本发明属于盾构机施工技术领域，特别是涉及一种使用盾构机侧穿高压塔群施工工法。
背景技术：
随着我国经济迅速发展，城市交通压力越来越大，地铁成为人们出行重要交通工具。而城市地下隧道施工多采用盾构法及暗挖法进行施工，盾构法施工以其对地层适应性强、安全性高、施工速度快等特点逐步取代传统暗挖法。随着城市地铁线路建设越来越多，许多新建地铁隧道盾构施工不可避免的出现穿越重大既有建筑物的情况，这将直接影响建构筑物和隧道施工安全。
其中，尤其是在盾构机侧穿高压塔群时，现有的施工工法没有一个安全稳定的解决方案，基于此，我们提出了一种使用盾构机侧穿高压塔群施工工法，且采用数值模拟和现场监测方法，深入研究分析采取钢管桩隔离及隧道内深孔注浆加固措施对高压铁塔的加固效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种使用盾构机侧穿高压塔群施工工法，以解决了现有的问题：现有的施工工法没有一个安全稳定的解决方案。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种使用盾构机侧穿高压塔群施工工法，所述工法包括以下步骤：
根据施工要求对施工场地进行平整；
围绕高压塔确定桩孔位置，所述桩孔成u型布置；
根据设计的桩孔孔洞直径、间距进行定位，并进行标记；
将钻机安放在标记位置，水平安放，防止倾斜，并采用钻机自带垂直测量仪调直，保证钻孔的垂直度，启动钻机，慢慢钻进，直至达到设计有效深度；
在所述钻孔内部安装钢管，且注浆管沿钢管桩安设并一同沉入孔内；
通过注浆机在所述注浆管内进行注浆；
注浆完毕后进行多次加压注浆；
盾构机掘进时，降低掘进速度，使盾构慢速通过，同时调整掘进参数，保持土压平衡；向土仓注入膨润土或泡沫剂，改善碴土的流动性和渗透系数，防止螺旋输送机喷涌；掘进时采取同步注浆和二次补充注浆，充填环内间隙，使管片衬砌尽早支撑地层，控制地层沉陷；在衬砌环脱出盾尾的同时及时注浆，填充隧道和地层间的建筑空隙，减小地面变形；在盾构后10环处再向衬砌背面进行二次注浆，以弥补同步注浆的不足。
进一步优选的，所述桩孔的轴线在一直线上，且用红油漆标示出钻孔位置，并说明孔口高程。
进一步优选的，所述桩孔孔洞直径为400mm；所述钢管为采用q235级钢材。
进一步优选的，其中，通过注浆机在所述注浆管内进行注浆，主要包括：
在现场指定位置固定注浆机，电源由指定的配电箱接入，把拌制的水泥浆放入相应的灰槽内；
注浆管装设压力表，注浆压力为0.3～0.5mpa，水泥砂浆配合比为1:3:0.6；
注浆后暂不拔管，直至水泥砂浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥砂浆再次从钢管外流出为止。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用地面u型布置钢管桩加固及隧道内深孔注浆加固方式，加固工艺简单，可操作性强，加固效果显著，盾构穿越过程中对高压塔影响小，安全系数高，有效降低施工风险，避免因盾构穿越高压塔出现较大沉降及倾斜等变形，保证现有建构筑物安全正常运营，社会和经济效益好。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种使用盾构机侧穿高压塔群施工工法。包括：
平整场地→测量放线→钻孔定位→钻机就位成孔→钢管下放→安装注浆管→拌制水泥砂浆→注水泥砂浆→二次加压注砂浆→三次加压注浆直至上口翻浆。
s1.平整场地
根据施工要求对施工场地进行平整，为钻机安装及成孔作业提供场地。
s2.测量放线
围绕高压塔确定桩孔位，具体的桩孔位应成u型布置，桩孔位根据现场需要具体调整，调整后桩孔轴线需在一直线上。测量仪器采用全站仪放样孔位点，在现场用红油漆标示出钻孔位置，并说明孔口高程，开孔前需监理工程师现场确认，严格控制钻孔位置在同一轴线上。
s3.孔距定位
根据设计的孔洞直径、间距(成孔直径400mm，钢管桩直径299mm，壁厚12mm，管中心间距600mm)进行定位。现场做好标记。
s4.钢管桩定位
根据钢管桩定位，在成孔位置上进行钻机准确定位，并确保其稳定。
s5.钻孔就位
将钻机安放在指定位置，水平安放，防止倾斜，并采用钻机自带垂直测量仪调直，保证钻孔的垂直度；将钻杆抬至钻机旁，启动钻机，慢慢钻进，直至达到设计有效深度。
钻孔过程中不断检测桩中心及直径，并随时观察土质变化，对照复核地质报告，出入较大时和勘察、设计单位联系，采取处理措施。
s6.钢管加工下放
微型钢管材料采用q235级钢材，选用无缝钢管；应采取可靠定位措施确保钢管的对中，定位器应沿钢管纵向均匀布置；钢管接长采取丝扣连接或焊接连接，当钢管接长焊接时，应沿两边对称同时施焊，焊缝质量应满足钢结构验收的相关要求。
施工过程中按设计要求将钢管接长，并应检查钢管的垂直度。制作完成的钢管采用钻机沉入钻孔，注浆管沿钢管桩安设并一同沉入孔内。
s7.灌注水泥砂浆
在现场指定位置固定注浆机，电源由指定的配电箱接入，把拌制的水泥浆放入相应的灰槽内，然后由注浆机注浆。注浆管需装设压力表，注浆压力为0.5mpa，水泥砂浆配合比为1:3:0.6(水泥：砂：水)，注浆后暂不拔管，直至水泥砂浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥砂浆再次从钢管外流出为止。
s8.多次加压注浆
因一次注浆难以达到要求，需要多次间隙注浆，一般为三到五次，直至管口翻浆为止。
在此，更加详细的，注浆施工工艺包括：
(1)洞内注浆方案
洞内加固段采用增加注浆孔特殊型管片，通过注浆孔打设注浆管，注浆管采用
(2)注浆材料及设备
a.注浆材料及制浆
注浆水泥采用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，其品质必须符合gb175-2007/xg1-2009规范的有关标准。
注浆水泥应保持新鲜，细度要求通过80μm的方孔筛的筛余量不大于5％。注浆现场宜设置注浆水泥专用库，每隔15d进行一次细度检测，有受潮结块等不合质量要求的水泥不得用于注浆。
注浆用水应满足拌制水工砼用水要求。
细骨料：砂的细度模数为2.4～2.8，最大粒径不大于2mm，砂的质量应坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质、级配良好的合格砂料。粗骨料：应选用质地坚硬、洁净、粒形及级配良好的碎石，粒径5mm～10mm。
所有制浆材料必须称量，水泥、砂、碎石等固体材料应采用重量称量法称量，称量误差不得大于5％。
注浆现场宜设置集中制浆站，制备1:1的普通纯水泥浆液，各注浆机组应测定来浆密度，根据需要调制使用。集中制浆站的制浆能力应满足注浆高峰期所有注浆机组用浆需要。
注浆浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。使用普通搅拌机时，搅拌时间不少于3min；使用高速搅拌机时，搅拌时间不少于30s。
注浆浆液使用前应过筛，普通纯水泥浆液自制备至用完时间不超过4h，并应保持浆液温度在5～40℃之间。超过规定时间、温度者应予舍弃。
注浆一般使用纯水泥浆液，正常情况下不掺加任何外加剂。当确有必要时，应通过室内试验确定外加剂的品种及掺量。所用外加剂能溶于水者应以水溶液状态加入。
b.注浆及观测设备
注浆施工须使用注浆自动记录仪进行记录。注浆自动记录仪应经有关部门鉴定和率定，能自动、准确地测记注浆压力、注入率、浆液水灰比等注浆参数，保证记录成果的真实性和准确性。
注浆工程所用的风、水、电应设专用线路、管路，以保证注浆作业能连续进行。
注浆管路应采用钢丝编织胶管，能承受1.5倍的最大注浆压力，并应保证浆液流动畅通。
注浆塞应和注浆方式、方法、注浆压力及地质条件相适应，胶塞(球)应具有良好的膨胀性能，在最大压力下能可靠地封闭注浆孔段，并易于安装与拆除。
浆液搅拌机的性能应与注浆泵的排浆量相适应，并能均匀、连续地制浆，其中高速搅拌机的转速应不低于1200r/min。
注浆采用双缸或多缸活塞式注浆泵。注浆泵的允许工作压力应大于最大设计注浆压力的1.5倍，压力摆动范围不大于设计注浆压力的20％，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。
注浆进浆管口处应安装压力表。压力表量程应与各工序作业使用的压力相适应。
注浆工程应设置集中制浆站，寒冷季节施工时应作好注浆机房和注浆管路的防寒保暖工作，炎热季节施工时应采取防热、防晒措施，确保浆液温度能保持在5～40℃之间。
所有注浆设备应注意维护保养，保证其正常的工作状态，并应有充足的备用量，以免因设备故障影响注浆作业的连续进行。
(3)施工工艺
a.一般规定
注浆施工前对所有的注浆孔、检查孔进行编号，其孔深、地层划分均应按设计图纸和设计文件的规定执行。
利用机械针对预留注浆孔进行钻孔，击穿50mm外侧混凝土；钻孔时应正对注浆孔圆心，钻孔精度偏差不得超过1mm。
钻孔深度应达到设计图纸、通知、文件规定的孔深或高程。
b.钻孔孔径
钻孔直径比注浆管直径大1～2mm。钻孔过程中应采取可靠的防斜措施，保证孔向准确，孔斜偏差值不得大于孔深的0.5％。
c.注浆工艺
注浆压力：注浆压力按0.3～0.5mpa控制，实际注浆压力根据生产性试验适当调整。当注浆施工过程中发现严重串孔、冒浆、漏浆不起压等情况，应根据具体情况采取低压、浓浆、间歇注浆、灌水泥砂浆、细骨料砼、加速凝剂等方法进行处理，若仍难以解决，应及时通知监理工程师，并抄送设计单位，及时进行研究处理。注浆浆液以普通纯水泥浆液为主，一般情况下不掺加任何外加剂。必要时，可以采用水泥浆液中加入外加剂或采用混合浆液。注浆过程中，如注浆压力保持不变，注入率持续减少，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变浆液水灰比。
具体的，盾构掘进参数控制如下：
引起的地面变形，曲线段适当降低掘进速度，及时纠偏，加大盾尾同步注浆和洞内二次注浆量。
控制掘进参数：降低掘进速度，使盾构慢速通过，同时调整掘进参数，保持土压平衡，以此确保开挖掌子面的稳定；尽量减少对地层的扰动和开挖过程中地层的损失，严格控制出土量，及时进行纠偏、加大注浆量等工作。提高工作面碴土的止水性。通过向土仓注入膨润土或泡沫剂，改善碴土的流动性和渗透系数，防止螺旋输送机喷涌。
同步注浆及二次注浆。掘进时采取同步注浆和二次补充注浆，充填环内间隙，使管片衬砌尽早支撑地层，控制地层沉陷。在衬砌环脱出盾尾的同时及时注浆，填充隧道和地层间的建筑空隙，减小地面变形。在盾构后约10环处再向衬砌背面进行二次注浆，以弥补同步注浆的不足。
提高盾尾的密封性能。通过采用多道盾尾刷防止泥土从盾尾进入隧道，向盾尾注入油脂，加强盾尾的防水性能。
通过对盾构掘进时地面变形曲线进行实测反馈，不断调整、优化掘进参数，以验证选择施工参数的合理性，保持盾构开挖面的稳定。
为进一步说明本发明，提供本发明的某一实施例的所需的材料设备，具体如下表：
材料设备表
综上，本发明具备以下效益：
通过对盾构技术及地面加固预处理措施的改进，无需另外采用支撑高压塔措施，且降低了掘进过程中对地层的扰动，对地面高压塔群影响降至最低，且有效降低了成本。
本次穿越高压塔群采取多项施工改进措施，使得盾构在施工过程中，降低了盾构的故障发生率，进一步缩短工期、节约了成本，也保证了工程施工的安全；并且此施工技术易掌握，实用性强，利于推广，其社会效益显著。
另外，本工法广泛适用于盾构于软弱地层穿越重要建构筑物的施工，在不付出其他创造性劳动的前提下，都应属于本发明的保护范围。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。