CN107059948B - 一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法和*** - Google Patents

一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法和***，所述方法包括以下步骤：(1)抽排基坑内积水；(2)在明挖隧道底部设置支撑装置，并对明挖隧道结构周围的中粗砂进行清理；(3)往基坑内灌水，同时在明挖隧道结构的顶板上设置压重，并调整压重使明挖隧道结构处于临界悬浮状态，将支撑装置取出；(4)抽排基坑内的水，同时对顶板位置进行监测；(5)往明挖隧道结构的底板底注浆直至浆液溢到底板底以上标高。本发明提供的一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其能够对上浮的明挖隧道结构进行复位处理。

Description

一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法和***
技术领域
本发明涉及一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法和***，属于地铁隧道施工技术领域。
背景技术
如图1所示，为明挖隧道的结构图，隧道1两侧用中粗砂2回填，顶板覆土还未完成，因基坑3四周路网排水***极不完善，在雨季，大量雨水迅速从四周涌向该段结构基坑，短时间内基坑内水位急剧上升，迅速淹没顶板以上。由于基坑中的积水不能及时排除，或者覆土厚度不满足抗浮要求，浮力大于结构自重后造成结构上浮，同时，结构两侧回填砂下陷并流入主体结构底板以下，暴雨过后水位下降结构无法复位。针对已经发生上浮的隧道结构，目前并未有很好的复位处理办法，若无法有效复位则不满足使用要求，将给工程造成极大的损失。
发明内容
基于以上不足，本发明一方面要解决的技术问题是提供一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其能够对上浮的明挖隧道结构进行复位处理。
为了解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，包括以下步骤：
(1)抽排基坑内积水；
(2)在明挖隧道底部设置支撑装置，并对明挖隧道结构周围的中粗砂进行清理；
(3)往基坑内灌水，同时在明挖隧道结构的顶板上设置压重，并调整压重使明挖隧道结构处于临界悬浮状态，将支撑装置取出；
(4)抽排基坑内的水，同时对顶板位置进行监测；
(5)往明挖隧道结构的底板底注浆直至浆液溢到底板底以上标高。
所述步骤(2)包括以下步骤：
(21)对明挖隧道结构两侧的中粗砂进行挖除；
(22)在变形缝和施工缝两端设置结构限位装置；
(23)在底板以下设置支撑装置；
(24)对底板底部进行冲洗以进行全面清砂处理。
所述步骤(2)还包括在顶板上布置高程监测点位的步骤。
在所述步骤(3)前还包括在变形缝处设置水位观测标尺的步骤；和/或，在所述步骤(3)前还包括对底板底部进行注浆处理的步骤。
所述步骤(4)中，在抽排基坑内的水的同时还对明挖隧道结构进行纠偏使其恢复到平面位置。
所述步骤(5)包括两次注浆，第一次注浆为常压注浆，第二次注浆为高压注浆，高压注浆的注浆压力为0.5-0.8MPa，第二次注浆时间为第一次注浆浆体初凝期。
采用以上技术方案，本发明取得了以下技术效果：
本发明提供的明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，通过先对明挖隧道结构两侧及底部进行清砂，并通过水冲洗干净后将水抽排，再往底部注浆的方法，能够对上浮的明挖隧道进行复位处理；在抽排水的同时对明挖隧道结构进行纠偏，防止明挖隧道结构倾斜；两次注浆，第一次为常压注浆，第二次为高压注浆，底板底部基底结构更为牢固，不会发生上浮。
本发明另一方面要解决的技术问题是提供一种明挖隧道结构上浮后的复位处理***，其能够将上浮后的明挖隧道结构进行复位。
为了解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种明挖隧道结构上浮后的复位处理***，包括设置在明挖隧道结构底部的注浆装置和支撑装置，设置在明挖隧道结构两侧的限位装置，往明挖隧道结构的基坑内灌水的灌水装置、将基坑内的水抽排的抽水装置以及设置在明挖隧道结构顶部的纠偏装置。
所述注浆装置包括一次注浆管和二次注浆管，所述一次注浆管为常压注浆管，所述二次注浆管为高压注浆管。
所述支撑装置为设置在所述明挖隧道结构正下方的杉木支垫。
所述限位装置包括设置在明挖隧道结构底部侧面的固定墩以及设置在固定墩与所述明挖隧道结构之间的四氟板；和/或，所述纠偏装置包括膨胀螺栓、锚杆和将所述膨胀螺栓和锚杆连接的倒链，所述膨胀螺栓设置在明挖隧道结构上，所述锚杆设置在明挖隧道结构的侧墙上。
采用以上技术方案，本发明取得了以下技术效果：
本发明提供的明挖隧道结构上浮后的复位处理***，通过支撑装置对明挖隧道结构进行支撑，以对明挖隧道结构两侧及底部进行清砂，通过灌水装置往基坑灌水使明挖隧道结构浮起以将支撑装置拿开，再通过抽水装置将水抽出，在抽水的同时通过纠偏装置防止明挖隧道结构倾斜，最后通过注浆装置往明挖隧道结构的底部注浆，从而对上浮的明挖隧道进行复位处理。
附图说明
图1为本发明明挖隧道结构的结构图；
图2为本发明明挖隧道结构上浮后的复位处理装置的限位装置的平面布置图；
图3为本发明明挖隧道结构上浮后的复位处理装置的结构图；
图4为本发明明挖隧道结构上浮后的复位处理装置的杉木支垫的平面布置示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，包括以下步骤：
(1)抽排基坑3内积水；在积水抽排前期，因积水较多，首先采取大功率水泵对基坑3内的积水进行抽排，直到基坑3中粗砂表面基本无积水时，改换小功率水泵对少量的中粗砂孔隙水进行抽排。
(2)对明挖隧道结构周围的中粗砂进行挖除；具体包括：
(21)对明挖隧道结构1两侧的中粗砂2进行挖除；
随着基坑3内积水的抽排，采用1台长臂挖机、1台普通挖机对明挖隧道两侧中粗砂2进行挖除，结构两侧中粗砂2挖除过程应对称进行，考虑到基坑3越往下，空间越狭小，后期采用人工配合机械的方式进行掏砂处理，挖出的中粗砂运至基坑坡顶两侧，侧墙两侧掏砂后，观察底板以下垫层情况，以确定底板垫层是否同底板一起上浮。
(22)在变形缝4和施工缝5两端设置限位装置6；为避免复位处理过程中结构平面位置朝不利方向发展，变形缝4、施工缝5两端需设置限位装置6。限位装置6包括设置在明挖隧道底部侧面的固定墩61以及设置在固定墩61与所述明挖隧道结构1之间的四氟板62。
(23)在底板以下设置杉木支垫；
限位装置6设置完成后，将杉木支垫7的位置用红油漆标识清楚，并将杉木支垫7空间范围的中粗砂掏出，然后将杉木支垫7塞入底板8以下，并与底板8紧贴；杉木支垫每3m左右对称设置一道，支垫为方块状，长1200mm，宽500mm，高度根据结构上浮高度进行确定；杉木支垫的平面位置示意图见图4。同时，为保障杉木支垫7后期的顺利取出，需在杉木支垫7两端各连接一根钢丝绳71；另外，为避免后期杉木支垫7取出过程中发生遗漏，需对每一根杉木支垫7进行编号记录。
杉木支垫7安装到位后，需要在顶板9上布置高程监测点位，每42m节段设置3处，每处左右各设置1个监测点位；在横向距离外侧墙1m,纵向距离变形缝1m处设置1处监测点位，施工缝位置设置1处。监测点位为打入顶板内的膨胀螺栓，监测点位布置完成后，测量人员将点位高程初始值进行采集，以便于后期对比，防止两侧发生不均匀下沉。
(24)对底板底部进行冲洗以进行全面清砂处理；
杉木支垫及高程监测点位布置完成后，通过高压水枪朝底板以下中粗砂进行冲洗，冲洗过程结构两侧应同时对称进行；为达到将冲出的中粗砂及时清除，基坑两侧同时设置吸砂坑10，每10m设置1个，吸砂坑尺寸为长500mm，宽500mm，深500mm，吸砂坑10内设置5.5kw吸沙泵进行抽排中粗砂；同时，过滤后的水循环利用，当无中粗砂冲出或人眼观察方式发现底板底无中粗砂时，可以停止清砂作业。在底板底清砂过程中，测量人员对顶板高程监测点位进行连续监测，防止结构两侧发生倾斜。
(3)往基坑内灌水，同时在明挖隧道结构的顶板上设置压重，并调整压重使明挖隧道结构处于临界悬浮状态，将支撑装置取出；
因顶板9标高不一致，为保障基坑3灌水后，明挖隧道结构1能同时处于临界悬浮状态，需对每段结构分别进行压重；对顶板9的压重采用砂袋的方式，并根据每袋砂袋装砂的平均重量及砂袋数量进行控制，压重过程应左右对称，同时压重应严格按照理论计算重量进行作业。考虑到压重计算前提属于理想状况，在实际操作过程中，需分级压重，在灌水前，先按照80％进行压重，然后根据灌水过程中连续监测结构上浮情况，分别进行压重调整；基坑灌水前，为方便控制水位高低情况，需在变形缝处设置水位监测点，监测点形式为标有刻度的水位观测标尺，并牢固的固定于结构两侧侧墙上；同时，水位观测标尺安装时，测量人员应将临界水位标高标识于侧墙上，以便水位观测标尺的精确安装；
在对底板8以下涌入的中粗砂进行处理过程中，可能存在对地基的扰动，同时地基长时间泡水后存在软化，需对底板8底部进行注浆处理，因结构高程复位后，注浆管很难伸入到底板底，需提前预留注浆管，注浆管分一次注浆管和二次注浆管；一次注浆管采用直径为1.5cm的镀锌钢管，每5m设置1道，结构两侧对称布置，镀锌钢管端头即为出浆口；二次注浆管同样采用直径为1.5cm的镀锌钢管，每2.5m设置1道，结构两侧对称布置，二次注浆管出浆口及端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管内，其中出浆口孔径为5mm，间距为500mm梅花型设置；
为防止变形缝钢边止水带在灌水处理过程中，发生撕裂，造成结构内外贯通，需对变形缝进行处理，处理措施如下：对外侧墙处变形缝的处理，将结构侧墙外侧变形缝接缝处凿开，再向缝内灌沥青膏；对底板处变形缝的处理，在结构内侧将底板变形缝接缝处凿开，再向缝内灌沥青膏；另外，为防止变形缝钢边止水带拉裂，还需提前采取应急措施，现场需提前准备沥青麻丝，并观察洞内变形缝情况，主要包括变形缝开口，错台情况、施工缝、有害裂纹；在变形缝处钢边止水带、沥青膏被水贯穿后，向缝内填塞沥青麻丝或棉絮，并将其堵住；
水位监测标尺、顶板压重等工作完成后，开始向基坑内灌水，灌水高度为水位监测标尺刻度为0的位置，也就是临界水位，灌水过程中，应派专人对水位进行观测，以便及时控制水位高度。同时，为避免压重及计算误差对临界水位的影响，对高程监测点位进行监测，以对实际临界水位进行验证，确保底板8底部杉木支垫7在无压状态下顺利取出。基坑灌水前，需对变形缝4情况进行检查，并对其采用沥青麻丝或棉絮进行临时堵塞，防止变形缝漏水，结构复位处理完成后，再将用于堵塞的沥青麻丝或棉絮取出；
(4)抽排基坑内的水，同时对顶板位置进行监测；
基坑水位达到临界悬浮状态后，开始对照杉木支垫记录表，对底板底杉木支垫依次对称拉出；拉出的方式采用外部倒链连接杉木支垫上的钢丝绳，并通过倒链将其拉出，拉出过程中，如若力量偏大仍无法拉出，应立即停止作业，通过减少顶板压重或提高水位的方式，缓慢尝试拉出，直至杉木支垫顺利取出；杉木支垫全部取出后，开始采用水泵对基坑内的水进行抽排，同时对顶板高程监测点位进行监测，以检查结构高程复位情况；
基坑抽排水过程中，要根据结构平面偏差情况进行纠偏，具体措施如下：在顶板上设置Φ20膨胀螺栓11，每42m设置左右各两根，具***置见图3；在膨胀螺栓11对应侧墙设置锚杆12，通过2t倒链13连接锚杆12与膨胀螺栓11；在基坑3灌水和取杉木支垫7后，通过倒链13调节，使明挖隧道结构1尽量恢复至平面位置；平面纠偏完成后，对上浮段结构断面进行复测，每5m复测一个断面；
(5)往明挖隧道结构的底板底注浆直至浆液溢到底板底以上标高；
注浆采用P.0 42.5普通硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，其水灰比0.5，浆体强度为M30。注浆为两次注浆，第一次为常压注浆，第二次为高压注浆，高压注浆的注浆压力为0.5-0.8MPa，第二次注浆时间为第一次注浆浆体初凝期；注浆时，水泥砂浆通过注浆管向底板底灌注，随着浆液的灌入，侧墙两侧基坑同样会溢入，待浆液溢到底板底以上标高时，即可停止注浆；注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完；注浆完成后，注浆管应尽量取出；
(6)对变形缝进行防水处理，具体施工方法如下：
将麻丝放入熔化后的沥青中，然后将沾满沥青的麻丝填充到变形缝中并填实；在变形缝两侧结构上喷涂一层非固化防水涂料，再在涂料上面铺设一层玻璃纤维布，然后再喷涂一层非固化防水涂料，再铺设一层玻璃纤维布，最后再喷涂一层非固化防水涂料。
如图2-图4所示，本发明提供了一种明挖隧道结构上浮后的复位处理***，包括设置在明挖隧道结构底部的注浆装置和支撑装置，设置在明挖隧道结构两侧的限位装置6，往明挖隧道结构的基坑内灌水的灌水装置、将基坑内的水抽排的抽水装置以及设置在明挖隧道结构顶部的纠偏装置。
如图2和图3所示，限位装置6包括设置在明挖隧道结构底部侧面的固定墩61以及设置在固定墩61与所述明挖隧道结构1之间的四氟板62，限位装置可以对明挖隧道结构两侧进行限位。如图4所示，支撑装置为设置在所述明挖隧道结构正下方的杉木支垫7。杉木支垫7设置在明挖隧道结构的底板8以下，并与底板8紧贴；杉木支垫7对称分布在明挖隧道结构1的两侧，每3m左右设置一道，杉木支垫7为方块状，长1200mm，宽500mm，高度根据结构上浮高度进行确定，设置杉木支垫7可以防止在后续清砂过程中明挖隧道结构发生倾斜。杉木支垫7上连接用于将杉木支垫拉出的钢丝绳71。
在明挖隧道结构两侧设置限位装置6，在底板8下方设置杉木支垫7后，就可以对明挖隧道结构的两侧和底板底部进行清砂处理，可以通过冲洗装置对基坑进行全面清砂。冲洗装置可以为高压水管，此为现有技术，此处不再赘述。为达到将冲出的中粗砂及时清除，基坑两侧同时设置吸砂坑10，每10m设置1个，吸砂坑尺寸为长500mm，宽500mm，深500mm，吸砂坑10内设置5.5kw吸沙泵进行抽排中粗砂；同时，过滤后的水循环利用，当无中粗砂冲出或人眼观察方式发现底板底无中粗砂时，可以停止清砂作业。
清砂处理后，通过灌水装置对基坑进行灌水，灌水装置可以为水泵。基坑灌水前，为方便控制水位高低情况，在明挖隧道结构的两侧侧墙上设置有标有刻度的水位观测标尺。灌水时为了防止明挖隧道结构上浮，在明挖隧道结构顶部设置压重装置，所述压重装置为砂袋。通过往基坑3内灌水，可以使明挖隧道结构1上浮，从而可以将杉木支垫7取出。在杉木支垫7全部取出后，可以采用水泵对基坑内3的水进行抽排，在抽排水的过程中，要根据结构平面偏差情况通过纠偏装置进行纠偏，所述纠偏装置包括膨胀螺栓11、锚杆12和将所述膨胀螺栓11和锚杆12连接的倒链13，所述膨胀螺栓11设置在明挖隧道结构的顶板9上，所述锚杆12设置在明挖隧道结构1的侧墙上。通过倒链13调节，使明挖隧道结构1尽量恢复至平面位置。
在将基坑内的水抽排完后，可以通过注浆装置往基坑内注浆，注浆装置包括一次注浆管和二次注浆管，所述一次注浆管为常压注浆管，所述二次注浆管为高压注浆管。注浆采用P.0 42.5普通硅酸盐水泥配制的水泥砂浆，其水灰比0.5，浆体强度为M30。注浆分为两次注浆，第一次采用常压注浆管进行常压注浆，第二次采用高压注浆管进行高压注浆，高压注浆的注浆压力为0.5-0.8MPa，第二次注浆时间为第一次注浆浆体初凝期；注浆时，水泥砂浆通过注浆管向底板底灌注，随着浆液的灌入，侧墙两侧基坑同样会溢入，待浆液溢到底板底以上标高时，即可停止注浆。
还包括对变形缝进行防水处理的防水装置，所述防水装置包括用于填充变形缝的沾满沥青的麻丝、设置在变形缝两侧的防水层，所述防水层包括至少一层非固化防水涂料层和至少一层玻璃纤维布层，所述防水涂料层和所述玻璃纤维布层交错层叠设置，防水层的底层为非固化防水涂料层。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)抽排基坑内积水；
(2)对明挖隧道结构周围的中粗砂进行挖除，具体包括：
(21)对明挖隧道结构两侧的中粗砂进行挖除；
(22)在变形缝和施工缝两端设置结构限位装置；
(23)在底板以下设置支撑装置；
(24)对底板底部进行冲洗以进行全面清砂处理；
(3)往基坑内灌水，同时在明挖隧道结构的顶板上设置压重，并调整压重使明挖隧道结构处于临界悬浮状态，将支撑装置取出；
(4)抽排基坑内的水，同时对顶板位置进行监测；
(5)往明挖隧道结构的底板底注浆直至浆液溢到底板底以上标高。
2.根据权利要求1所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其特征在于：所述步骤(2)还包括在顶板上布置高程监测点位的步骤。
3.根据权利要求1所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其特征在于：在所述步骤(3)前还包括在变形缝处设置水位观测标尺的步骤；和/或，在所述步骤(3)前还包括对底板底部进行注浆处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在抽排基坑内的水的同时还对明挖隧道结构进行纠偏使其恢复到平面位置。
5.根据权利要求1所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理方法，其特征在于：所述步骤(5)包括两次注浆，第一次注浆为常压注浆，第二次注浆为高压注浆，高压注浆的注浆压力为0.5-0.8MPa，第二次注浆时间为第一次注浆浆体初凝期。
6.一种明挖隧道结构上浮后的复位处理***，其特征在于：包括设置在明挖隧道结构底部的注浆装置和支撑装置，设置在明挖隧道结构两侧的限位装置，往明挖隧道结构的基坑内灌水的灌水装置、将基坑内的水抽排的抽水装置以及设置在明挖隧道结构顶部的纠偏装置；
通过支撑装置对明挖隧道结构进行支撑，以对明挖隧道结构两侧及底部进行清砂，通过灌水装置往基坑灌水使明挖隧道结构浮起以将支撑装置拿开，再通过抽水装置将水抽出，在抽水的同时通过纠偏装置防止明挖隧道结构倾斜，最后通过注浆装置往明挖隧道结构的底部注浆，从而对上浮的明挖隧道进行复位处理。
7.根据权利要求6所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理***，其特征在于：所述注浆装置包括一次注浆管和二次注浆管，所述一次注浆管为常压注浆管，所述二次注浆管为高压注浆管。
8.根据权利要求6所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理***，其特征在于：所述支撑装置为设置在所述明挖隧道结构正下方的杉木支垫。
9.根据权利要求6所述的明挖隧道结构上浮后的复位处理***，其特征在于：所述限位装置包括设置在明挖隧道结构底部侧面的固定墩以及设置在固定墩与所述明挖隧道结构之间的四氟板；和/或，所述纠偏装置包括膨胀螺栓、锚杆和将所述膨胀螺栓和锚杆连接的倒链，所述膨胀螺栓设置在明挖隧道结构上，所述锚杆设置在明挖隧道结构的侧墙上。
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