4.根据权利要求1所述盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，其特征是，第一端距离相应接触部300
‑
400mm。5.根据权利要求1所述盾构隧道端头花洒形冻结壁加固结构，其特征是，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小淇，胡俊，李珂，任继勋，
申请(专利权)人：海南俊琳文心建筑科技有限公司，
类型：新型
国别省市：