专利名称：大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法
技术领域：
本发明涉及一种盾构法施工，特别是涉及一种大直径泥水盾构施工。
背景技术：
随着我国经济的发展，社会的进步，大城市的高层建筑越来越多，而同时为了节省土地，充分利用地下空间，地下建筑，还有地铁、隧道等工程大幅度增加。在城市中修建隧道，因受周边环境及规划设计限制，为满足隧道线路与现有道路进行相交，难以避免的盾构隧道需要穿越覆土较浅地段。同时减小隧道覆土厚度，直接缩短了隧道长度，为浅覆土地段施工增加了难度。穿越浅覆土盾构隧道施工中容易出现地面坍塌、冒顶、隧道上浮等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效地避免地面坍塌、冒顶、隧道上浮风险和难点的大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法。为了解决上述技术问题，本发明提供的大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其步骤如下(I)、掘进前的技术措施在盾构隧道掘进前，首先对河床底部进行测量，明确河床底部地形，为盾构切口压力设置提供精确数值，对江中段地质情况进一步进行勘查，切实查明地质情况，做好地质预报，为盾构安全，快速掘进提供条件；(2)、开挖面泥水压力管理根据地质情况，强风化段泥水压力采用水土合算，粉砂层采用水土分算确定泥水压力值，泥水压力在计算时水深以施工时实际水位为准，泥水压力严格按要求控制，偏差控制在±0. 02MP内；(3)、泥水系统的管理为加强对正面土体的支护，防止地面冒浆，在强风化岩及中风化岩中掘进时，采用轻衆推进，泥水比重控制在I. 05 I. lg/cm3之间,粘度控制在15 25s ;在粉砂层段掘进时，采用重浆推进，泥水比重控制在I. 25 I. 3g/cm3之间，粘度控制在25 35s ；(4)、推进轴线的管理盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动；盾构掘进时，盾构中心与隧道设计高程的偏差控制在-30mm，平面偏差控制在±30mm之内；(5)、推进参数管理I)推力3500 5000t ;2)刀盘转速1. 2 I. 6r/min ;强风化及中风化岩中的速度控制在I. 5 I. Ir/min,粉砂层段速度控制在I. I I. 3r/min ；3)掘进速度强风化及中风化岩层掘进速度设定在8 12mm/min，粉细砂段掘进速度设定在15 22mm/min ;掘进过程中应保持均勻连续的掘进；
(6)、同步注浆参数管理I)同步注浆压力设定为大于泥水压力值IOkPa ；2)优化同步注浆量通过地层为较为坚硬的强、中风化层，同步注浆量按盾尾与管片之间理论空隙的130%进行，并根据地表沉降监测结果，合理调整同步注浆量；粉砂层暂定按盾尾与管片之间理论空隙的150% ；3)严格控制同步注浆的质量，定期清洗注浆系统，保证盾构机与管片间隙之间填充的饱满度；(7)、二次注浆在盾构隧道掘进完成后，如地表沉降在短期内不能得到有效控制时，为了有效填 充管片背后空隙，减小地表沉降，采取二次注浆，二次注浆采用水泥一水玻璃双液浆，注浆点为管片预留注浆孔位置。还包括步骤(8)、隧道防浮管理及措施I)提高同步注浆质量，要求浆液有较短的初凝时间，使其遇泥水后不产生劣化，并要求浆液具有一定的流动性，使通过同步注浆后的浆液能均匀地布满隧道一周；2)提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填建筑空隙；3)做好隧道二次压浆准备，发现隧道上浮量较大，且波及范围较远时立即采取对已建隧道进行二次压浆措施，以割断泥水继续流失路径，二次压浆采用双液浆与聚胺脂相结合的注浆方法，注浆范围5 10环，从隧道顶部至两腰，最后压注底部，压浆后浆液成环状，终止注浆以打开隧道底部注浆孔无渗水为原则。还包括步骤(9)、监控量测管理对于本隧道浅覆土层处的监控量测，采取人员巡视观测、设置地表沉降点观测、设置隧道内控制点观测、盾构掘进时数据变化观测方法；对于江底段，采用人员巡视观测是否有冒浆情况，盾构掘进时各掘进参数是否有波动异常，设置隧道内控制点观测沉降及收敛情况；对于岸上段及漫滩段，设置地表沉降观测点进行观测，以指导盾构掘进施工，设置隧道内控制点观测沉降及收敛情况，为确保施工安全，除进行施工监测外，还须加强第三方监测，同时建立系统化的信息共享平台，方便信息及时传递，如有异常，及时采取措施妥善处理。上述步骤(6)、同步注浆参数管理中同步注浆配合比如下表I同步注浆浆液配合比(kg/m3)
权利要求
1.一种大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其特征是其步骤如下(1)、掘进前的技术措施在盾构隧道掘进前，首先对河床底部进行测量，明确河床底部地形，为盾构切口压力设置提供精确数值，对江中段地质情况进一步进行勘查，切实查明地质情况，做好地质预报， 为盾构安全，快速掘进提供条件；(2)、开挖面泥水压力管理根据地质情况，强风化段泥水压力采用水土合算，粉砂层采用水土分算确定泥水压力值，泥水压力在计算时水深以施工时实际水位为准，泥水压力严格按要求控制，偏差控制在 ±0. 02MP 内；(3)、泥水系统的管理为加强对正面土体的支护，防止地面冒浆，在强风化岩及中风化岩中掘进时，采用轻浆推进，泥水比重控制在I. 05 I. lg/cm3之间,粘度控制在15 25s ;在粉砂层段掘进时,采用重衆推进，泥水比重控制在I. 25 I. 3g/cm3之间,粘度控制在25 35s ；(4)、推进轴线的管理盾构机保持平稳推进，减少纠偏，减少对正面土体的扰动；盾构掘进时，盾构中心与隧道设计高程的偏差控制在-30mm，平面偏差控制在±30mm之内；(5)、推进参数管理1)推力3500 5000t ；2)刀盘转速1.2 I. 6r/min ;强风化及中风化岩中的速度控制在I. 5 I. 7r/min,粉砂层段速度控制在I. I I. 3r/min ；3)掘进速度强风化及中风化岩层掘进速度设定在8 12mm/min，粉细砂段掘进速度设定在15 22mm/min ;掘进过程中应保持均勻连续的掘进；(6)、同步注浆参数管理O同步注浆压力设定为大于泥水压力值IOkPa ；2)优化同步注浆量通过地层为较为坚硬的强、中风化层，同步注浆量按盾尾与管片之间理论空隙的130% 进行，并根据地表沉降监测结果，合理调整同步注浆量；粉砂层暂定按盾尾与管片之间理论空隙的150% ；3)严格控制同步注浆的质量，定期清洗注浆系统，保证盾构机与管片间隙之间填充的饱满度；(7)、二次注浆在盾构隧道掘进完成后，如地表沉降在短期内不能得到有效控制时，为了有效填充管片背后空隙，减小地表沉降，采取二次注浆，二次注浆采用水泥一水玻璃双液浆，注浆点为管片预留注浆孔位置。
2.根据权利要求I所述的大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其特征是还包括步骤(8)、隧道防浮管理及措施1)提高同步注浆质量，要求浆液有较短的初凝时间，使其遇泥水后不产生劣化，并要求浆液具有一定的流动性，使通过同步注浆后的浆液能均匀地布满隧道一周；2)提高注浆与盾构推进的同步性，使浆液能及时充填建筑空隙；3)做好隧道二次压浆准备，发现隧道上浮量较大，且波及范围较远时立即采取对已建隧道进行二次压浆措施，以割断泥水继续流失路径，二次压浆采用双液浆与聚胺脂相结合的注浆方法，注浆范围5 10环，从隧道顶部至两腰，最后压注底部，压浆后浆液成环状，终止注浆以打开隧道底部注浆孔无渗水为原则。
3.根据权利要求2所述的大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其特征是还包括步骤(9)、监控量测管理对于本隧道浅覆土层处的监控量测，采取人员巡视观测、设置地表沉降点观测、设置隧道内控制点观测、盾构掘进时数据变化观测方法；对于江底段，采用人员巡视观测是否有冒浆情况，盾构掘进时各掘进参数是否有波动异常，设置隧道内控制点观测沉降及收敛情况； 对于岸上段及漫滩段，设置地表沉降观测点进行观测，以指导盾构掘进施工，设置隧道内控制点观测沉降及收敛情况，为确保施工安全，除进行施工监测外，还须加强第三方监测，同时建立系统化的信息共享平台，方便信息及时传递，如有异常，及时采取措施妥善处理。
4.根据权利要求I或2所述的大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其特征是上述步骤(6)、同步注浆参数管理中同步注浆配合比如下表I同步注衆衆液配合比(kg/m3)
全文摘要
本发明公开了一种大直径泥水盾构水下浅覆土长距离掘进施工方法，其步骤如下(1)掘进前的技术措施；(2)开挖面泥水压力管理；(3)泥水系统的管理；(4)推进轴线的管理；(5)推进参数管理；(6)同步注浆参数管理；(7)二次注浆。发明的优点和积极效果是有效的避免了在水下浅覆土段泥水盾构施工中出现地面塌陷、冒顶现象，隧道上浮量(为+28mm)在规范允许范围内，地表监测数据正常，保障了盾构施工的顺利进行。
文档编号E21D9/06GK102926759SQ201210436510
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者谢文斌, 段坚堤, 何天铭, 陈立, 李科, 田辉 申请人:中铁隧道集团有限公司