CN111365005A - 盾构隧道下穿高架桥基的加固结构及高架桥基的加固方法 - Google Patents
盾构隧道下穿高架桥基的加固结构及高架桥基的加固方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构及高架桥基的加固方法，该加固结构包括：供待施工盾构隧道穿设的泥浆固结体，包括埋设于相邻二高架桥梁桩基之间的多根双管旋喷桩，多根所述双管旋喷桩相互咬合固结形成所述泥浆固结体；以及围护桩墙，埋设于所述高架桥梁桩基和所述泥浆固结体之间，所述围护桩墙具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面面向所述高架桥梁桩基，所述第二侧面面向所述泥浆固结体。本发明解决了在粉质粘土等软弱复合地层中，隧道近距离的下穿既有高架桥易危及盾构机及既有高架桥的安全的问题。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构及高架桥基的加固方法。
背景技术
城市轨道交通建设经常会出现隧道近距离的下穿既有高架桥的施工案例。特别是在粉质黏土、粉土、淤泥质等软弱复合地层施工隧道时，隧道盾构机掘进期间隧道施工区属于对于高架桥的强影响区。上述地质层的压缩性极大、自稳性差，承载力不高，盾构机掘进过程中扰动土体，地层反应灵敏，压力向四周传导范围广且迅速，盾构机刀盘旋转切削时，地层很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态，造成盾构机栽头及对既有高架桥桩基横向作用力过大，危及盾构机及既有高架桥的安全。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构及高架桥基的加固方法，以解决在粉质粘土等软弱复合地层中，隧道近距离的下穿既有高架桥易危及盾构机及既有高架桥的安全的问题。
为实现上述目的，提供一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，包括：
供待施工盾构隧道穿设的泥浆固结体，包括埋设于相邻二高架桥梁桩基之间的多根双管旋喷桩，多根所述双管旋喷桩相互咬合固结形成所述泥浆固结体；以及
围护桩墙，埋设于所述高架桥梁桩基和所述泥浆固结体之间，所述围护桩墙具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面面向所述高架桥梁桩基，所述第二侧面面向所述泥浆固结体。
进一步的，所述围护桩墙沿所述盾构隧道的长度方向设置。
进一步的，所述围护墙的长度大于所述高架桥梁桩基的外径。
进一步的，所述围护桩墙包括连接在一起的多根注浆管桩，多根所述注浆管桩沿所述盾构隧道的长度方向成排设置。
进一步的，所述注浆管桩包括浆液和注浆管，所述注浆管开设有出浆孔，所述浆液灌注于所述注浆钢管，所述浆液经由所述出浆孔渗出所述注浆管的外部并与相邻的所述注浆管渗出的浆液咬合。
进一步的，多根所述双管旋喷桩呈梅花形排布。
进一步的，所述泥浆固结体呈棱柱形。
本发明提供一种高架桥基的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
于高架桥梁桩基和下穿相邻二所述高架桥梁桩基的待施工盾构隧道的施工工位之间埋设围护桩墙，所述围护桩墙具有相对的第一侧面和第二侧面，使得所述第一侧面面向所述高架桥梁桩基，所述第二侧面面向所述施工工位；
于所述施工工位埋设多根双管旋喷桩，多根所述双管旋喷桩相互咬合固结形成供所述待施工盾构隧道穿设的泥浆固结体。
进一步的，所述于高架桥梁桩基和下穿相邻二所述高架桥梁桩基的待施工盾构隧道的施工工位之间埋设围护桩墙的步骤包括：
于所述高架桥梁桩基和所述施工工位之间，沿所述盾构隧道的长度方向埋设多根注浆管桩，多根所述注浆管桩连接在一起形成所述围护桩墙。
本发明的有益效果在于，本发明的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，通过在高架桥梁桩基之间的隧道施工路线上设置泥浆固结体，后期通过盾构机掘进泥浆固结体于泥浆固结体中形成穿越隧道，利用泥浆固结体抵挡地层压力，依靠泥浆固结体来抵挡压力，进而避免压力在盾构机的挤压下，不规则的向四周扩散，扰动高架桥梁桩基从而避免了危险的发生，另一方面，若有泥浆固结体不能完全消除的地层扰动和地层应力，则通过泥浆固结体和高架桥梁桩基之间设置围护桩墙抵挡剩余的地层扰动和地层应力，避免地层扰动和压力对高架桥梁桩基的影响，从而确保高架桥的安全、零沉降。
附图说明
图1为本发明实施例的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构的结构示意图。
图2为本发明实施例的泥浆固结体的主视图。
图3为本发明实施例的泥浆固结体的俯视图。
图4至图6为本发明实施例的盾构隧道下穿高架桥基的加固方法的步骤示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
图1为本发明实施例的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构的结构示意图、图2为本发明实施例的泥浆固结体的主视图、图3为本发明实施例的泥浆固结体的俯视图、图4至图6为本发明实施例的盾构隧道下穿高架桥基的加固方法的步骤示意图。
参照图1至图6所示，本发明提供了一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，包括：泥浆固结体1和围护桩墙2。
具体的，泥浆固结体1包括多根双管旋喷桩11。多根双管旋喷桩11埋设于相邻二高架桥梁桩基31之间。多根双管旋喷桩11相互咬合固结形成泥浆固结体1。后期盾构隧道掘进时，盾构机5沿隧道的中轴线开挖泥浆固结体1，施工的隧道穿设于泥浆固结体。
围护桩墙2埋设于高架桥梁桩基31和泥浆固结体1之间。围护桩墙2具有相对的第一侧面和第二侧面。围护桩墙2的第一侧面面向高架桥梁桩基31，围护桩墙2的第二侧面面向泥浆固结体1。
本发明的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，通过在高架桥梁桩基之间的隧道施工路线上设置泥浆固结体，后期通过盾构机掘进泥浆固结体于泥浆固结体中形成穿越隧道，利用泥浆固结体抵挡地层压力，依靠泥浆固结体来抵挡压力(周边土体压力、地下水承压压力、地面建筑物的压力、地面交通的压力)，进而避免压力在盾构机的挤压下，不规则的向四周扩散，扰动高架桥梁桩基从而避免了危险的发生，另一方面，若有泥浆固结体不能完全消除的地层扰动和地层应力，则通过泥浆固结体和高架桥梁桩基之间设置围护桩墙抵挡剩余的地层扰动和地层应力，避免地层扰动和压力对高架桥梁桩基的影响，从而确保高架桥的安全、零沉降。
在本实施例中，泥浆固结体1呈棱柱形。泥浆固结体与盾构隧道4同轴设置。
多根双管旋喷桩11呈梅花形排布。
双管旋喷桩11的桩径为600mm，桩间距1.1m×1.1m的梅花形布置，加固平面范围为盾构隧道的轴线两侧各5m，加固深度为盾构隧道的隧顶以上3m至隧底以下4m。
双管旋喷桩：
(1)注浆采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥，水灰比0.8：1～1.5:1，注浆压力应不小于20Mpa；
(2)旋喷管提升速度：10cm/min～25cm/min，旋转速：10r/min～20r/min；
(3)双管旋喷桩的施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数，试桩根数不少于3根。
(4)施工完毕后，应对桩体进行取芯检验，无侧限抗压强度为不小于0.8MPa，同时加固效果应均匀。
上述为双管旋喷桩是由压缩空气提供压力，水泥浆为介质，施工的时候，旋喷桩机上下来回提升，同时旋转，在压力和介质的共同作用下，形成直径600mm的桩(桩的直径大小根据机械型号的不同而不同)，一根桩施工完成后，紧接着施工下一根旋喷桩，桩间距设为1.1米，在下一根双管旋喷桩施工的时，与上一根双管旋喷桩形成有咬合的桩(桩径600mm，间距1.1m，咬合10cm)，以此类推下去，就在相邻高架桥梁桩基之间的盾构隧道的施工工位A形成了一个实心的泥浆固结体，以及实心的泥浆固结体可以挡住盾构机通过泥浆固结体时候的应力对地层的扰动。
本实施例中的泥浆固结体是水泥浆和周边土体的混合体，并不是一根根完完整整的纯水泥浆液桩，强度要比水泥浆液小，但是比周边土体自身的强度又大。由于泥浆固结体的强度相对于纯水泥体要低，所以盾构机掘进不受影响。但是在盾构机穿越泥浆固结体的过程中，又因为泥浆固结体对比土体本身强度又提高了，所以可比土体本身挡住更多的地层压力。同时，辅助了围护桩墙，就完全挡住了地层应力。
在本实施例中，泥浆固结体的作用不仅仅是承重，因为盾构机穿越泥浆固结体是动态的，一方面是要安全的穿越过去，另一方面是要减小对周边环境的影响，既能挡住地层压力，又能快速的穿越过去。
本发明的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构的施工速度快，造价低，一小块地方就够了，适用于穿越超近距离高架桥、铁路桥等此类施工。
在本实施例中，围护桩墙2沿盾构隧道4的长度方向设置。围护墙的长度大于高架桥梁桩基31的外径。
具体的，围护桩墙2包括连接在一起的多根注浆管桩。多根注浆管桩沿盾构隧道4的长度方向成排设置。
注浆管桩包括浆液和注浆管211。注浆管211开设有出浆孔。浆液灌注于注浆钢管。浆液经由所述出浆孔渗出注浆管211的外部并与相邻的注浆管211渗出的浆液咬合。
本发明提供一种高架桥基的加固方法，包括以下步骤：
S1：于高架桥梁桩基31和下穿相邻二高架桥梁桩基31的待施工盾构隧道4的施工工位A之间埋设围护桩墙2，围护桩墙2具有相对的第一侧面和第二侧面，使得第一侧面面向高架桥梁桩基31，第二侧面面向施工工位A。
具体的，步骤S1包括：
于高架桥梁桩基31和施工工位A之间，沿盾构隧道4的长度方向埋设多根注浆管桩，多根注浆管桩连接在一起形成围护桩墙2。
参阅图4所示，于高架桥梁桩基31和施工工位A之间的土体中，将多根注浆管打入。多根注浆管成排设置。
参阅图5所示，于注浆管中注入水泥浆液，水泥浆液经由出浆孔渗出出浆孔渗出注浆管的外部并与相邻的注浆管渗出的水泥浆液连接固结成围护桩墙。
S2：于施工工位A埋设多根双管旋喷桩11，多根双管旋喷桩11相互咬合固结形成供待施工盾构隧道4穿设的泥浆固结体。
后期，在盾构机掘进过程中，盾构机穿越泥浆固结体，泥浆固结体和围护桩墙共同抵挡压力、协同作用确保高架桥梁桩基和地面交通的安全。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
Claims (9)
1.一种盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，包括：
供待施工盾构隧道穿设的泥浆固结体，包括埋设于相邻二高架桥梁桩基之间的多根双管旋喷桩，多根所述双管旋喷桩相互咬合固结形成所述泥浆固结体；以及
围护桩墙，埋设于所述高架桥梁桩基和所述泥浆固结体之间，所述围护桩墙具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面面向所述高架桥梁桩基，所述第二侧面面向所述泥浆固结体。
2.根据权利要求1所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，所述围护桩墙沿所述盾构隧道的长度方向设置。
3.根据权利要求2所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，所述围护墙的长度大于所述高架桥梁桩基的外径。
4.根据权利要求1所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，所述围护桩墙包括连接在一起的多根注浆管桩，多根所述注浆管桩沿所述盾构隧道的长度方向成排设置。
5.根据权利要求2所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，所述注浆管桩包括浆液和注浆管，所述注浆管开设有出浆孔，所述浆液灌注于所述注浆钢管，所述浆液经由所述出浆孔渗出所述注浆管的外部并与相邻的所述注浆管渗出的浆液咬合。
6.根据权利要求1所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，多根所述双管旋喷桩呈梅花形排布。
7.根据权利要求1所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构，其特征在于，所述泥浆固结体呈棱柱形。
8.一种如权利要求1～7中的任意一项所述的盾构隧道下穿高架桥基的加固结构的高架桥基的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
于高架桥梁桩基和下穿相邻二所述高架桥梁桩基的待施工盾构隧道的施工工位之间埋设围护桩墙，所述围护桩墙具有相对的第一侧面和第二侧面，使得所述第一侧面面向所述高架桥梁桩基，所述第二侧面面向所述施工工位；
于所述施工工位埋设多根双管旋喷桩，多根所述双管旋喷桩相互咬合固结形成供所述待施工盾构隧道穿设的泥浆固结体。
9.根据权利要求8所述的加固方法，其特征在于，所述于高架桥梁桩基和下穿相邻二所述高架桥梁桩基的待施工盾构隧道的施工工位之间埋设围护桩墙的步骤包括：
于所述高架桥梁桩基和所述施工工位之间，沿所述盾构隧道的长度方向埋设多根注浆管桩，多根所述注浆管桩连接在一起形成所述围护桩墙。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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