一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法技术

本发明专利技术提供了一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，包括以下操作步骤：S1、洞门环的设计、安装和验收；S2、施工接收基座；S3、盾构隧道贯通测量；S4、洞门破除；S5、盾构监测；S6、接收段管片加固；S7、接收段盾构掘进；S8、加固区掘进；S9、出洞段推进；S10、洞门封堵。本发明专利技术施工组织设计科学合理，监测效果好，安全性高，能有效提高施工效率和施工质量。能有效提高施工效率和施工质量。能有效提高施工效率和施工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法


[0001]本专利技术涉及一种盾构施工方法，具体涉及一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法。

技术介绍

[0002]盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的两端开挖竖井或基坑，盾构出发的竖井或基坑为始发井，沿盾构方向前方的竖井或基坑为接收井。在始发井内吊入安装盾构设备开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井即接收井或隧洞的端点。盾构从始发井出发钻进土层中去叫进洞；盾构出洞就表示盾构钻出土层，进入工作井，完成了一个工作周期。
[0003]盾构隧道施工中的盾构进洞和出洞是盾构施工中易发事故的高风险施工节点，目前国内盾构隧道施工进出洞主要采取端头预先加固施工和洞门防水系统措施。现有技术无法达到安全、经济、高效的施工要求，主要是端头加固难以保证质量，施工工期长，施工成本高，可能会发生洞门破除区坍塌、洞门漏水，甚至造成盾构机进出洞过程中塌方或涌水涌沙险情发生。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，该方法设计科学合理，安全可靠，准确度高，施工效率高，施工效果好，可在盾构施工中推广应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/>[0006]S1、洞门环的设计、安装和验收：在接收井主体结构施工时进行洞门环预埋，洞门环由钢板制成，洞门环通过锚筋锚入侧墙结构内，同时在洞门环外侧预埋多根注浆管；
[0007]预埋洞门环施工时对洞门环位置进行监测测量，在洞门环安装完成后进行验收测量，根据验收测量结果考虑盾构机贯通时的接收位置；
[0008]在盾构机到达加固区前，在预埋洞门环的位置依次安装橡胶帘布板、圆环板及卡板，用于盾构机出洞时洞门止漏作业。
[0009]S2、施工接收基座：使用混凝土浇筑接收基座，接收基座的坡度与隧道轴线坡度一致，盾构机出洞时利用接收基座上的预留轨道滑行；
[0010]S3、盾构隧道贯通测量：盾构机接收前应对盾构机的位置和盾构隧道的测量控制点进行准确的测量，明确实际隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时对盾构接收井的洞门进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划；
[0011]S4、洞门破除：在接收井端头加固完成后、盾构机具备接受条件的情况下安排施工洞门破除；
[0012]S5、盾构到达监测：盾构机接收的现场监测结合仪器监测和巡视监测，现场监测的对象包括隧道成型管片、接收井周边地表及管线沉降；
[0013]S6、接收段管片加固：为提高盾构隧道管片的整体性以及防止盾构机出洞时管片发生严重错位，在出洞前对接收段管片进行刚性加固和拉紧；
[0014]S7、接收段盾构掘进；
[0015]S8、加固区盾构掘进；
[0016]S9、出洞段盾构推进；
[0017]S10、洞门封堵。
[0018]优选地，洞门环由12mm厚的钢板制成，所述洞门环背面布置4根Φ20mm的钢筋，钢筋之间角度差5
°
，洞门环外预埋24根外径32mm、壁厚4mm的注浆管，相邻注浆管之间有15
°
的角度差。
[0019]优选地，进行监测测量时竖直和水平精度为
‑
10mm～+10mm，进行验收测量时任意点检测的内径误差不超过
±
10mm、圆板中心偏差不超过10mm、平面不平整度≤6mm。
[0020]优选地，所述接收基座呈两列布置，每列三块，在盾体与盾尾环缝、盾尾纵缝处预留沟槽，槽宽1m，接收基座顶部两侧预留长30cm宽2cm厚的钢板作为盾构机导轨焊接点，盾构机出井时通过盾体与钢板焊接。
[0021]优选地，所述S3中安排在隧道贯通前150～200m进行贯通前控制测量工作。根据规范要求，高程贯通测量精度＜
±
25mm，导线贯通测量误差＜
±
50mm；
[0022]对接收井洞门复核测量的具体方式为：利用全站仪、激光断面仪，在洞门预留钢圈上布设测点，根据结果，算出洞门的实际中心坐标，以及各点到中心的距离，同时判断是否需要调整掘进轴线，以保证顺利接收；
[0023]对盾构隧道的测量控制点进行准确测量时，为保证盾构隧道水准及导线测量精度，在盾构机距离工作井200m范围时增加陀螺定位仪保证隧道轴线精准，在接收阶段，加强隧道内的水准及导线控制测量，通过增加控制测量的频率及减小换站距离来减小测量误差带来的影响，最终确保盾构顺利到达接收。
[0024]优选地，S4中洞门破除前，在洞门圈内延圆周及靠中央位置布置13个水平探孔，水平探孔长度不小于6m，对加固情况进行检测，保证不透水，检测结束后对水平探孔进行密实封堵；
[0025]端头位置地连墙凿除工作安排在盾构机刀盘掘进至距地连墙20cm时进行。
[0026]优选地，S5中盾构到达监测时的具体监测对象包括：
[0027]a、管片衬砌拱顶沉降，每10m设1个断面，每个断面设1个测点，允许值30mm；
[0028]b、管片衬砌净空收敛，每50m设1个断面，每个断面设3个测点，允许值30mm；
[0029]c、地表隆陷，盾构接收段100m范围内，每20m设1个断面，地质条件突变及建筑物密集处设一断面，其余地段每50m设1个断面，每个断面设11个测点，允许值沉降30mm、隆起10mm；
[0030]d、距线路中心15m范围内的重要管线需要监测，有压管线允许值为10mm，雨、污水管线允许值为20mm、其他管线允许值为30mm；
[0031]e、管片内力，代表性地段选取6个断面利用应力计测量。
[0032]优选地，S6中接收段管片加固的具体包括螺栓连接和槽钢纵向连接两种方式。
[0033]螺栓位置进行焊接加固，管片提前进行钢板预埋，钢板的长
×
宽
×
高为15cm
×
15cm
×
1.5cm，管片拼装完成后使用加肋钢板对环、纵向预埋钢板焊接加固，除弧面预埋钢板外，外弧面全背、前侧端面均预埋钢板，用于焊接洞门密封钢板；
[0034]通过槽钢纵向连接形成受力整体，减小管片错位影响。槽钢纵向连接的具体步骤为：
[0035]首先，选择合适的位置作为连接点位(避免与二次注浆冲突)，共设置5道连接。采用直径55mm(与管片预留二次注浆孔相匹配)的圆钢作为后期槽钢连接的基础点，长30cm，锤击使圆钢嵌入管片二次注浆孔约26cm左右；
[0036]其次，连接钢板固定，利用既有1cm厚钢板，加工30cm
×
25cm连接钢板，钢板中间预留直径6cm圆孔，待圆钢嵌入管片完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、盾构机进入接收井的洞门处的洞门环的设计、安装和验收：在接收井主体结构施工时进行洞门环预埋，洞门环由钢板弯制制成，洞门环通过锚筋锚入侧墙结构内，同时在洞门环外侧预埋多根注浆管；预埋洞门环施工时对洞门环位置进行监测测量，在洞门环安装完成后进行验收测量，根据验收测量结果考虑盾构机贯通时的接收位置；在盾构机到达加固区前，在预埋洞门环的位置依次安装橡胶帘布板、圆环板及卡板；S2、施工接收基座：使用混凝土浇筑接收基座，接收基座的坡度与隧道轴线坡度一致，盾构机出洞时利用接收基座上的预留轨道滑行；S3、盾构隧道贯通测量：盾构机接收前对盾构机的位置和盾构隧道的测量控制点进行准确测量，明确实际隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时对盾构接收井的洞门进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划；S4、接收井洞门破除：在接收井端头加固完成后、盾构机具备接受条件的情况下安排施工洞门破除；S5、盾构到达监测：盾构机接收时的现场监测结合仪器监测和巡视监测，现场监测的对象包括隧道成型管片、接收井周边地表及管线沉降；S6、接收段管片加固：为提高盾构隧道管片的整体性以及防止盾构机出洞时管片发生严重错位，在出洞前对接收段管片进行刚性加固和拉紧；S7、接收段盾构掘进；S8、加固区盾构掘进；S9、出洞段盾构推进；S10、洞门封堵。2.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，所述洞门环背面布置Φ20mm钢筋，钢筋之间角度差为5
°
，洞门环外预埋外径32mm、壁厚4mm的注浆管，相邻注浆管之间有15
°
的角度差。3.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，进行监测测量时竖直和水平精度为
‑
10mm～+10mm，进行验收测量时任意点检测的内径误差不超过
±
10mm、圆环板中心偏差不超过10mm、平面不平整度≤6mm。4.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，所述接收基座呈两列布置，每列三块，在盾体与盾尾环缝、盾尾纵缝处预留沟槽，槽宽1m，接收基座顶部两侧预留长30cm宽2cm厚的钢板作为盾构机导轨焊接点，盾构机出井时通过盾体与钢板焊接。5.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，所述S3中在隧道贯通前150～200m进行贯通前控制测量工作，高程贯通测量精度＜
±
25mm，导线贯通测量误差＜
±
50mm；对接收井洞门复核测量的具体方式为：利用全站仪、激光断面仪，在洞门预留钢圈上布设测点，根据结果，算出洞门的实际中心坐标，以及各点到中心的距离，同时判断是否需要调整掘进轴线；对盾构隧道的测量控制点进行准确测量时，为保证盾构隧道水准及导线测量精度，在
盾构机距离工作井200m时增加陀螺定位仪保证隧道轴线精准，在接收阶段，加强隧道内的水准及导线控制测量，通过增加控制测量的频率及减小换站距离来减小测量误差带来的影响，最终确保盾构顺利到达接收。6.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工方法，其特征在于，在S4洞门破除前，在接收井洞门内延圆周及靠中央位置布置多个水平探孔，水平探孔长度不小于6m，对加固情况进行检测，检测结束后对水平探孔进行密实封堵；端头位置地连墙凿除工作安排在盾构机刀盘掘进至距地连墙20cm时进行。7.根据权利要求1所述的一种基于仪器和巡视双监测的盾构出洞施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：林尚月，孙和顺，王军，姚印彬，庄凯，王洪伟，
申请(专利权)人：中铁十四局集团大盾构工程有限公司，
类型：发明
国别省市：