富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法

富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法
【专利摘要】本发明涉及富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法。富水砂卵石地层条件下的盾构进出洞经常出现洞门密封失效、土体失稳与塌方、周围环境破坏等现象。本发明于盾构进洞及出洞端的车站内墙外侧设置车站基坑围护结构，盾构隧道结构范围内设置玻璃纤维筋围护桩，玻璃纤维筋围护桩外部设置单排素咬合桩，单排素咬合桩外侧为盾构隧道结构。本发明由玻璃纤维筋桩+单排素咬合桩+降水井三者协同作用，充分利用地层的自稳性及盾构与土体的整体性，保证了盾构隧道进出洞的可实施性和安全性，并降低了施工风险，方法操作简单，节省投资，利于施工实施。
【专利说明】
富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法
技术领域
[0001]本发明涉及隧道工程结构技术领域，具体涉及一种富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法。
【背景技术】
[0002]纵观国内外轨道交通建设史，对于富水砂卵石地区，盾构法隧道在盾构进出洞过程中经常会出现工程质量缺陷严重、工程进度缓慢及工程投资超额等问题，富水砂卵石地层作为一种典型的力学不稳定地层，盾构进出洞施工经常伴随着严重的工程质量事故。因此，盾构进出洞加固方法的选择就显得尤为重要。
[0003]既有经验表明，富水砂卵石地层条件下的盾构进出洞经常出现洞门密封失效、土体失稳与塌方、周围环境破坏等现象。主要是因为富水砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层，级配不良且大颗粒较多，形成粗粒搭接、细粒填隙的颗粒支撑结构，粘聚力小，地层反应灵敏，盾构刀盘切削很容易破坏原来相对稳定或平衡状态而发生坍塌，使开挖面失稳、洞壁坍塌，同时由于颗粒骨架效应，施工中容易形成空洞，发生滞后沉降。因此常规的盾构进出洞地层加固方式不再适用，需要进行相应的调整。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法，达到对上部砂卵石地层进行有效加固的目的。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系，其特征在于:
于于盾构进洞及出洞端车站内墙外侧设置车站基坑围护结构，盾构隧道结构范围内设置玻璃纤维筋围护粧，玻璃纤维筋围护粧外部设置单排素咬合粧，单排素咬合粧外侧为盾构隧道结构。
[0006]于车站进出洞口处设置环形的后浇环梁，后浇环梁外周设置有预埋钢环。
[0007]单排素咬合粧直径800mm，间距600mm，粧间咬合200mm，礙压密实度^ 95%。
[0008]富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系的构建方法，其特征在于:
包括以下步骤:
步骤一:盾构始发、到达前，提前进行降水施工，降水井采用直径0.6m井点降水，将沿线路纵向始发端8米和到达端1米的范围水位降至盾构底板以下Im;
步骤二:进而施做车站基坑围护结构，盾构隧道结构范围内采用玻璃纤维筋围护粧，在玻璃纤维筋围护粧外部设置直径800mm、间距600mm的单排素咬合粧，粧间咬合200mm，单排素咬合粧粧顶至地面采用粘性土分层夯实，碾压密实度多95%;单排素咬合粧粧身混凝土采用缓凝混凝土，采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，等级为C20;单排素咬合粧加固深度为隧道拱顶以上3000 mm，隧道底板以下3000 mm，盾构隧道两侧各3000 mm，并且能隔断透水层； 步骤三:于进、出洞处是做环形钢筋混凝土的后浇环梁，施工完成后，后浇环梁顶部通过衬砌压浆孔进行补充压浆，注浆材料为水灰质量比1:1的水泥浆;采取探孔检查加固体质量及渗漏水情况，符合加固要求后方可破除洞门。
[0009]本发明具有以下优点:
1、本发明由玻璃纤维筋粧+单排素咬合粧+降水井三者协同作用，充分利用地层的自稳性及盾构与土体的整体性，保证了盾构隧道进出洞的可实施性和安全性，并降低了施工风险;
2、咬合粧采用直径800mm间距600mm素混凝土粧，有效范围为:地面以下3m至管片结构底部3m，粧顶至地面采用粘性土分层夯实，碾压密实度多95%。
[0010]3、本发明操作简单，节省投资，利于施工实施。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的平面示意图；
图2是本发明的剖面结构示意图；
图3是咬合粧示意图。
[0012]图中，1-玻璃纤维筋围护粧，2-单排素咬合粧，3-后浇环梁，4-车站基坑围护结构，5-车站内墙，6-盾构隧道结构，7-预埋钢环。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0014]本发明涉及的富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系及其构建方法，是一种适用于富水砂卵石地区盾构法隧道，利用玻璃纤维筋粧、单排素咬合粧、降水井等体系，来实现富水砂卵石地层盾构进出洞加固的方法。该方法是采用在车站端墙设置可切削玻璃纤维筋围护粧及围护粧外围加设一排素混凝土咬合粧，并配合降水的加固方法。这种方法三者协同作用，形成连续、刚性、密闭的支护体系，实现以往加固方式对地层的改良效果。通过降水可提高砂卵石地层的自稳能力，从而达到对上部砂卵石地层形成有效加固的目的，其次车站端墙设置可切削玻璃纤维筋围护粧，盾构刀盘可直接采用磨粧切削代替原有人工凿除围护结构的方式，有效降低可人工凿除围护结构的施工风险，外围增设一排素混凝土咬合粧可有效防护盾构因初始掌子面压力不足导致的地层失稳问题。利用这种方法在盾构法隧道端头加固设计中是比较经济适用的，且具有现场施工简单、安全性高、施工风险低的优点。
[0015]本发明涉及的富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系，于于盾构进洞及出洞端的车站内墙5外侧设置车站基坑围护结构4，盾构隧道结构6范围内设置玻璃纤维筋围护粧I，玻璃纤维筋围护粧I外部设置单排素咬合粧2，咬合粧2外侧为盾构隧道结构6。
[0016]于车站进出洞口处设置环形的后浇环梁3，后浇环梁3外周设置有预埋钢环7。单排素咬合粧2直径800mm，间距600mm，粧间咬合200mm，礙压密实度^ 95%。
[0017]上述富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系的构建方法，包括以下步骤:
步骤一:盾构始发、到达前，提前进行降水施工，降水井采用直径0.6m井点降水，将沿线路纵向始发端8米和到达端10米的范围水位降至盾构底板以下Im，以提高洞门密封性能。
[0018]步骤二:进而施做车站基坑围护结构4，盾构隧道结构6范围内采用玻璃纤维筋围护粧I，在玻璃纤维筋围护粧I外部设置直径800mm、间距600mm的单排素咬合粧2，粧间咬合200mm，单排素咬合粧2粧顶至地面采用粘性土分层夯实，碾压密实度多95%;单排素咬合粧2粧身混凝土采用缓凝混凝土，采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，等级为C20;单排素咬合粧2加固深度为隧道拱顶以上3000 mm，隧道底板以下3000 mm，盾构隧道两侧各3000 mm，并且能隔断透水层。
[0019]步骤三:于进、出洞处是做环形钢筋混凝土的后浇环梁3，施工完成后，后浇环梁3顶部通过衬砌压浆孔进行补充压浆，注浆材料为水灰质量比1:1的水泥浆;采取探孔检查加固体质量及渗漏水情况，符合加固要求后方可破除洞门。盾构进出洞范围即隧道轴线方向10米地表禁止堆载，盾构到达及始发前应做好地表监测及防护措施。
[0020]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系，其特征在于: 于于盾构进洞及出洞端车站内墙(5)外侧设置车站基坑围护结构(4)，盾构隧道结构(6)范围内设置玻璃纤维筋围护粧(I)，玻璃纤维筋围护粧(I)外部设置单排素咬合粧(2)，单排素咬合粧(2)外侧为盾构隧道结构(6)。2.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系，其特征在于: 于车站进出洞口处设置环形的后浇环梁(3 )，后浇环梁(3 )外周设置有预埋钢环(7 )。3.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系，其特征在于: 单排素咬合粧(2)直径800mm，间距600mm，粧间咬合200mm，碾压密实度^95%。4.富水砂卵石地层盾构进出洞加固体系的构建方法，其特征在于: 包括以下步骤: 步骤一:盾构始发、到达前，提前进行降水施工，降水井采用直径0.6m井点降水，将沿线路纵向始发端8米和到达端1米的范围水位降至盾构底板以下Im; 步骤二:进而施做车站基坑围护结构(4)，盾构隧道结构(6)范围内采用玻璃纤维筋围护粧(I)，在玻璃纤维筋围护粧(I)外部设置直径800mm、间距600mm的单排素咬合粧(2)，粧间咬合200mm，单排素咬合粧(2)粧顶至地面采用粘性土分层夯实，碾压密实度多95%;单排素咬合粧(2)粧身混凝土采用缓凝混凝土，采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，等级为C20;单排素咬合粧(2)加固深度为隧道拱顶以上3000 mm，隧道底板以下3000 mm，盾构隧道两侧各3000 mm，并且能隔断透水层； 步骤三:于进、出洞处是做环形钢筋混凝土的后浇环梁(3)，施工完成后，后浇环梁(3)顶部通过衬砌压浆孔进行补充压浆，注浆材料为水灰质量比1:1的水泥浆;采取探孔检查加固体质量及渗漏水情况，符合加固要求后方可破除洞门。
【文档编号】E21D9/06GK106050244SQ201610618202
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月1日
【发明人】马晓波, 王博, 雷永生, 戴志仁, 王天明, 高志宏, 王立新
【申请人】中铁第勘察设计院集团有限公司, 中铁第一勘察设计院集团有限公司