一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法与流程

本发明涉及盾构施工，尤其涉及到一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法。

背景技术：

1、盾构隧道超近距离并行既有深基坑施工时，由于盾构机切削岩土体，对地层造成扰动大，容易对并行深基坑造成不利影响，严重时会导致临近既有深基坑围护结构发生失稳、倾覆、踢脚以及坑底隆起等风险。

2、现有盾构法隧道并行既有深基坑中，隧道与基坑的平面距离在2m以上或一倍洞径以上，最小0.36m的超近距离工况较为罕见。为控制盾构机并行掘进对并行深基坑的不利影响，现有技术主要在基坑内采取增加钢支撑、围护结构长度及刚度和地基加固等被动措施。上述技术实施过程中，基坑内被动控制措施实施成本高、工期长、不能及时反映盾构机并行掘进施工中对既有深基坑的变形影响，且地层加固效果难以保障，难以起到很好的对基坑变形控制效果，而且上述方法通常应用于常规工况，难于应用到超近距离并行既有深基坑施工中。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述技术问题，提供了一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，该方法通过掘进参数控制，基坑内伺服支撑轴力控制，囊膜注浆控制及渣土体积测量控制，实现对并行深基坑变形影响的主动控制，确保不发生大的变形及破坏，具有成本小、工期短、变形控制效果好的特点。

2、本发明为了实现上述目的，所采用的技术方案为：一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于包括以下步骤：

3、1)在既有深基坑的基坑围护结构上安装伺服钢支撑，伺服钢支撑上安装有支撑补偿器，支撑补偿器上安装有传感器；在隧道内安装渣土体积扫描装置；在隧道与既有深基坑之间安装测斜管，测斜管外侧设置注浆囊袋；

4、2)盾构开始并行既有深基坑前，建立试验段，在既有深基坑侧面布置监测点，验证土仓压力和同步注浆压力对基坑围护结构的影响，当盾构机刀盘到达基坑围护结构时，土仓压力应控制在0.8～1.2bar；

5、3)盾构并行既有深基坑时，控制掘进参数为土压：1.1～1.2bar，掘进速度：30～40mm/min，刀盘转速：1.5～1.8rpm，刀盘扭矩：2000～2500kn·m，贯入度：15～25mm/rad，推力：1600～1800t，同步注浆量：5.5～6m3；通过测斜管监测土体水平位移变化，若发生较大的扰动和水平位移力时，通过往注浆囊袋中注浆控制水平位移；通过支撑补偿器上的传感器监测支撑轴力，并通过支撑补偿器调整支撑轴力以控制变形；通过渣土体积扫描装置扫描渣土体积，对比渣斗装载前的体积和装渣后的体积，精确控制渣土出土体积。

6、作为本发明的进一步改进，还包括数控泵站、控制中心、电控柜、无线通讯装置，所述支撑补偿器为液压千斤顶，所述支撑补偿器与数控泵站、控制中心、电控柜、无线通讯装置连接，当支撑补偿器上的传感器监测到支撑轴力损失至设计预警的轴力数据范围时，控制支撑补偿器及时补偿支撑轴力，若发生支撑轴力增大至特定值，控制支撑补偿器即时进行减压卸荷。

7、作为本发明的进一步改进，测斜管长度覆盖整个隧道及隧道底3m，注浆囊袋由下至上设置有四道，范围覆盖整全隧道，地面安装有注浆管，注浆囊袋与地面的注浆管连接，往注浆囊袋中注浆时由下至上分四次注完。

8、作为本发明的进一步改进，步骤2)中，监测点按每段3m的长度进行布置；当盾构机刀盘到达基坑围护结构时，土仓压力应控制在1.0bar。

9、作为本发明的进一步改进，还包括步骤4)盾构并行既有深基坑后，当盾尾脱出的管片后到达基坑围护结构时，盾构机同步注浆一直持续进行注浆，泵送出口处的压力略大于隧道周边水土压力，同步注浆压力不得过高，压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而相应调整，同时保证上、下注浆比例达到3:2，同步注浆速度与掘进速度相匹配。

10、本发明的有益效果为：本发明中，通过控制掘进参数，然后采用囊膜注浆减少扰动和控制水平位移，采用伺服钢支撑实时主动控制基坑的侧向变形，并通过渣土体积扫描装置精确控制盾构出土，实现对并行深基坑变形影响的主动控制，确保不发生大的变形及破坏，控制效果好，能够有效地确保盾构超近距离并行既有深基坑，且无需增大支撑刚度、增大围护结构刚度、加长围护结构长度、增加扶壁墙、地基加固等措施，能够有效地缩短工期，降低成本。

技术特征：

1.一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于：还包括数控泵站、控制中心、电控柜、无线通讯装置，所述支撑补偿器为液压千斤顶，所述支撑补偿器与数控泵站、控制中心、电控柜、无线通讯装置连接，当支撑补偿器上的传感器监测到支撑轴力损失至设计预警的轴力数据范围时，控制支撑补偿器及时补偿支撑轴力，若发生支撑轴力增大至特定值，控制支撑补偿器即时进行减压卸荷。

3.根据权利要求1所述的一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于：测斜管长度覆盖整个隧道及隧道底3m，注浆囊袋由下至上设置有四道，范围覆盖整全隧道，地面安装有注浆管，注浆囊袋与地面的注浆管连接，往注浆囊袋中注浆时由下至上分四次注完。

4.根据权利要求1所述的一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于：步骤2)中，监测点按每段3m的长度进行布置，当盾构机刀盘到达基坑围护结构时，土仓压力应控制在1.0bar。

5.根据权利要求1所述的一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，其特征在于：还包括步骤4)盾构并行既有深基坑后，当盾尾脱出的管片后到达基坑围护结构时，盾构机同步注浆一直持续进行注浆，泵送出口处的压力略大于隧道周边水土压力，同步注浆压力不得过高，压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而相应调整，同时保证上、下注浆比例达到3:2，同步注浆速度与掘进速度相匹配。

技术总结
一种盾构法隧道超近距离并行既有深基坑变形控制方法，先设置伺服钢支撑、渣土体积扫描装置和注浆囊袋，在盾构开始并行前，建立试验段，控制土仓压力，在盾构并行既有深基坑时，控制掘进参数，并通过注浆囊袋控制水平位移，通过支撑补偿器调整支撑轴力以控制变形，通过渣土体积扫描装置控制出土体积。该方法通过掘进参数控制，基坑内伺服支撑轴力控制，囊膜注浆控制及渣土体积测量控制，实现对并行深基坑变形影响的主动控制，确保不发生大的变形及破坏，具有成本小、工期短、变形控制效果好的特点。

技术研发人员：罗昌军,魏坤华,林锡坤,何志辉,雷正辉,魏雨,姜振宇,卢枫,曾德清,蔡怡欣,蒋章保,周然,黄志毅,王娜,黄裕杰,李剑威
受保护的技术使用者：粤水电轨道交通建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13