一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法技术

本发明专利技术公开了一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，涉及隧道施工领域，包括地面注浆加固来加强土体承载和抗渗能力、地铁隧道洞内预加固来降低既有地铁变形和渗流影响、盾体超前注浆来提高前方土体自稳并减小土体透水性，以及管廊洞内注浆加固来控制围岩变形和堵水，四者共同联系形成完整的防控体系。本发明专利技术相对于传统注浆充填具有更全面的安全防控能力。此外，针对不同断面既有地铁的受力特征优化了注浆范围，有效防控既有盾构区间大变形和扭转风险，且避免了大范围全部加固的耗时耗材缺点，大大提升了施工效益。大大提升了施工效益。大大提升了施工效益。

【技术实现步骤摘要】
一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工领域，尤其是涉及一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法。

技术介绍

[0002]目前城市地下工程建设快速发展，合理的规划使用地下空间尤为重要。综合管廊就是集电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线于一体，实现统一规划、统一设计、统一建设和管理。然而，随着各大城市地铁建设发展，在城区内修建大断面综合管廊隧道时常会穿越各种既有地铁盾构区间。新建综合管廊隧道开挖产生的地层扰动给近接盾构区间带来巨大的安全隐患。当盾构掘进下穿带来地层损失和应力扰动，间接诱发上部既有地铁结构位移影响超出一定范围时，将会对新建和既有隧道结构，甚至周围地层环境造成严重破坏。轻则衬砌结构开裂、不均匀沉降与倾斜，重则地层塌陷，结构坍塌，威胁人民的生命财产安全。
[0003]主动防控新建综合管廊隧道施工对上方既有盾构区间的安全影响至关重要。现有措施大部分仅考虑单一形式的加固方式，并不能有效控制地下盾构施工安全和近接地铁结构安全。此外，现有加固体系并未考虑隧道重叠段的特殊形式，多为相互交叉穿越工况。再者，为安全考虑，多为大范围的注浆加固，这导致工程经济效益低。因此，研发一种有效防控既有盾构区间沉降大变形和扭转风险且减少非必要的大范围加固，对盾构隧道后续施工安全防控和经济效益是具有一定的工程意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述技术中存在的缺点，提供了一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，该加固方法能够有效防控既有盾构区间大变形和扭转风险且避免大范围加固的不经济性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，包括：地面注浆加固措施，通过地面注浆孔向地层注入双液浆形成多面加固墙，达到土体承载和抗渗能力的加强；地铁隧道洞内预加固措施，通过地铁洞内注浆管向地层注浆形成底部加固区，降低既有地铁变形和渗流影响；新建综合管廊盾体超前注浆措施，通过盾体超前注浆孔向盾构前上方土体注浆，达到盾构前方土体自稳并减小土体透水性；新建管廊洞内注浆加固，通过管廊洞内注浆管向地层注浆形成拱顶加固区，达到围岩变形控制和堵水；所述地面注浆加固、地铁隧道洞内预加固、盾体超前注浆和管廊洞内注浆加固是相辅相成，共同联系形成完整的加固防控体系。
[0006]进一步的，所述地面注浆孔，布置在既有地铁隧道中心线2m和5m位置，在地面上垂直钻孔，钻孔深度为隧道结构上下3m至地表范围内，注浆孔间距为3m，呈梅花形布置。
[0007]进一步的，所述地面注浆孔，包括远侧地面注浆孔和近侧地面注浆孔；注浆孔钻孔完成后管廊区间下穿前，在孔内预先填充中粗砂。
[0008]进一步的，所述地面注浆加固措施，当管廊区间下穿过程中，地铁既有线变形超过4mm，采用WSS钻注一体机进行后退式注浆加固，用于对地表及地铁隧道下方土体进行加固。
[0009]进一步的，所述地面注浆加固措施，包括外侧穿越、重叠穿越、内侧穿越三种加固型式，避免了大范围加固的不经济性。
[0010]进一步的，所述地面注浆孔，在远侧区间采用与综合管廊延伸方向平行的布孔方案，在近侧区间存在重叠段采用与近侧区间隧道延伸方向平行的布孔方案。
[0011]进一步的，所述地铁隧道洞内预加固，为避免注浆加固造成隧道水平位移，每一环注浆针对5点位和7点位同步对称进行。
[0012]进一步的，所述盾体超前注浆，设计的是Φ50钻孔直径，18
‑
20m钻孔深度，13
°
外插角。在施工作业中，中盾预留超前注浆孔到刀盘的长度约6m，实际有效注浆深度约14m，管片环宽1.5m，即8.7环，为保障前后两次的注浆面的咬合，每推进6环做一次循环。
[0013]进一步的，所述新建管廊洞内注浆加固，在外侧穿越段采取在距离地铁隧道较近一端的1点或2点位管片手孔采用打设钢花管方式径向注入水泥
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水玻璃双液浆；在重叠穿越段采取在管廊隧道1点或2点和10点或11点位垂直向上注浆。在内侧穿越段采取在管廊隧道1点或2点和10点或11点位径向注浆。
[0014]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术综合考虑了地面注浆加固、地铁隧道洞内预加固、盾体超前注浆和管廊洞内注浆加固相结合的完整防控体系，相对于传统注浆方案具有更强的安全防控能力；（2）本专利技术基于新建管廊下穿地铁隧道不同情况的受力特征，分别设计有注浆方案，有效防控既有盾构区间大变形和扭转风险，且避免了大范围全部加固的耗时耗材缺点，大大提升了施工效益。
附图说明
[0015]图1为本专利技术近接隧道地层加固地面注浆孔布置平面图；图2为本专利技术近接隧道地层加固地面注浆孔位置关系图；图3为本专利技术A断面外侧穿越段地层加固体系示意图；图4为本专利技术B断面重叠穿越段地层加固体系示意图；图5为本专利技术C断面内侧穿越段地层加固体系示意图；图6为本专利技术新建管廊隧道盾体超前注浆加固示意图；图中：1
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远侧既有地铁区间，2
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近侧既有地铁区间，3
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新建综合管廊，4
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远侧地面注浆孔，5
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近侧地面注浆孔，6
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盾构机，7
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地铁洞内注浆管，8
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管廊洞内注浆管，9
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盾体超前注浆孔，10
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超前注浆范围。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施
方法对本专利技术作进一步说明。
[0017]如图1
‑
6所示，一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，包括：地面注浆加固措施，其是通过远侧地面注浆孔4和近侧地面注浆孔5向地层注入双液浆形成多面加固墙，达到土体承载和抗渗能力的加强；地铁隧道洞内预加固措施，其是通过地铁洞内注浆管7向地层注浆形成底部加固区，降低既有地铁变形和渗流影响；新建综合管廊3盾体超前注浆措施，其是通过盾体超前注浆孔9向盾构机6前上方土体注浆，达到盾构机6前方土体自稳并减小土体透水性；新建综合管廊3洞内注浆加固，其是通过管廊洞内注浆管8向地层注浆形成拱顶加固区，达到围岩变形控制和堵水；所述地面注浆加固、地铁隧道洞内预加固、盾体超前注浆和管廊洞内注浆加固是相辅相成，共同联系形成完整的防控加固体系。
[0018]在施工时，具体施工步骤是：步骤一：在新建综合管廊3盾构机6将要穿越时，提前在既有地铁隧道中心线外2m和5m位置进行垂直钻孔，注浆孔间距为3m，呈梅花形布置。在远侧既有地铁区间1采用与新建综合管廊3延伸方向平行的布孔方案，在近侧既有地铁区间2存在重叠段采用与近侧既有地铁区间2隧道延伸方向平行的布孔方案。钻孔深度为既有隧道结构上下3m至地表范围内。注浆孔钻孔完成后，新建综合管廊3下穿前，在孔内预先填充中粗砂。
[0019]步骤二：在新建综合管廊3下穿过程中，地铁既有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，其特征包括：地面注浆加固措施，通过远侧地面注浆孔（4）和近侧地面注浆孔（5）向地层注入双液浆形成多面加固墙；地铁隧道洞内预加固措施，通过地铁洞内注浆管（7）向地层注浆形成底部加固区；新建综合管廊盾体超前注浆措施，通过盾体超前注浆孔（9）向盾构前上方土体注浆；新建管廊洞内注浆加固，通过管廊洞内注浆管（8）向地层注浆形成拱顶加固区；所述地面注浆加固、地铁隧道洞内预加固、盾体超前注浆和管廊洞内注浆加固是相辅相成，共同联系形成完整的防控加固体系。2.如权利要求1所述的一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，其特征在于，所述远侧地面注浆孔（4）和近侧地面注浆孔（5），是在既有地铁隧道中心线外2m和5m位置从地面向地层垂直钻孔，钻孔深度为隧道结构上下3m至地表范围内，注浆孔间距为3m，呈梅花形布置。3.如权利要求1所述的一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，其特征在于，所述地面注浆加固措施，当新建综合管廊（3）下穿过程中，地铁既有线变形超过4mm，采用WSS钻注一体机进行后退式注浆加固。4.如权利要求1所述的一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，其特征在于，所述地面注浆加固措施，包括外侧穿越加固型式、重叠穿越加固型式和内侧穿越加固型式。5.如权利要求1所述的一种综合管廊隧道下穿既有地铁盾构的地层加固方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振宇，石超，刘治文，任江磊，郑东平，周平，刘冬祥，熊春林，范佰通，许强锋，廖振威，刘龙展，柴德华，
申请(专利权)人：中铁二十五局集团有限公司深圳市地铁集团有限公司西南交通大学四川南交唐臣土木工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：