一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法技术

本发明专利技术提供了一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法。所述施工方法主要针对大直径盾构区间连续下穿至少两根大直径输水管线的施工，该下穿区域设有输水管线的检修井，其施工方法依次包括盾构区间左右线下穿输水管线范围及输水管检修井的加固、管棚竖井施工范围加固、管棚竖井的施工、监测点埋设、盾构试掘进、盾构下穿过程中径向注浆加固的过程。本发明专利技术中的施工方法通用性强，工序衔接有序，交叉作业影响小，解决了盾构区间段连续下穿大直径输水管线的相关难题，可以广泛用于盾构区间下穿其他建(构)筑物的施工，保证了盾构区间隧道的施工质量，避免了大直径输水管线破裂的发生。发生。发生。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法


[0001]本专利技术提供一种盾构下穿大直径输水管线施工领域，具体是一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法。

技术介绍

[0002]地铁是在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引的轨道交通，列车在全封闭的线路上运行，位于中心城区的线路基本设在地下隧道内，现有技术中修建地铁隧道通常是采用盾构法，由于发展成熟的城市主干道路下方管线布设错综复杂，地铁施工过程中盾构机下穿管线是不可避免的，特别是在富水松软地层中盾构掘进，地表沉降难以控制，对管线的破坏尤为严重。
[0003]随着我国城市地铁的发展，地质与环境条件越来越复杂，地铁盾构区间经常会遇到连续近距离下穿大直径输水管线的问题，由于两根大直径输水管线距离较近，盾构隧道近距离下穿管线时，对于管线沉降要求控制高，盾构施工难度大，且工后易沉降；但是，在下穿过程中一旦管线出现沉降或差异沉降超过预警值，管线无法使用、停水影响用水城市的生产及居民生活，将会造成不可估量的经济损失。而且，在大直径输水管线的施工过程中，还会存在输水管线检修井，如果遇到盾构下穿管线区域存在检修井时，其施工风险更大。为保障城市轨道交通盾构区间下穿安全，需研究一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法，将对于后续地铁盾构区间下穿输水管线的沉降控制具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术根据现有技术的不足提供一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法。该施工方法可以解决盾构区间近距离下穿输水管线引起的沉降和差异沉降；有效的控制了大直径输水管线检查井的不均匀沉降；通过对盾构掘进过程同步注浆和盾体注浆浆液的改良，减少了输水管线在盾体上方产生的沉降。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法，其特征在于：所述施工方法主要针对大直径盾构区间连续下穿至少两根大直径输水管线的施工，该下穿区域设有输水管线的检修井，所述施工方法具体包括以下施工步骤：
[0006](1)通过地质勘察确定盾构区间左右线下穿两根输水管线的范围、以及盾构区间与两根输水管线之间的距离，针对盾构区间左右线下穿至少两根输水管线区域设计加固方案，其加固包括注浆加固和管棚加固，并确定管棚竖井的施工位置；
[0007](2)针对盾构区间左右线下穿输水管线范围及检修井周围通过布设注浆袖阀管从地面进行袖阀管注浆加固，且在布设注浆袖阀管时沿着每根待穿输水管线长度范围靠近输水管线两侧的位置斜向布设预留袖阀管，同一输水管线两侧的预留袖阀管均从地面向输水管底部倾斜并相交于盾构区域顶部；所述袖阀管注浆加固的注浆浆液为水泥浆，注浆压力为0.3～0.8Mpa；盾构区间左右线下穿输水管线范围内的袖阀管注浆加固平面宽度为每侧
隧道中心线两侧各9～10m，加固长度为待穿输水管线边缘外侧6～7m，加固高度为盾构区间顶部至输水管线1/2高度以上范围，所述检查井周围袖阀管注浆平面加固范围为结构外轮廓至少2m范围内，加固高度为盾构区间顶部至井口位置；
[0008](3)针对管棚竖井施工范围采用旋喷注浆加固，其平面加固范围为管棚竖井外轮廓以外至少1.5m，加固高度为待穿输水管线顶部至管棚竖井井底以下；
[0009](4)在步骤(2)和步骤(3)中的注浆加固完成后，采用倒挂井壁法施工管棚竖井；所述管棚竖井的井底位于盾构区间顶部以下，其井底采用素混凝土回填300～450mm，在管棚竖井施工过程中针对管棚竖井的井壁进行加固；
[0010](5)在步骤(4)的管棚竖井施工完成后，从管棚竖井的侧壁朝向待穿输水管线与盾构区间之间的区域打设管棚，所述管棚的长度覆盖至少两根待穿输水管线；待管棚施工完成后，将侵入到盾构区间的竖井支护结构拆除，并将管棚竖井粉质粘土分层压实回填至地面；
[0011](6)开始对盾构下穿区域的输水管线进行人工挖孔埋设监测点，监测点沿着待穿输水管线的中轴线按照间距4.5～5.5m的间距布设；所述监测点包括底部焊接有钢板的钢管和插入钢管中心位置的监测钢筋，监测钢筋固定在钢板中心位置，监测点通过钢板固定粘接在待穿输水管线上，且垂直朝上，并在钢护筒内填满粗砂；
[0012](7)在步骤(6)中的监测点埋设完成后，盾构下穿输水管道前先进行试掘进，试掘进长度不小于100m，并在试掘进区间的输水管线上按照步骤(6) 中监测点埋设要求，在试掘进区间的输水管线上埋设相同的监测点，并在试掘进过程中进行沉降监测，确定盾构机掘进参数；
[0013](8)在盾构下穿输水管线的过程中，使用厚浆进行同步注浆和对盾体进行填充，并在盾构掘进至输水管线中心线前后至少10环的区域通过管片对盾构区间上方径向注浆在管棚区域与盾构区间之间形成二次加固结构；径向注浆采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力为0.3～0.8Mpa。
[0014]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中地面袖阀管注浆加固的高度为盾构区间顶部以上0.5m至待穿输水管线圆心高度，所述检查井的加固高度为盾构区间顶部以上0.5m至临近井口的位置；所述步骤(3)中管棚竖井的旋喷注浆加固高度从待穿输水管线顶部至管棚竖井井底以下5m范围内。
[0015]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中袖阀管注浆加固用的注浆袖阀管从地面垂直延伸至盾构区间顶面，所述预留袖阀管与地面夹角为40～ 45
°
；注浆袖阀管和预留袖阀管均采用单节长度为450～550mm的PVC塑料管通过螺扣接头连接而成，其端头有斜口，袖阀管内径为Φ48mm，外径为58mm，钢管中心距500mm；使用XY
‑
100钻机成孔；位于注浆区域的注浆管上开设有溢浆孔，并在设有溢浆孔区域的注浆管外包裹有抗爆破压力为 0.3MPa的橡胶套；并在灌浆时橡皮套在压力作用下被浆液冲开，使浆液渗入地层，停止注浆时，橡胶套又弹回并裹紧袖阀管；所述注浆浆液采用超细水泥浆，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.8～1：1。
[0016]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(4)中的管棚竖井支护结构包括井壁支护结构、从竖井井壁向外打设的井壁锚管和设置在竖井每个角部的钢斜撑，所述井壁支护结构是通过在井壁挂设钢筋网片和架设钢筋格栅后喷射混凝土形成的支护结构；所述井壁锚管和钢
斜撑均沿着工作竖井从上至下连续设置；所述井壁锚管是每开挖完成工作竖井对应一榀井壁支护结构，从工作竖井的井壁打设一圈长1.8～2.3m的锚管，锚管打设水平角度8～12
°
，横向间距0.4～0.6m；所述钢斜撑的竖向间距为1.8～2.2m；在盾构掘进至输水管线前，将工作竖井位于盾构区间区域的钢筋混凝土井壁支护结构中的钢筋格栅和钢斜撑拆除,并完成工作竖井的回填。
[0017]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(5)中的管棚的直径为108mm，壁厚为8mm，间距为300mm，浆液类型为水泥浆，注浆压力为0.3～0.8Mpa。
[0018]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(6)中监测点的钢管选用直径为32～ 48mm、长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法，其特征在于：所述施工方法主要针对大直径盾构区间连续下穿至少两根大直径输水管线的施工，该下穿区域设有输水管线的检修井，所述施工方法具体包括以下施工步骤：(1)通过地质勘察确定盾构区间左右线下穿两根输水管线的范围、以及盾构区间与两根输水管线之间的距离，针对盾构区间左右线下穿至少两根输水管线区域设计加固方案，其加固包括注浆加固和管棚加固，并确定管棚竖井的施工位置；(2)针对盾构区间左右线下穿输水管线范围及检修井周围通过布设注浆袖阀管从地面进行袖阀管注浆加固，且在布设注浆袖阀管时沿着每根待穿输水管线长度范围靠近输水管线两侧的位置斜向布设预留袖阀管，同一输水管线两侧的预留袖阀管均从地面向输水管底部倾斜并相交于盾构区域顶部；所述袖阀管注浆加固的注浆浆液为水泥浆，注浆压力为0.3～0.8Mpa；盾构区间左右线下穿输水管线范围内的袖阀管注浆加固平面宽度为每侧隧道中心线两侧各9～10m，加固长度为待穿输水管线边缘外侧6～7m，加固高度为盾构区间顶部至输水管线1/2高度以上范围，所述检查井周围袖阀管注浆平面加固范围为结构外轮廓至少2m范围内，加固高度为盾构区间顶部至井口位置；(3)针对管棚竖井施工范围采用旋喷注浆加固，其平面加固范围为管棚竖井外轮廓以外至少1.5m，加固高度为待穿输水管线顶部至管棚竖井井底以下；(4)在步骤(2)和步骤(3)中的注浆加固完成后，采用倒挂井壁法施工管棚竖井；所述管棚竖井的井底位于盾构区间顶部以下，其井底采用素混凝土回填300～450mm，在管棚竖井施工过程中针对管棚竖井的井壁进行加固；(5)在步骤(4)的管棚竖井施工完成后，从管棚竖井的侧壁朝向待穿输水管线与盾构区间之间的区域打设管棚，所述管棚的长度覆盖至少两根待穿输水管线；待管棚施工完成后，将侵入到盾构区间的竖井支护结构拆除，并将管棚竖井粉质粘土分层压实回填至地面；(6)开始对盾构下穿区域的输水管线进行人工挖孔埋设监测点，监测点沿着待穿输水管线的中轴线按照间距4.5～5.5m的间距布设；所述监测点包括底部焊接有钢板的钢管和插入钢管中心位置的监测钢筋，监测钢筋固定在钢板中心位置，监测点通过钢板固定粘接在待穿输水管线上，且垂直朝上，并在钢管内填满粗砂；(7)在步骤(6)中的监测点埋设完成后，盾构下穿输水管道前先在地层相似的部位进行试掘进，试掘进长度不小于100m，并在试掘进区间的输水管线上按照步骤(6)中监测点埋设要求，在试掘进区间的输水管线上埋设相同的监测点，并在试掘进过程中进行沉降监测，确定盾构机掘进参数；(8)在盾构下穿输水管线的过程中，使用厚浆进行同步注浆和对盾体径向孔进行填充，并在盾构掘进至输水管线中心线前后至少10环的区域通过管片对盾构区间上方径向注浆在管棚区域与盾构区间之间形成二次加固结构；径向注浆采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力为0.3～0.8Mpa。2.根据权利要求1所述的一种盾构区间连续下穿大直径输水管线的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中地面袖阀管注浆加固的高度为盾构区间顶部以上0.5m至待穿输水管线圆心高度，所述检查井的加固高度为盾构区间顶部以上0.5m至临近井口的位置；所述步骤(3)中管棚竖井的旋喷桩加固高度从待穿输水管线顶部至管棚竖井井底以下5m范围内。3.根据权利要求1所述的一种盾构区间连续下穿大直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙华东，解元元，宋鹏飞，谭敬村，顾福彬，罗水保，
申请(专利权)人：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：