专利名称：双圆盾构浅覆土施工方法
技术领域：
本发明涉及一种盾构掘进机施工的方法，特别涉及一种双圆盾构穿越浅覆土的施工方法，属于建筑工程领域。
背景技术：
双圆盾构具有节约地下空间资源、提高地铁线路在狭窄道路的穿行能力、减少工程投资、有效减少隧道掘削断面面积及减少工作井宽度或深度等优点，其施工工法被我国以新技术引进并应有于轨道交通隧道施工中。一般情况下，如果双圆盾构顶端的覆土厚度小于盾构直径的85％时，即视为浅覆土施工。
双圆盾构穿越浅覆土施工时易产生地表变形大、隧道上浮、盾构及隧道出现转角等一些不良状况，给施工增加了难度。严格控制地表变形、隧道轴线、盾构姿态等施工参数才能保证双圆盾构进行浅覆土的施工。
经过对现有技术的文献检索发现，张庆贺等人在《岩石力学与工程学报》第23卷第5期P857～P861上发表的《盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策》一文，该文介绍了盾构隧道穿越水底浅覆土施工的风险、难题；土压平衡盾构在河底浅覆土中推进的受力分析、并介绍了盾构穿越河底浅覆土可采取的技术措施增加河底覆土厚度；河底注浆加固；加设抗浮板。该文对盾构隧道穿越水底浅覆土施工详细的理论分析，对穿越前期准备指导明确。但对盾构穿越施工过程无详细描述，且内容只涉及到单圆盾构范畴。双圆盾构由于自身构造特点特殊，在穿越浅覆土主要有以下难点地表变形大；隧道轴线控制复杂；盾构姿态控制难度高，这些难点对双圆盾构穿越浅覆土施工带来了很大难度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种双圆盾构穿越浅覆土的施工方法，使其针对双圆盾构穿越浅覆土施工参数设定的复杂，地下不可预见因素较多的特点，在对穿越区域堆载、重要市政管线的保护、施工参数合理的调整的情况下和成功穿越浅覆土，控制盾构姿态、轴线，不仅减少了施工风险，也确保了工程质量。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤第一、前期准备(1)、施工围场当浅覆土区域处存在大量重要管线，需在浅覆土施工前加以保护。应及时施工围场，在围场范围内进行管线保护施工，在紧急事故发生时，不会危及到车辆、行人，并能立即加以处理。
(2)、在穿越浅覆土前进行同步注浆试验段，调整同步注浆孔位结和200％、250％、300％的注浆量。分析土体脱出盾尾阶段和后期沉降阶段的沉降变化量，分析该区间浆液与土体的综合性能，通过对该区域的数据分析可以简单地了解试验前地表沉降变化情况和规律，确定穿越阶段同步注浆量的范围。
(3)、在穿越浅覆土前进行二次注浆试验段，采用壁后注浆形式，利用双圆隧道左右两侧上部标准块管片处的两个注浆孔，及大海鸥处注浆孔进行壁后补压浆作业，摸索不同浆液类型、注浆点和注入量对土体沉降的影响规律，以便于增强对地表的后期沉降控制能力。
(4)、在浅覆土区域进行管片堆载在盾构穿越影响范围内进行管片堆载，增加荷载。盾构到达前，在施工围场内的地面上铺设钢板，并将隧道轴线监测点位置预留一定空档，以备盾构施工过程中对地面沉降进行测量。钢板铺设完毕后，在钢板上部堆载管片，管片竖向放置，管片之间尽可能缩小间隔。通过堆载，等效增加覆土厚度可以预防隧道上浮。
(5)、管线保护双圆盾构推进对土体沉降影响主要集中在盾构机左右两侧4m范围内，首先将管线进行开挖暴露，开挖区域长度约为30m。以隧道中心轴线与管线交点为中心，左右两侧以双榀30#H型钢作为管线悬吊的基础，然后在其上部沿管线方向70#H型钢作为管线悬吊的大梁，最后根据在两根大梁上部沿隧道轴线走向架设30#H型钢作为横梁，横梁与大梁之间焊接牢固，成一框架。最后用钢丝绳和花篮螺栓将管线悬吊在横梁上。
在双圆盾构浅覆土推进施工中，结合施工监测数据通过调节花篮螺栓来控制管线沉降。在管线下垫20cm厚海绵以防止管线受土体的隆起影响，最后回填黄砂以增加荷载。
第二、跟踪监测地表监测点的布设在现场布置平行于盾构中心线的沉降监测点和垂直于盾构中心线的沉降监测断面。平行于盾构中心轴线的沉降监测点一般情况下布设三条，在盾构中心线上方及盾构两轴线上方每5环布设一点。垂直于盾构中心线的沉降监测断面每10环布设一组断面，每组均为9点(其中轴线上3点为深层沉降点)，测点距离盾构中心线分别为2.3米、4.3米、6.3米、9.3米对称布设。
在浅覆土施工过程中，为控制好地面沉降，加派监测人员，采取24h跟踪监测，并利用通讯工具将成果迅速反馈至中控室，通过沉降数据的变化情况来来调整盾构推进施工参数的设定。
管线监测直接在上水、煤气管线上部布设监测点，每根管线上布置6个监测点，管线悬吊结构4个支点布置监测点，监控其沉降变化情况。若管线有较大沉降变化发生，可通过调整其悬吊用钢丝绳来控制其沉降量。
第三、浅覆土施工(1)、推进速度因双圆盾构机受同步注浆设备的流量限制，过低的推进速度则无法实现注浆的同步性(注浆泵的额定最低流量为30L/min，若低于此流量则设备无法正常工作)，下面按照设备最低流量来推算最低推进速度按照每环Vm3的同步注浆总量、上下为7∶3的注浆分配比例来计算，当下部浆液注浆流量为3V m3/10L/min时，则上部A液流量为7V m3/10L/min。
每环注浆时间为TT＝V/(QA+QB)＝10V/〔(3V+7V)×107％〕推进速度为SS＝1200/T施工过程中尽量保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越民房，减少盾构推进对周边土体的扰动，避免对房体产生不利影响。
(2)、螺旋机转速控制双圆盾构机螺旋机有手动和自动两种控制方式。自动模式为盾构机根据内部设定土压力值来自动调节螺旋机转速；手动模式为通过操作面的调节旋钮来控制螺旋机转速。在浅覆土施工过程中，首选自动模式，若自动控制土压力波动较大或者地表沉降控制不理想，则改用手动模式人工调节控制，当土进速度在12mm/min时将左、右螺旋机转速控制在2.5rpm。
(3)、天端土压力由于覆土浅，天端土压力的变化可较反映地表沉降变化情况，因此在推进过程中将天端土压力作为一重点控制对象，尽可能缩小天端土压力的波动范围。当天端土压力超过200kpa时应停止推进，等天端应力释放后再恢复推进。
(4)、盾构正面背部注浆在刀盘上注浆孔压注泡沫剂来增加正面土体和易性。泡沫剂的压注量必须与盾构机的出土量相互匹配。双圆盾构机每环出土量为72.85m3，根据施工经验以及泡沫剂的相关原理，压注泡沫剂与土体的体积比关系理论上为0.175，则每环需泡沫剂的体积约为12.75m3。
(5)、背部注浆为减少盾构“背土”对土体沉降的影响，利用盾构背部增开的注浆孔压注膨润土浆来起到润滑作用，降低土体与盾构背部壳体间的粘着力。
膨润土浆的重量比为膨润土∶水＝1∶4。
(6)、管片拼装管片拼装过程中，可能存在因千斤顶收缩而引起盾构后退现象发生，这将带来前方土体沉降，因此在拼装时，尽量减少收缩的千斤顶数量，只对当前拼装管片处所对应位置的千斤顶进行收缩，管片定位完成后再将尽快千斤顶靠拢。整环管片拼装结束后尽快恢复推进。
(7)、盾构姿态控制如果局部区域高程方向为上坡段，浅覆土进行盾构推进施工，由于上部土压力很小，易产生盾构整体上浮现象造成盾构轴线高程方向超标，在盾构推进施工中，将实际推进坡度控制在略低于设计坡度，并将盾构高程控制在0～-20mm之间，以保证盾构姿态有足够的纠偏空间，推进过程中密切注意盾构高程变化情况，一旦发现有轴线抛高现象，及时调整推进坡度、千斤顶编组、管片楔形量等，控制好盾构姿态。
(8)、隧道抗浮由于隧道覆土浅，成型隧道容易产生上浮现象，因此在施工过程中要注意对隧道后期高程进行测量，发现隧道有上浮现象发生，则通过减少下部注浆量来进行控制隧道高程。
(9)、切口前地表隆起控制盾构在穿越浅覆土过程中，隧道处于上坡段，即使切口正面土压力达到平衡，但其仍存在向上的分力，又因为本段区域覆土浅，在此分力作用下，极易引起土拱效应，造成地表隆起。如果有此种情况发生，则暂时停止推进，进行应力释放，但土体变形稳定后再恢复推进施工。
(10)、同步注浆双圆盾构构造的特点决定了测点脱出盾尾后沉降变化较为明显。注浆量应适宜，注浆量少则盾构与管片间的建筑空隙将迅速被周围土体所淹埋，注浆量大易产生盾构背部背土。同步注浆量的应结合同步注浆实验的数据分析进行设定，当盾构盾尾到达浅覆土区域可根据测点反馈数据以0.2m3为单位进行调节注浆量。
①、盾构推进前应先压注0.2～0.4m3浆，防止开始推进时引起盾尾区域土体沉降。
②、盾构停止推进前当盾尾测点普遍抬升量较大时，则停止注浆系统推进1～2mm。
③、盾构停止推进前当盾尾测点普遍上抬量不大时，则按正常顺序停止推进。
④、盾构停止推进前当盾尾测点普遍下沉时，则最后停止注浆系统或适当延长注浆系统工作，增加0.2m3～0.4m3同步注浆量。
第四、穿越后期二次注浆双圆盾构穿越后期的土体沉降占整个由盾构推进施工引起的土体沉降的很大部分，因此采用二次补压浆，通过对脱出盾尾的隧道管片进行补充压注浆液，来起到阻止土体后期沉降的作用，从而维持地表土体的稳定。
每环推进结束后半小时，对该施工环后的第3环进行二次注浆，并局部利用二次注浆施工抬升土体，二次注浆相关技术参数如下(1)双液浆重量配比浆液中水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.6∶0.27。
(2)注浆量每环单次注入量0.5～1.0m3。
(3)注浆压力0.2～0.3MPa。
(4)注浆流量10～15L/min。
所述的对该施工环后的第3环进行二次注浆，具体为采用左、右隧道砌衬顶部注浆孔，每环左、右各压注1m3双液浆，注浆压力为0.2～0.3MPa，单次、单孔最大压入量不超过2m3；当上部中心管片为大海鸥时，利用大海鸥块注浆孔进行单次压注1.0m3～1.5m3浆液。
所述的局部利用二次注浆施工抬升土体，具体为以0.5m3/次～0.8m3/次为单位进行施工，当上部中心管片为大海鸥时，利用大海鸥块注浆孔进行单次压注1.0m3浆液。
第五、应急措施(1)、地面冒浆处理盾构推进覆土浅，若路面有裂缝、孔洞等存在，则在盾构同步注浆施工过程中，因注浆压力作用而引起地面冒浆。一旦有冒浆现象发生，立即暂停盾构推进，并组织人员对冒浆现场进行紧急处理，疏导交通，做好场地清理工作。当情况稳定后，再恢复盾构推进。
盾构推进施工中可采取以下手段来对冒浆事故加以控制(1)首先通过适当调整浆液上下分配比例；(2)增加浆液中水泥掺量，可增加浆液稠度、加快浆液凝结速度、增加浆液凝结质量；(3)注浆过程中，注意做好双液浆小样，将浆液初凝时间控制在10s之内；(4)同步注浆过程中，注意控制好注浆压力和流量。
本发明通过在浅覆土区域地表管片堆载，结合施工过程中的盾构、隧道高程控制，有效预防了隧道上浮的产生；利用型钢制作悬吊结构保护浅覆土区域内的管线，有效控制了重要市政管线的安全，将管线的变形控制在允许范围内；利用刀盘超挖、改变同步注浆孔位良好的控制了盾构姿态；通过二次注浆有效控制了浅覆土脱出盾尾沉降量大、后期沉降时间长的问题，完善了双圆盾构在穿越浅覆土施工领域的工法，使双圆盾构在复杂工况下的施工技术迈上了一个新的台阶。
具体实施例方式
结合本发明的内容提供以下实施例为某轨道交通双圆盾构区间段为例，该工程包括穿越原水箱涵、共同沟、近距离穿越民房。在砌衬482环～519环区段进行穿越浅覆土进洞施工，其中505环～519环区段，进洞处地面标高为+3.827m，盾构设计顶标高为-1.306m～-0.225m，该段覆土深度由4.361m渐变至4.0m，并且隧道处于27‰的上坡段、左转R420m的小曲率半径施工。如此小的覆土厚度在双圆施工领域还是第一次，在浅覆土区域存在煤气管、上水管、信息电缆等11根市政重要管线。施工难度高风险大。
从施工479环盾构切口进入浅覆土区域到双圆盾构顺利进洞，共用了12天时间。。
第一、前期准备1、施工围场在浅覆土施工区域根据施工需要进行施工围场，在围场范围内进行管线保护施工。
2、在浅覆土区域进行管片堆载盾构到达前，在施工围场内的地面上铺设钢板，并将隧道轴线监测点位置预留一定空档。钢板铺设完毕后，在钢板上部堆载管片，管片竖向放置，管片之间尽可能缩小间隔。
在该处共堆放了180块管片，总重约500吨，相当于增加覆土深度1m，这可以较大程度减少浅覆土施工的风险性。
3、在63～116环调整同步注浆孔位结合200％、250％、300％的注浆量调整同步注浆孔位结和200％、250％、300％的注浆量，分为5种工况进行同步注浆试验，穿越前同步注浆量设定在理论建筑空隙的300％左右。
4、在391环～402环进行二次注浆试验，决定二次注浆采用双液浆。确定了利用不同注浆孔位进行单次注浆0.5m3、1.0m3的有效影响范围为3.0m。
5、管线保护双圆盾构推进对土体沉降影响主要集中在盾构机左右两侧4m范围内，首先将管线进行开挖暴露，开挖区域长度约为30m。以隧道中心轴线与管线交点为中心，左右两侧10m处架设长8m左右的双榀30#H型钢作为管线悬吊的基础，基础沿隧道轴线走向安放，基础与路面间铺设钢板。然后在其上部沿管线方向架设两根长22m左右的70#H型钢作为管线悬吊的大梁，根据管线水平向占地范围，确定两根梁间净距为5m，最后根据在两根大梁上部沿隧道轴线走向架设3根长8m的30#H型钢作为横梁，横梁与大梁之间焊接牢固，成一框架。最后用钢丝绳和花篮螺栓将管线悬吊在横梁上。另外，在大梁两端支点处，利用钢丝绳将管线悬吊与双榀30#H型钢上。
对于上水管的接头位置，可利用10#槽钢托于下部，两端用钢丝绳将槽钢与上水管绑扎牢固，再利用4′钢丝绳将槽钢与70#H型钢进行悬吊。
在双圆盾构浅覆土推进施工中，结合施工监测数据通过调节花篮螺栓来控制管线沉降。
在管线下垫20cm厚海绵以防止管线首土体的隆起影响，最后回填黄砂以增加荷载。
第二、跟踪监测监测人员，采取24小时值班监测地表监测管线监测，在每环施工过程中盾构推进停止、管片拼装开始、管片拼装结束各测一次监测平面数据。
地表监测盾构机距离监测对象30米～10米时监测频率为2次/天；盾构机切口距离监测对象10米阶段监测频率为1次/环；盾构机穿越监测对象阶段监测频率为2次/环；盾构机穿越后，盾尾距离监测对象20米～进洞期间，监测频率为2次/天；后期沉降监测频率根据变形速率按1次/2天～1次/1周执行。
第三、穿越浅覆土施工过程1、推进速度按照每环12m3的注浆量、上下为7∶3的比例来计算，当下部A液注浆流量为30L/min时，则上部A液流量为70L/min。
每环注浆时间为T＝V/(QA+QB)＝12000/〔(30+70)×107％〕＝112.5min推进速度S＝1200/112.5＝10.6mm/min同理推出每环的注浆量为12m3时其最低推进速度为1cm/min，因此在穿越施工过程中，要保证同步注浆施工，盾构按照12～15mm/min速度掘进。
2、螺旋机转速控制在浅覆土施工过程中，首选自动模式。当自动控制土压力波动较大或者地表沉降控制不理想，改用手动模式人工调节控制，改用手动模式时推进速度为12mm/min螺旋机转速设定为2.5rpm；当推进速度为15mm/min时螺旋机转速设定为0.28rpm。
3、天端土压力该工程在穿越浅覆土阶段天端土压力在80kpa～100kpa之间波动。
4、盾构正面在刀盘上部注浆孔压注泡沫剂来增加正面土体和易性双圆盾构机每环出土量为72.85m3，压注泡沫剂与土体的体积比关系理论上暂定为0.175，则每环需泡沫剂的体积约为12.75m3。
5、背部注浆当天端土压力有上升趋势时每环在盾构背部压注0.3m3～0.5m3膨润土浆，膨润土浆的配比为膨润土∶水＝1∶4(为重量比)。
6、管片拼装紧对当前拼装管片处所对应位置的千斤顶进行收缩，管片定位完成后尽快千斤顶靠拢。管片全部结束后立即恢复推进。
7、盾构姿态控制在盾构推进施工中，将实际推进坡度控制在22～25‰左右，略低于设计坡度，并将盾构高程控制在0mm～-20mm之间。
8、隧道抗浮由于隧道覆土浅，成型隧道容易产生上浮现象，因此在施工过程中注意对隧道后期高程进行测量，发现隧道有上浮现象发生，则通过减少下部注浆量来进行控制。
9、地表隆起控制地表严重隆起时，则暂时停止推进，进行应力释放，并降低盾构切口土压力和同步注浆量，待土体变形稳定后再恢复推进施工。
10、同步注浆浅覆土阶段同步注浆量参照穿越建筑物阶段的设定值，平均为12.3m3。507环～509环，由于盾尾正好处于管线悬吊区的边缘，该处土体松散且经过扰动，为防止浆液窜出，将注浆量调低至10.8m3左右。
第四、穿越后期二次注浆二次注浆相关技术参数如下浅覆土阶段二次注浆总量为52.0m3，平均1.40m3/环。浅覆土区域的二次注浆主要集中在485环～499环。该处位于道路下方，有众多管线，因此进行多次少量的补浆。而500环～507环为管线悬吊保护区域，为防止浆液窜出地面以及对管线造成影响，该区域内基本未进行补浆。510环后逐步进入加固区，补浆量也较少。
第五、应急措施1、地面冒浆处理当地面冒浆现象发生，立即暂停盾构推进，并对冒浆现场进行紧急处理，疏导交通，做好场地清理工作。当情况稳定后，再恢复盾构推进。
盾构推进施工中采取以下手段来对冒浆事故加以控制(1)首先将同步注浆浆液上下分配比例由7∶3调整为6∶4，通过减少同步注浆上部注浆量来降低冒浆发生的可能性，同时相应增加下部注浆量来控制土体沉降；(2)增加浆液中水泥掺量双液浆重量配比由原来的水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.6∶0.27；调整为水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.7∶0.27。增加浆液稠度、加快浆液凝结速度、增加浆液凝结质量；(3)注浆过程中，做好双液浆小样，将浆液初凝时间控制在10s之内；(4)同步注浆过程中，控制注浆压力和流量，压力控制在0.2Mpa～0.3Mpa内，流量根据同步注浆总量和推进速度进行设定。压力和流量过大易引起土体扰动过大，使浆液从地面结构薄弱处冒出，因此在推进过程中，做到均匀压注，并根据地面监测情况将注浆压力和注浆量控制在合理范围内。
该工程采用了本发明工艺后取得了如下效果1、在穿越浅覆土阶段，有效控制了地表沉降，582环～519环内地表沉降控制在+10mm～-30mm的允许范围内。
2、管线线悬吊保护结构充分发挥作用，管线沉降变形控制在+10mm～-10mm范围内，横向位移控制在±3mm范围内。
3、该区段隧道轴线高程偏差控制在允许范围内。
4、盾构顺利进洞。
权利要求
1.一种双圆盾构浅覆土施工方法，其特征在于，包括以下步骤第一、前期准备，包括(1)施工围场，(2)在穿越浅覆土前进行同步注浆试验段；(3)在穿越浅覆土前进行二次注浆试验段；(4)在浅覆土区域进行管片堆载；(5)管线保护；第二、跟踪监测，包括地表监测点的布设，在现场布置平行于盾构中心轴线的沉降监测点和垂直于盾构中心线的沉降监测断面；管线监测，直接在上水、煤气管线上部布设监测点；第三、浅覆土施工，包括(1)推进速度，按照设备最低流量来推算最低推进速度按照每环Vm3的同步注浆总量、上∶下为7∶3的注浆分配比例来计算，当下部浆液注浆流量为3V m3/10L/min时，则上部A液流量为7V m3/10L/min，每环注浆时间为TT＝V/(QA+QB)＝10V/〔(3V+7V)×107％〕推进速度为SS＝1200/T；(2)螺旋机转速控制双圆盾构机螺旋机有手动和自动两种控制方式，在浅覆土施工过程中，首选自动模式，若自动控制土压力波动大或者地表沉降控制没有达到设定目标，则改用手动模式人工调节控制，当土进速度在12mm/min时将左、右螺旋机转速控制在2.5rpm；(3)天端土压力在推进过程中尽可能缩小天端土压力的波动范围，当天端土压力超过200kpa时应停止推进，等天端应力释放后再恢复推进；(4)盾构正面背部注浆在刀盘上注浆孔压注泡沫剂来增加正面土体和易性，双圆盾构机每环出土量为72.85m3，每环压注泡沫剂的体积为12.75m3；(5)背部注浆利用盾构背部增开的注浆孔压注膨润土浆来起到润滑作用，降低土体与盾构背部壳体间的粘着力，膨润土浆的重量比为膨润土∶水＝1∶4；(6)管片拼装管片拼装过程中，只对当前拼装管片处所对应位置的千斤顶进行收缩，管片定位完成后再将尽快千斤顶靠拢，整环管片拼装结束后尽快恢复推进；(7)盾构姿态控制如果局部区域高程方向为上坡段，浅覆土进行盾构推进施工，在盾构推进施工中，将实际推进坡度控制在略低于设计坡度，并将盾构高程控制在0mm～-20mm之间，推进过程中一旦发现有轴线抛高现象，及时调整推进坡度、千斤顶编组、管片楔形量，控制好盾构姿态；(8)隧道抗浮在施工过程中注意对隧道后期高程进行测量，发现隧道有上浮现象发生，则通过减少下部注浆量来进行控制隧道高程；(9)切口前地表隆起控制盾构在穿越浅覆土过程中，一旦地表隆起情况发生，则暂时停止推进，进行应力释放，但土体变形稳定后再恢复推进施工；(10)同步注浆当盾构盾尾到达浅覆土区域以0.2m3为单位进行调节注浆量；第四、穿越后期二次注浆双圆盾构穿越后期的土体沉降通过对脱出盾尾的隧道管片进行补充压注浆液来阻止，每环推进结束后半小时，对该施工环后的第3环进行二次注浆，并局部利用二次注浆施工抬升土体，二次注浆相关技术参数如下双液浆重量配比浆液中水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.6∶0.27；注浆量每环单次注入量0.5～1.0m3；注浆压力0.2～0.3MPa；注浆流量10～15L/min。
2.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的在穿越浅覆土前进行同步注浆试验段，具体为调整同步注浆孔位结和200％、250％、300％的注浆量，分析土体脱出盾尾阶段和后期沉降阶段的沉降变化量，分析该区间浆液与土体的综合性能，通过对该区域的数据分析了解试验前地表沉降变化情况和规律，确定穿越阶段同步注浆量的范围。
3.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的在穿越浅覆土前进行二次注浆试验段，具体为采用壁后注浆形式，利用双圆隧道左右两侧上部标准块管片处的两个注浆孔，及大海鸥处注浆孔进行壁后补压浆作业，摸索不同浆液类型、注浆点和注入量对土体沉降的影响规律，以便于增强对地表的后期沉降控制能力。
4.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的在浅覆土区域进行管片堆载，具体为在盾构穿越影响范围内进行管片堆载，增加荷载，盾构到达前，在施工围场内的地面上铺设钢板，并将隧道轴线监测点位置预留空档，以备盾构施工过程中对地面沉降进行测量；钢板铺设完毕后，在钢板上部堆载管片，管片竖向放置，管片之间尽可能缩小间隔，通过堆载，等效增加覆土厚度预防隧道上浮。
5.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的管线保护，具体为双圆盾构推进对土体沉降影响主要集中在盾构机左右两侧4m范围内，首先将管线进行开挖暴露，开挖区域长度为30m，以隧道中心轴线与管线交点为中心，左右两侧以双榀30#H型钢作为管线悬吊的基础，然后在其上部沿管线方向70#H型钢作为管线悬吊的大梁，最后根据在两根大梁上部沿隧道轴线走向架设30#H型钢作为横梁，横梁与大梁之间焊接牢固，成一框架，最后用钢丝绳和花篮螺栓将管线悬吊在横梁上；在双圆盾构浅覆土推进施工中，结合施工监测数据通过调节花篮螺栓来控制管线沉降，在管线下垫20cm厚海绵以防止管线受土体的隆起影响，最后回填黄砂以增加荷载。
6.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述平行于盾构中心轴线的沉降监测点布设三条，在盾构中心线上方及盾构两轴线上方每5环布设一点；所述垂直于盾构中心线的沉降监测断面每10环布设一组断面，每组均为9点，其中轴线上3点为深层沉降点，测点距离盾构中心线分别为2.3米、4.3米、6.3米、9.3米对称布设。
7.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述管线监测，每根管线上布置6个监测点，管线悬吊结构4个支点布置监测点，监控其沉降变化情况，若管线有大的沉降变化发生，通过调整其悬吊用钢丝绳来控制其沉降量；
8.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的同步注浆，具体为①盾构推进前先压注0.2m3～0.4m3浆，防止开始推进时引起盾尾区域土体沉降；②盾构停止推进前当盾尾测点普遍抬升量较大时，则停止注浆系统推进1～2mm；③盾构停止推进前当盾尾测点普遍上抬量不大时，则按正常顺序停止推进；④盾构停止推进前当盾尾测点普遍下沉时，则最后停止注浆系统或延长注浆系统工作，增加0.2m3～0.4m3同步注浆量。
9.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，所述的对该施工环后的第3环进行二次注浆，具体为采用左、右隧道砌衬顶部注浆孔，每环左、右各压注1m3双液浆，注浆压力为0.2～0.3MPa，单次、单孔最大压入量不超过2m3；当上部中心管片为大海鸥时，利用大海鸥块注浆孔进行单次压注1.0m3～1.5m3浆液；所述的局部利用二次注浆施工抬升土体，具体为以0.5m3/次～0.8m3/次为单位进行施工，当上部中心管片为大海鸥时，利用大海鸥块注浆孔进行单次压注1.0m3浆液。
10.根据权利要求1所述的双圆盾构浅覆土施工方法，其特征是，还包括对地面冒浆的应急处理，具体为一旦有冒浆现象发生，立即暂停盾构推进，并组织人员对冒浆现场进行紧急处理，疏导交通，做好场地清理工作，当情况稳定后，再恢复盾构推进；同时盾构推进施工中采取以下手段来对冒浆事故加以控制(1)首先将同步注浆浆液上∶下分配比例由7∶3调整为6∶4；(2)增加浆液中水泥掺量双液浆重量配比由原来的水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.6∶0.27；调整为水∶水泥∶水玻璃为0.48∶0.7∶0.27。增加浆液稠度、加快浆液凝结速度、增加浆液凝结质量；(3)注浆过程中，做好双液浆小样，将浆液初凝时间控制在10s之内；(4)同步注浆过程中，注意控制好注浆压力和流量，注浆压力控制在0.2Mpa～0.3Mpa内，流量根据同步注浆总量和推进速度进行设定。
全文摘要
一种双圆盾构穿越浅覆土施工方法，属于建筑工程领域。本发明包括第一、前期准备施工围场；在浅覆土区域进行管片堆载；管线保护；第二、跟踪监测；第三、浅覆土施工推进速度；螺旋机转速；天端土压力；盾构正面背部注浆；背部注浆；管片拼装；盾构姿态控制；隧道抗浮；切口前地表隆起控制；第四、穿越后期二次注浆；第五、应急措施地面冒浆处理。本发明针对双圆盾构穿越浅覆土的施工条件复杂，工程实例、成熟技术较少的特点，在浅覆土区域进行管片堆载、对重要管线进行悬吊、正确调整施工参数等一系列技术措施，将地表沉降、管线变形控制允许范围内。
文档编号E21D9/093GK1932243SQ20061011661
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者顾春华, 吴惠明, 吴列成, 潘浩, 何国平 申请人:上海隧道工程股份有限公司