一种使用盾构机下穿特大型桥施工工法的制作方法

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下穿特大型桥施工工法。

背景技术：

近年来，随着国家科学技术的快速发展，新产品不断涌现，盾构施工各项风险管控措施，以提高实际现场施工技术创新。

在盾构区间往往会出现穿过特大型桥，例如高架桥等地段，下穿安全风险加大，现有的施工工法也不能有效规避掉施工风险。

为解决该问题，本发明的施工工法通过合理的筹划与技术管理，以反复注浆袖阀管加固，及洞内深孔注浆为重要举措，大大提高了穿越建筑物实现零沉降施工技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用盾构机下穿特大型桥施工工法，以解决了现有的问题：盾构区间往往会出现穿过特大型桥时施工风险较大。

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下穿特大型桥施工工法，所述工法包括如下步骤：

编制对应下穿方案；

在桥体路面和的盾构机的掘进方向上布置监测点；

在桥体附近的隧道掘进方向范围内进行路面整平加固，修平基础承台；

在基础承台上采用钻机进行钻孔，钻出管孔，并对该管孔进行适当的水洗；

根据根据管孔制作袖阀管，并将制做好的袖阀管装入到管孔内部；

在盾构机的掘进过程中，根据监测点的情况通过袖阀管进行实时注浆。

进一步优选的，其中，在桥体路面和的盾构机的掘进方向上布置监测点，主要包括：

沿隧道掘进方向中线每隔5米设置一个小端面，每个小端面上设置1个监测点；每隔10米设置一个大端面，每个大端面上设置5个监测点。

进一步优选的，所述监测点用于检测路面沉降、水平位移以及地基深层水平位移。

进一步优选的，所述袖阀管直径为50mm的pvc袖阀管，且袖阀管上每隔33cm～35cm钻一组直径8mm的射浆孔，且每组射浆孔的纵向分布长度6cm～10cm。

进一步优选的，每组射浆孔外部都包裹有1层橡胶套，橡胶套长度比每组射浆孔长度长。

进一步优选的，所述实时注浆为采用42.5r普通硅酸盐水泥的纯水泥浆进行注浆，水灰比为0.6～1.0。。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用反复循环袖阀管注浆加固举措，可重复注浆，根据风险沉降监测，进行后期沉降控制举措。

本发明采用循环反复袖阀管材质，改变了传统式回填式预埋袖阀管，大大控制了经济成本，经济支出。减少了工程材料费用，节约成本。

本发明采用反复袖阀管新型特点材质，减少后期重新打孔预埋时间，提高后期处理工作效率。

本发明在洞内进行深孔注浆对周围土体进行加固，大大提高了底层稳定性。

本工法极大降低了盾构施工对既有运营线路的影响，减少了周边建筑物的沉降，确保了周边道路安全，取得了极大的社会及经济效益。

本工法采用自动化监测，相比传统监测方法极大简化了测量手续、减轻测量人员的工作量，实时准确获取监测数据，取得较好的技术效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工法步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1所示，本发明为一种使用盾构机下穿特大型桥施工工法。

1.施工准备

施工前针对技术特点编制对应下穿方案，对桥桩基础进行分析，计算，确定作业所需要技术参数，针对现场作业人员，进行安全施工技术交底。

根据实际情况，选择合适的地质钻机，注浆泵，泥浆泵，搅拌机，切割机并提前进行设备检查，确保正常运行，做到设备可控，安全可控。

准备反复注浆袖阀管，电线，螺栓，水泥，等消耗材料，并取得产品检验合格证，做到材料可控。

2.布置施工监测

在桥体路面和的盾构机的掘进方向上布置监测点；

下穿高架桥范围内监测点布设如下：沿隧道掘进方向中线，5米一个小断面(小断面1个监测点)，10m一个大断面(大断面5个监测点)；在盾构所影响范围内的桥墩上布设沉降观测点及水平位移观测点，并埋设地基深层水平位移。

3.袖阀管定位

首先在桥体附近的隧道掘进方向范围内进行路面整平加固，修平基础承台；

在基础承台上定位袖阀管位置，并进行标记；

在标记采用钻机进行钻孔，钻出管孔，并对该管孔进行适当的水洗；

在此，钻孔角度误差≤3％，钻孔深度误差≤50mm，锚杆钻孔深度大于设计0.3～0.5m。

在侧穿三环线桥桩时采取袖阀管跟踪注浆，在盾构隧道穿越前完成袖阀管施工，根据监测结果考虑是否注浆。若隧道穿越过程中，引起桥桩及承台的变形到达控制标准的预警值，启动注浆地面及洞内注浆措施。

4.袖阀管制作与安装

根据管孔制作袖阀管；

采用的pvc袖阀管后退式分层注浆施工，并在袖阀管上每隔33cm～35cm钻一组的射浆孔，每组孔的纵向分布长度6cm～10cm。在每组射浆孔外部都包裹有1层橡胶套，橡胶套长度略比每组射浆孔长度长，以包裹住射浆孔为原则。

并将制做好的袖阀管装入到管孔内部。

5.注浆施工

在盾构机的掘进过程中，根据监测点的情况通过袖阀管进行实时注浆，注浆采用42.5r普通硅酸盐水泥的纯水泥浆，水灰比0.6～1.0。可掺入适量的添加剂，加固体搭接不允许出现空白区。灌浆压力宜通过灌浆试验确定，按照经验初步拟定在0.6～1mpa。灌浆完成后1小时左右应检查孔内是否满浆。如未满，则进行补灌，使灌浆饱满，参透回填石及松散土层，达到加固作用。防止因水泥浆凝固收缩产生的空洞。水泥浆要求使用自来水，普通硅酸盐水泥。水泥浆应搅拌均匀，随拌随用，浆液在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液，注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，要用水或稀的水泥浆润滑注浆管和注浆泵。

因袖阀管注浆为管道压力灌浆，而纯水泥浆较水泥砂浆更具可灌性和渗透性，因此袖阀管灌浆一般采用纯水泥浆灌注，如采用砂浆，则砂的掺入量小于30％(占水泥用量的比例)。灌浆完成后要做好管口封堵工作。

注浆压力控制在0.2-0.3mpa，要严格控制注浆压力。

6.加固检测指标

加固检测点数量宜为施工孔数的1％，且不宜少于3点。检测方法采用动力触探与静力触探相结合方式，必要时也可采用取芯验证的方式，动力触探指标：加固体应满足动力触探实验n63.5，修正后的击数平均值不小于25击；静力触探指标：28天静力触探检测：素填土ps值>2mpa，粉质粘土ps值>6mpa，中、细砂ps值>5mpa，圆砾ps值>10mpa。加固体强度指标：28d的无侧限抗压强度≥0.5mpa。

为进一步说明本发明工法，先提供本发明所涉及的材料和设备，如下表：

施工设备及材料表

本发明工法的原理：

本区间在下穿特大型三环高架桥桩时采取袖阀管跟踪注浆，在盾构隧道穿越前完成袖阀管施工，根据监测结果考虑是否注浆。若隧道穿越过程中，引起桥桩及承台的变形到达控制标准的预警值，则启动注浆。

盾构穿越桥桩基期间，洞内需要进行深孔注浆及同步注浆，注浆压力小，注浆量不足会导致加固效果不到位，引起地表的沉降，使桩基发生倾斜。注浆量及注浆压力过大会导致地面隆起，桩基变形，也会影响桩基的稳固甚至倾斜。在高架桥桩基周边预埋可反复注浆φ50的pvc袖阀管，盾构到达之前进行袖阀管预注浆加固，注浆时，要多点均衡同步注浆，将对桩基的扰动降到最低。盾构穿越时根据监测情况再进行深孔跟踪注浆加固，控制桩基沉降和变形。

除对三环高架桥进行地面加固之外，盾构穿越三环高架桥及四新南路高架桥期间及穿越前后要加强对高架桥桩基的沉降和倾斜监测，侧穿范围内采用加强型配筋管片，同时增设注浆孔进行洞内深孔注浆加固。三环高架桥左右线洞内深孔注浆加固方向均为360°全断面注浆加固，加固半径为管片外壁以外3米同步注浆时要求在地层中的浆液压力大于该点的静止水压及土压力之和，做到尽量填补而不宜劈裂。注浆压力过大，管壁外面土层将会被浆液扰动而造成地表隆起，浅埋地段易造成跑浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，会使地表沉降增大。根据计算和经验，本工程注浆压力取值为：0.2～0.3mpa。

以上，可知本发明具备以下效益：

效益分析

采用“反复注浆袖阀管”材料结构，以及洞内注浆，通过此项桥高架侧穿施工工法在本工程中的应用，大大控制了地层发生沉降的概率，做到零沉降穿越，二次加固材料费用节约，人力投入节约，施工机械投入节约。

本工法极大降低了盾构施工对既有运营线路的影响，减少了周边建筑物的沉降，确保了周边道路安全，取得了极大的社会及经济效益。

本工法采用自动化监测，相比传统监测方法极大简化了测量手续、减轻测量人员的工作量，实时准确获取监测数据，取得较好的技术效益。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。