CN202866826U

CN202866826U - 盾构法隧道工作井外端头地层加固结构

Info

Publication number: CN202866826U
Application number: CN 201220550101
Authority: CN
Inventors: 林刚; 郭俊; 罗世培; 宋同伟; 牟锐; 李学军; 周明亮; 苟明中; 陶星
Original assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Current assignee: China Railway Eryuan Engineering Group Co Ltd CREEC
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-10-25

Abstract

盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，不但能满足盾构法隧道盾构机在砂卵石地层中始发、到达工作时对地层加固效果的要求，也能保证如在粘土、沙土、黄土和风化岩等其他地层中盾构机始发、到达工作时对地层加固效果的要求。它包括已开挖至工作平台的盾构隧道工作井，以及施作于井壁的端头井围护结构，所述端头井围护结构外侧在盾构隧道洞门结构位置施作混凝土导向墙，混凝土导向墙内呈弧形环向间隔埋设导向管，沿导向管向地层打入钢管管棚，通过钢管管棚注浆孔向地层注入水泥浆液在盾构隧道拱部外形成加固层结构。

Description

盾构法隧道工作井外端头地层加固结构

技术领域

本实用新型涉及隧道工程，特别涉及一种采用盾构法施工的隧道工作井外端头地层加固结构。

背景技术

盾构机的始发、到达工作为盾构法隧道施工过程中的关键环节。由于绝大多情况下地铁盾构隧道覆土较小，盾构机的始发和到达工作所涉及地层为强度低、含水量及渗透系数均较高的较软弱地层，为保证施工安全，盾构机在始发、到达工作井前需对其通过的地层进行加固。目前国内外普遍的做法为：在盾构机始发或到达工作井前，采用深层搅拌、高压旋喷、注浆或冻结法等手段对盾构通过一定空间范围的地层土体进行预加固处理，通常是平面及立面外边界均取“盾构隧道轮廓外3～5m”，隧道轴线方向外边界取“盾构主机长度加1～3m”进行预加固，盾构机在始发、到达工作时，视地层加固效果再辅以地层降水等措施。

对于粘土、沙土、黄土和风化岩等地层，采用上述一种或几种措施，基本能保证将地层强度、渗透系数等指标改良到一定范围值，从而保证盾构机在始发、到达工作时的安全；但对于砂卵石地层，由于其特殊的组成和结构特征，采用深层搅拌、高压旋喷、注浆和冻结法等加固措施在改善地层强度、渗透系数等方面的效果均不理想，很难保证盾构机在始发、到达工作时的安全，尤其当隧道上方存在较多建构筑物时，甚至会发生盾构机在始发、到达工作过程中，隧道上方出现坍塌甚至危及周边环境安全等重大工程事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，不但能满足盾构法隧道盾构机在砂卵石地层中始发、到达工作时对地层加固效果的要求，也能保证如在粘土、沙土、黄土和风化岩等其他地层中盾构机始发、到达工作时对地层加固效果的要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，包括已开挖至工作平台的盾构隧道工作井，以及施作于井壁的端头井围护结构，其特征是：所述端头井围护结构外侧在盾构隧道洞门结构位置施作混凝土导向墙，混凝土导向墙内呈弧形环向间隔埋设导向管，沿导向管向地层打入钢管管棚，通过钢管管棚注浆孔向地层注入水泥浆液在盾构隧道拱部外形成加固层结构。

本实用新型的有益效果是，在保证工作井围护结构本身使用功能要求和不影响工作井主体结构布置及防水的前提下，能构满足，盾构法隧道盾构机始发、到达工作时，常规地层加固措施较难达到加固效果的砂卵石地层对地层加固效果的要求，同时该加固措施也适用于粘土、沙土、黄土及风化岩等常规地层的盾构工作井外端头地层的加固。

附图说明

本说明书包括如下4幅附图：

图1是本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构的平面示意图；

图2是本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构的纵断面示意图；

图3是本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构的立面示意图；

图4是本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构中钢管管棚展开示意图；

图中示出构件、部位名称及所对应的标记：盾构隧道工作井A、工作平台B、工作井围护结构11、工作井主体结构12、导向管13、管棚14、注浆孔14a、导向墙15、盾构隧道洞门结构16、盾构隧道17。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本盾构法隧道工作井外端头地层加固措施的施做时机选择在盾构隧道工作井围护结构11施工结束、工作井主体结构12未施工前。

参照图1、图2和图3，本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，包括已开挖至工作平台B的盾构隧道工作井A，以及施作于井壁的端头井围护结构11。所述端头井围护结构11外侧在盾构隧道洞门结构16位置施作混凝土导向墙15，混凝土导向墙15内呈弧形环向间隔埋设导向管13，沿导向管13向地层打入钢管管棚14，通过钢管管棚14注浆孔14a向地层注入水泥浆液在盾构隧道17拱部外形成加固层结构。在保证工作井围护结构11功能要求和不影响工作井主体结构12布置及防水的前提下，能够保证常规措施条件下较难达到加固效果要求的砂卵石地层的加固效果，保证盾构法隧道盾构机始发、到达工作时的安全。同时该加固措施也适用于粘土、沙土、黄土及风化岩等常规地层的盾构工作井外端头地层的加固。

本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构的施工工序、技术措施和相关要求如下：

1、在工作井围护结构11外侧，盾构隧道洞门结构16位置施作预埋了导向管13的导向墙15。通常，导向墙15为高1.5～2.0m、厚0.8～1.2m的环型混凝土结构，导向管13的前端向外伸出导向墙15外壁0.2～0.3m，与盾构隧道17的夹角为2～3°，环形角为120～150°；

2、在盾构工作井A中通过导向管13的定位功能施作管棚14。通常，管棚14为外直径108～123mm、壁厚6mm的钢管，呈弧形布置，通常单根总长度为盾构机主机长度+2～3m（通长，或者为通过连接套管连接的接长），间距0.3～0.5m。参照图4，管棚14施工前，需在管身上加工直径8～12mm、间距150～250mm、呈梅花形布置的注浆孔14a；

3、通过管棚14的注浆孔14a向地层注入水泥浆液。浆液比例及施工压力根据现场实际情况选用，初次施工，建议浆液比例“水泥:水＝1:1”、注浆压力0.3～0.4MPa；若盾构隧道17上方较大范围内分布有砂层，则需采用袖阀管等地面注浆方式对管棚上方含砂层的地层进行预加固；

4、凿除工作井主体结构12空间范围内的导向墙15、导向管13和管棚14；

5、盾构机始发、到达工作前1～2周提前对管棚14加固范围内的地层进行降水，降水需达到该范围地层地下水水位至少低于盾构隧道17底部0.5m的基本要求。

以上所述只是用图解说明本实用新型盾构法隧道工作井外端头地层加固结构的基本原理和做法，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体做法和参数范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims

1.盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，包括已开挖至工作平台（B）的盾构隧道工作井（A），以及施作于井壁的端头井围护结构（11），其特征是：所述端头井围护结构（11）外侧在盾构隧道洞门结构（16）位置施作混凝土导向墙（15），混凝土导向墙（15）内呈弧形环向间隔埋设导向管（13），沿导向管（13）向地层打入钢管管棚（14），通过钢管管棚（14）注浆孔（14a）向地层注入水泥浆液在盾构隧道（17）拱部外形成加固层结构。

2.如权利要求1所述的盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，其特征是：所述导向管（13）的前端向外伸出导向墙（15）外壁0.2～0.3m，与盾构隧道（17）的夹角为2～3°，环形角为120～150°。

3.如权利要求1所述的盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，其特征是：所述管棚（14）呈弧形布置，单根总长度为盾构机长度+2～3m，间距0.3～0.5m。

4.如权利要求1所述的盾构法隧道工作井外端头地层加固结构，其特征是：所述管棚注浆孔（14a）在管棚（14）管身上呈梅花型布设，其直径为8～12mm，纵向间距为150～250mm。