CN107013219A - 一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盾构隧道技术领域,尤其涉及一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于,按照以下步骤进行:(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线上方施作超前管棚孔;(2)采用速凝高压混凝土向所述超前管棚孔内旋喷注浆,直到所述超前管棚孔流浆后,停止压浆;(3)重复步骤所述(1)、(2)直到隧道中心两侧各30°~90°范围全部做完;(4)在隧道上方形成以中心成60°~180°范围的混凝土管棚,隔离上方孤石群;(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。本发明针对盾构隧道上方孤石群,通过超前注浆形成一个管棚,解决了盾构隧道上方土体内孤石群下陷或下沉问题,使盾构顺利通过隧道上方的孤石群。
Description
技术领域
本发明属于盾构隧道技术领域,尤其涉及一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法。
背景技术
随着现代化城市建筑及交通公共设施的发展,城市的土地资源日趋紧张,市内地面运输已经不能满***通要求。为了节约城市土地资源,缓解城市公共交通压力,拓展城市的地下空间势在必行,修建地铁、城市地下公路隧道等地下交通设施具有十分重要的意义。盾构隧道施工法是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,不扰动围岩而修筑隧道的方法,它是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。
在我国华南地区盾构隧道施工的过程中,常常存在全风化地层,在全风化地层中通常含有大量的孤石,孤石具有质地坚硬、岩心完整、强度高的特点,有些孤石存在于盾构隧道中,有些孤石有些存在盾构隧道上方,影响隧道的开挖进度。存在于盾构隧道中的孤石群能够在隧道开挖过程中处理;存在于盾构隧道上方的孤石群在隧道开挖过程中不易处理,当开挖隧道上方的土层结构松散时,孤石群容易产生下陷或下沉现象,阻碍盾构隧道的顺利施工。因此,有必要研究出一种新型施工方法,解决盾构隧道上方孤石群下陷或下沉问题,使盾构顺利通过隧道上方的孤石群,保障盾构隧道的顺利施工。
发明内容
本发明针对上述技术问题,提供了一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,解决了盾构隧道上方孤石群下陷或下沉问题,使盾构顺利通过隧道上方的孤石群,保障盾构隧道的顺利施工。
本发明所采用的技术方案为:
一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线上方施作超前管棚孔;
(2)采用速凝高压混凝土向所述超前管棚孔内旋喷注浆,直到所述超前管棚孔流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤所述(1)、(2)直到隧道中心两侧各30°~ 90°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成60°~ 180°范围的混凝土管棚,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的外插角不侵入隧道开挖轮廓线。
所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的孔深≤10m。
所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的较优孔深为5~10m,以超过孤石前方位置1~2m为佳。
所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的直径为80~120mm。
所述步骤(1)中,所述超前管棚孔孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔的孔心间距为0.5m。
所述步骤(1)中,超前管棚孔的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
所述步骤(3)中,隧道中心两侧各60°为较优范围。
所述步骤(4)中,混凝土管棚在隧道上方形成以中心成120°为较优范围。
本发明的有益效果为:
1、本发明针对盾构隧道上方孤石群,通过超前注浆形成一个管棚,解决了盾构隧道上方土体内孤石群下陷或下沉问题,使盾构顺利通过隧道上方的孤石群,保障盾构隧道的顺利施工;
2、本发明中的混凝土管棚形成支护结构,先行施工的管棚以掌子面前方疏松地层支撑和孤石群隔离为支撑,形成环绕隧洞轮廓上部的壳状结构,有效抑制地层松动和垮塌;
3、超前管棚孔孔心的连线呈拱形,混凝土管棚形成拱形支护,承受力度大,支撑强度高;
4、产生了加固底层效应:注浆浆液经超前管棚孔压入地层和裂隙中,使松散地层或岩体胶结、固结,从而改善了地层的物理力学性质,增强了地层的自承受能力,达到了加固管棚周边地层的目的;
5、确保施工安全:管棚支护刚度较大,盾构掘进时疏松的土层和孤石垮塌落在管棚上,起到缓冲和隔离作用,防止了掘进过程中孤石挤压盾构、卡盾甚至损坏刀盘,也大大降低了扰动范围和地表塌陷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中超前管棚孔的施工示意图。
图3为本发明中管棚的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图中,1-孤石,2-水面,3-管棚,4-盾构机,5-管片,6-隧道开挖轮廓线,7-超前管棚孔,8-管棚。
实施例1
如图1-3所示,一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线6上方施作超前管棚孔7,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6,超前管棚孔7的孔深≤10m并且超过孤石1前方位置1m,超前管棚孔7的直径为80mm,超前管棚孔7孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔7的孔心间距为0.5m,超前管棚孔7的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行;
(2)采用速凝高压混凝土向超前管棚孔7内旋喷注浆,直到超前管棚孔7流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤(1)、(2)直到隧道中心两侧各30°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成60°范围的混凝土管棚8,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
其中,步骤(1)中,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6越小越好。
实施例2
如图1-3所示,一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线6上方施作超前管棚孔7,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6,超前管棚孔7的孔深为5m并且超过孤石1前方位置1.2m,超前管棚孔7的直径为90mm,超前管棚孔7孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔7的孔心间距为0.5m,超前管棚孔7的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行;
(2)采用速凝高压混凝土向超前管棚孔7内旋喷注浆,直到超前管棚孔流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤(1)、(2)直到隧道中心两侧各60°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成120°范围的混凝土管棚8,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
其中,步骤(1)中,超前管棚孔的外插角不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。
实施例3
如图1-3所示,一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线6上方施作超前管棚孔7,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6,超前管棚孔7的孔深为10m并且超过孤石1前方位置1.5m,超前管棚孔7的直径为100mm,超前管棚孔7孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔7的孔心间距为0.5m,超前管棚孔7的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行;
(2)采用速凝高压混凝土向超前管棚孔7内旋喷注浆,直到超前管棚孔7流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤(1)、(2)直到隧道中心两侧各60°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成120°范围的混凝土管棚8,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
其中,步骤(1)中,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6越小越好。
实施例4
如图1-3所示,一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线6上方施作超前管棚孔7,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6,超前管棚孔7的孔深为8m并且超过孤石1前方位置2m,超前管棚孔7的直径为110mm,超前管棚孔7孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔7的孔心间距为0.5m,超前管棚孔7的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行;
(2)采用速凝高压混凝土向超前管棚孔7内旋喷注浆,直到超前管棚孔7流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤(1)、(2)直到隧道中心两侧各60°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成120°范围的混凝土管棚8,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
其中,步骤(1)中,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6越小越好。
实施例5
如图1-3所示,一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线6上方施作超前管棚孔7,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6,超前管棚孔7的孔深为10m并且超过孤石1前方位置2m,超前管棚孔7的直径为120mm,超前管棚孔7孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔7的孔心间距为0.5m,超前管棚孔7的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行;
(2)采用速凝高压混凝土向超前管棚孔7内旋喷注浆,直到超前管棚孔7流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤(1)、(2)直到隧道中心两侧各90°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成180°范围的混凝土管棚8,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
其中,步骤(1)中,超前管棚孔7的外插角不侵入隧道开挖轮廓线6越小越好。
本发明针对盾构隧道上方孤石群,通过超前注浆形成一个管棚,解决了盾构隧道上方土体内孤石群下陷或下沉问题,使盾构顺利通过隧道上方的孤石群,保障盾构隧道的顺利施工;混凝土管棚形成支护结构,先行施工的管棚以掌子面前方疏松地层支撑和孤石群隔离为支撑,形成环绕隧洞轮廓上部的壳状结构,有效抑制地层松动和垮塌;超前管棚孔孔心的连线呈拱形,混凝土管棚形成拱形支护,承受力度大,支撑强度高;产生了加固底层效应:注浆浆液经超前管棚孔压入地层和裂隙中,使松散地层或岩体胶结、固结,从而改善了地层的物理力学性质,增强了地层的自承受能力,达到了加固管棚周边地层的目的;确保施工安全:管棚支护刚度较大,盾构掘进时疏松的土层和孤石垮塌落在管棚上,起到缓冲和隔离作用,防止了掘进过程中孤石挤压盾构、卡盾甚至损坏刀盘,也大大降低了扰动范围和地表塌陷。
以上对本发明的5个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
(1)盾构停机,通过刀盘开口沿着隧道开挖轮廓线上方施作超前管棚孔;
(2)采用速凝高压混凝土向所述超前管棚孔内旋喷注浆,直到所述超前管棚孔流浆后,停止压浆;
(3)重复步骤所述(1)、(2)直到隧道中心两侧各30°~ 90°范围全部做完;
(4)在隧道上方形成以中心成60°~
180°范围的混凝土管棚,隔离上方孤石群;
(5)盾构掘进,安全通过上方孤石群的隧道段。
2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的外插角不侵入隧道开挖轮廓线。
3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的孔深≤10m。
4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的较优孔深为5~10m,以超过孤石前方位置1~2m为佳。
5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述超前管棚孔的直径为80~120mm。
6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述超前管棚孔孔心的连线呈拱形,相邻的超前管棚孔的孔心间距为0.5m。
7.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,超前管棚孔的钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
8.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,隧道中心两侧各60°为较优范围。
9.根据权利要求1所述的一种盾构隧道上方超前管棚隔离孤石群的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,混凝土管棚在隧道上方形成以中心成120°为较优范围。
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