一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法与流程

本发明涉及顶管法施工，尤其涉及一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法。

背景技术：

1、顶管法施工是一种环境影响小、经济高效的非开挖施工技术，在城市地下空间开发尤其繁华城区地下工程施工中得到了越来越广泛的应用。采用顶管法施工，在顶管始发前，首先要进行洞门的凿除才能进行顶管机安装、顶进等后续工序。洞门凿除过程中，地层由于失去水平向支撑力，其内部土压力容易超过抗剪强度，进而发生地层失稳，给施工带来极大风险。此外，洞门常采用混凝土结构浇筑，拆除过程中在土压力作用下，容易产生张拉裂缝，进而为地层涌水创造渗流条件，若施工控制不利，容易发生突涌水事故。近年来，随着工程规模的增大，大断面洞门凿除作业面临上述问题带来的安全风险越来越高，洞门1凿除带来的安全事故屡屡发生。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，有效的解决现在大端门洞门1凿除存在安全隐患，风险较高的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，包括如下步骤：

3、s1，根据洞门的形状、尺寸，将待拆除区划分成若干个凿除区，将不同的凿除区上赋予不同的序号予以区分；

4、s2，将洞门的非拆除区使用钢结构梁加固；

5、s3，在每个凿除区的中心外侧粘贴应变花，将应变花与应变测量装置连接；

6、s4，按照从上到下、左右对称的顺序，依次进行凿除区的破除，并且在破除过程中记录，分析应变花的应变数据ε；

7、s5，判断是否停止凿除作业，当应变花的应变数据ε满足以下两个条件中任意一个时，停止洞门凿除作业：①应变花的应变数据ε≥εc，εc为洞门混凝土的极限拉应变；②应变花的应变数据ε满足：σ＝ε×ε×(r2-r2)÷(2r2)≥σs，其中e为洞门混凝土的抗拉弹性模量，r为地层加固区和洞门的厚度之和，r为地层加固区的厚度，σ为计算得到的洞门后方地层的土压力，σs为地层土地极限抗剪强度；

8、s6，停止凿除作业后，在已凿除的凿除区形成的孔洞位置斜插注浆管，利用压力注浆的方式对未凿除洞门后方的加固区进行加固，使其在后续凿除施工过程中应变片的读书在安全允许范围内，方可继续进行凿除施工；

9、s7，重复步骤s4至s6，直至洞门拆除作业完成。

10、优选的，所述步骤s1中，按照上大下小、左右均匀的原则进行凿除区的划分。

11、优选的，所述步骤s3中，使用的应变花为三向应变片，三个应变片分别成0°、45°及90°布置。

12、优选的，所述步骤s5中，洞门混凝土的极限拉应变εc、洞门混凝土的抗拉弹性模量e、地层土地极限抗剪强度σs均由室内试验测试得到。

13、优选的，所述步骤s6中，所使用的注浆材料根据加固区岩土体的性质、注浆材料的凝结时间以及加固强度的需求，选择水泥浆、水玻璃、硅溶胶等加固材料。

14、与现有技术相比，本发明具有如下益处：通过在洞门外侧粘贴应变片的方法可实现：一是直接测量洞门混凝土结构的张拉应变，进而直接判断洞门在土压力作用下其变形是否超出允许值，推测洞门本身的稳定性；二是可根据洞门混凝土张拉应变，基于壁厚圆筒理论的计算公式，计算得到洞门后方土压力大小，判断后方土体稳定性。通过这种方法可实时监测洞门的变形和后方土体内部的应力情况。现有技术通常是在土体内部安装压力盒的方式来测试土体内部的压力，压力盒易在施工影响下损坏且损坏后无法更换，使得测量无法进行；且压力盒无法反应洞门本身的变形情况，而洞门本身的变形也是发生失稳的重要因素。

15、当需要凿除的洞门断面较大时，不能一次性完成凿除，需要分区域按顺序依次凿除，由于土压力随着埋深的增大呈上小下大的特点，因此本发明所提出的将待拆除区按照上大下小、左右均匀的划分原则进行划分，能有效提高施工效率，降低失稳风险；按照本发明所提出的从上到下，左右对称的破除顺序进行凿除则能充分降低施工带来的扰动，避免局部土压力过大导致失稳。

16、在洞门凿除过程中，当应变过大时，则提示可能产生失稳风险，可根据本发明所提方法对变形过大的区域土体进一步加固，实现及时、精准加固的目的，进而极大降低失稳风险。

技术特征：

1.一种用于顶管法施工的大断面洞门(1)拆除作业方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，其特征在于，所述步骤s1中，按照上大下小、左右均匀的原则进行凿除区(3)的划分。

3.根据权利要求1所述的一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，其特征在于，所述步骤s3中，使用的应变花(5)为三向应变片，三个应变片分别成0°、45°及90°布置。

4.根据权利要求1所述的一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，其特征在于，所述步骤s5中，洞门(1)混凝土的极限拉应变εc、洞门(1)混凝土的抗拉弹性模量e、地层土地极限抗剪强度σs均由室内试验测试得到。

5.根据权利要求1所述的一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，其特征在于，所述步骤s6中，所使用的注浆材料根据加固区(6)岩土体的性质、注浆材料的凝结时间以及加固强度的需求，选择水泥浆、水玻璃、硅溶胶等加固材料。

技术总结
一种用于顶管法施工的大断面洞门拆除作业方法，解决现在大端门洞门1凿除存在安全隐患，风险较高的问题。其包括如下步骤：S1，根据洞门的形状、尺寸，将待拆除区划分成若干个凿除区，将不同的凿除区上赋予不同的序号予以区分；S2，将洞门的非拆除区使用钢结构梁加固；S3，在每个凿除区的中心外侧粘贴应变花；S4，按照从上到下、左右对称的顺序，依次进行凿除区的破除，并且在破除过程中记录，分析应变花的应变数据ε；S5，判断是否停止凿除作业，当应变花的应变数据ε满足条件时，停止洞门凿除作业，S6，停止凿除作业后，在已凿除的凿除区形成的孔洞位置斜插注浆管；S7，重复步骤S4至S6，直至洞门拆除作业完成。

技术研发人员：周文朋,冯宏朝,高锋,王开军,赵佳鑫,陈云强,徐荣超,王怡博,李震
受保护的技术使用者：中国水利水电第十一工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16