本發(fā)明涉及盾構(gòu)法，具體為富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市人口規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市的交通壓力急劇增大，城市地面交通難以承受巨大的交通壓力，因此許多大型城市開始建設(shè)地下交通網(wǎng)絡(luò)，地下交通也成為城市交通網(wǎng)的重要一環(huán)，地鐵隧道、地下公路隧道建設(shè)越來越多；在城市內(nèi)部開挖隧道時(shí)，要求對周圍土體的擾動(dòng)較小以及盡量不影響城市地面的交通運(yùn)行，所以城市內(nèi)隧道開挖通常采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工在富水卵石地層中進(jìn)行超淺埋隧道的掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，會面臨一系列復(fù)雜而嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是管片上浮問題，由于富水卵石地層的特殊性質(zhì)，其中的水體含量豐富，且卵石分布密集，使得掘進(jìn)過程中的力學(xué)環(huán)境極為復(fù)雜，當(dāng)隧道掘進(jìn)至這一地層時(shí)，管片往往會受到來自周圍漿液的浮力作用，這種浮力，由于在富水卵石地層中漿液的密度和分布特性，往往大于管片在飽和土中所受的浮力。

2、管片上浮帶來的后果是多方面的且相當(dāng)嚴(yán)重，首先，浮力作用下的管片會發(fā)生位移，導(dǎo)致管片之間的間隙增大，這些增大的間隙成為了地下水滲透的通道，從而引發(fā)滲水、漏水問題，在極端情況下，管片間隙甚至可能出現(xiàn)涌水、涌砂的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3、此外，隧道掘進(jìn)過程中的上浮還會改變隧道的軸線，使其向上偏離設(shè)計(jì)位置，這種偏離不僅會影響后續(xù)管片的拼裝精度，導(dǎo)致工程質(zhì)量下降，還可能對隧道的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命產(chǎn)生不利影響，拼裝精度的下降意味著管片之間的連接可能不夠緊密，進(jìn)一步加劇了滲水、漏水問題的風(fēng)險(xiǎn)。

4、更為嚴(yán)重的是，掘進(jìn)過程中的覆土擊穿和管片上浮問題可能引發(fā)環(huán)境污染。一旦覆土被擊穿，開挖過程中使用的泥漿就有可能泄漏到外部環(huán)境中，如富春江等水體。泥漿中含有大量的有害物質(zhì)和污染物，一旦進(jìn)入水體將對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞和污染。

5、因此，迫切需要富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，具備引入同步雙液注漿技術(shù)、引入盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)和引入防上浮組件的優(yōu)點(diǎn)，解決了上述背景技術(shù)提出的問題。

2、為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其方法包括如下步驟。

3、s1：盾構(gòu)機(jī)發(fā)動(dòng)后，同步雙液注漿技術(shù)對原有的盾構(gòu)注漿系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在原有的技術(shù)上額外增加b液注漿系統(tǒng)，此時(shí)注漿管道變?yōu)殡p液注漿管，在混合漿液中添加快速凝膠，提高漿液質(zhì)量的同時(shí)也加快凝膠速度，使得管片一和管片二脫離盾尾殼體后能夠快速被固定，同步雙液注漿技術(shù)能夠有效控制管片的安裝姿態(tài)，抑制管片一和管片二發(fā)生上浮的情況，有效減少管片間隙開裂發(fā)生滲水情況。

4、s2：注漿系統(tǒng)采用8個(gè)注漿孔同步注漿，在注漿孔設(shè)置壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)注漿情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，同步注漿讓管片一和管片二外側(cè)因?yàn)殚_挖流失土體的區(qū)域等到漿液的填充，隧道掘進(jìn)區(qū)域的地層沉降能夠得到控制，在局部區(qū)域，管片一和管片二外側(cè)漿液分布較差，漿液稀釋流失的情況，此時(shí)需要進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)注漿。

5、s3：采用vmt隧道自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)外加人工測量輔助的盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)，能夠全天候顯示盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際位置以及與預(yù)先設(shè)計(jì)隧道軸線的偏差，預(yù)測掘進(jìn)趨勢，人工測量每周至少進(jìn)行兩次，對自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行校核，確保盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)穩(wěn)定正常。

6、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述步驟s1中，b液由水泥、速凝劑、減水劑、膨脹劑、聚合物乳液、粉煤灰和水組成，所述水泥、速凝劑、減水劑、膨脹劑、聚合物乳液、粉煤灰和水的比例為：50：2∶1∶10∶1∶20：16。

7、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述步驟s2中，在特殊地段在施工過程中采用地表沉降信息實(shí)時(shí)監(jiān)測外加管片側(cè)超聲波探測的方法，來判斷隧道該地段進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)注漿的需要。

8、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，防上浮組件設(shè)置于隧道內(nèi)腔，防上浮組件包含有管片組件，所述管片組件包含有兩個(gè)兩個(gè)管片一和兩個(gè)管片二，兩個(gè)管片一和兩個(gè)管片二相對的一側(cè)共同設(shè)置有加強(qiáng)塊，所述管片一和管片二的頂部共同設(shè)置有鋼板，所述鋼板的頂部貫穿設(shè)置有六個(gè)螺栓一，六個(gè)螺栓一的底端分別貫穿至管片一和管片二的內(nèi)腔，所述螺栓一頂部的兩側(cè)均設(shè)置有安裝板，所述安裝板的頂部貫穿設(shè)置有兩個(gè)螺栓二，左側(cè)的所述螺栓二的底端貫穿至管片一的內(nèi)腔，右側(cè)的所述螺栓二的底部貫穿至管片二的內(nèi)腔。

9、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述管片一和管片二的兩側(cè)分別設(shè)置有凸塊和凹槽，所述管片一和管片二通過凸塊和凹槽配合使用。

10、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述安裝板的頂部開設(shè)有與螺栓二相適配的放置孔。

11、進(jìn)一步的，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述加強(qiáng)板的底部固定連接有加強(qiáng)板，所述鋼板的頂部開設(shè)有與加強(qiáng)板相適配的加強(qiáng)槽。

12、本發(fā)明中，防上浮組件的使用方法包括如下步驟：

13、步驟一：在凸塊和凹槽的作用下，將管片一和管片二進(jìn)行密封連接，接著在管片一和管片二之間布置了預(yù)埋鋼板，利用螺栓一通過鋼板旋轉(zhuǎn)至管片一和管片二的內(nèi)腔中，將管片一和管片二連接起來。

14、步驟二：在兩個(gè)管片一和兩個(gè)管片二之間設(shè)置了加強(qiáng)塊，用于減少管片一和管片二由壓力產(chǎn)生的豎向分離，同時(shí)提高管片之間的密封性，接著利用安裝板和螺栓二，使得兩個(gè)管片一和兩個(gè)管片二之間連接成一個(gè)整體，采用預(yù)埋鋼板加螺栓連接的方法能夠有效保證隧道管片的剛度對隧道上浮向上偏移軸線的問題起到了抑制作用。

15、有益效果，本申請的技術(shù)方案具備如下技術(shù)效果：本發(fā)明通過具備引入同步雙液注漿技術(shù)、引入盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)和引入防上浮組件的優(yōu)點(diǎn)。

16、設(shè)置了一種同步雙液注漿技術(shù)，提高掘進(jìn)效率的同時(shí)抑制管片發(fā)生上浮的情況，有效減少管片間隙開裂發(fā)生滲水的情況，同步注漿的快速凝固特性能夠讓管片外側(cè)因?yàn)殚_挖流失土體的區(qū)域得到漿液的填充，隧道掘進(jìn)區(qū)域的地層沉降能夠得到控制。

17、設(shè)置了一種基于vmt隧道自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)外加人工測量輔助的盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)機(jī)實(shí)際位置和掘進(jìn)姿態(tài)的全天監(jiān)測，掘進(jìn)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)能夠及時(shí)糾偏。外加人工測量來對自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)校核，以確保盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)穩(wěn)定正常。

18、引入了防上浮組件，能夠有效保證隧道管片環(huán)的剛度，對于隧道上浮向上偏離軸線的問題起到抑制作用，確保盾構(gòu)掘進(jìn)過程中隧道安全性和穩(wěn)定性。

19、應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。

技術(shù)特征：

1.富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：其方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：所述步驟s1中，b液由水泥、速凝劑、減水劑、膨脹劑、聚合物乳液、粉煤灰和水組成，所述水泥、速凝劑、減水劑、膨脹劑、聚合物乳液、粉煤灰和水的比例為：50：2：1：10：1：20：16。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：所述步驟s2中，在特殊地段在施工過程中采用地表沉降信息實(shí)時(shí)監(jiān)測外加管片側(cè)超聲波探測的方法，來判斷隧道該地段進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)注漿的需要。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：防上浮組件設(shè)置于隧道內(nèi)腔，防上浮組件包含有管片組件(1)，所述管片組件(1)包含有兩個(gè)兩個(gè)管片一(101)和兩個(gè)管片二(102)，兩個(gè)管片一(101)和兩個(gè)管片二(102)相對的一側(cè)共同設(shè)置有加強(qiáng)塊(3)，所述管片一(101)和管片二(102)的頂部共同設(shè)置有鋼板(4)，所述鋼板(4)的頂部貫穿設(shè)置有六個(gè)螺栓一(5)，六個(gè)螺栓一(5)的底端分別貫穿至管片一(101)和管片二(102)的內(nèi)腔，所述螺栓一(5)頂部的兩側(cè)均設(shè)置有安裝板(6)，所述安裝板(6)的頂部貫穿設(shè)置有兩個(gè)螺栓二(7)，左側(cè)的所述螺栓二(7)的底端貫穿至管片一(101)的內(nèi)腔，右側(cè)的所述螺栓二(7)的底部貫穿至管片二(102)的內(nèi)腔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：所述管片一(101)和管片二(102)的兩側(cè)分別設(shè)置有凸塊(8)和凹槽(9)，所述管片一(101)和管片二(102)通過凸塊(8)和凹槽(9)配合使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：所述安裝板(6)的頂部開設(shè)有與螺栓二(7)相適配的放置孔(10)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：所述加強(qiáng)板(11)的底部固定連接有加強(qiáng)板(11)，所述鋼板(4)的頂部開設(shè)有與加強(qiáng)板(11)相適配的加強(qiáng)槽(12)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7所述的富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其特征在于：防上浮組件的使用方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及盾構(gòu)法技術(shù)領(lǐng)域，尤其為富水卵石地層超淺覆土盾構(gòu)隧道施工方法，其方法包括如下步驟：盾構(gòu)機(jī)發(fā)動(dòng)后，同步雙液注漿技術(shù)對原有的盾構(gòu)注漿系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在原有的技術(shù)上額外增加B液注漿系統(tǒng)，此時(shí)注漿管道變?yōu)殡p液注漿管，在混合漿液中添加快速凝膠，提高漿液質(zhì)量的同時(shí)也加快凝膠速度。本發(fā)明通過具備引入同步雙液注漿技術(shù)、引入盾構(gòu)姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)和引入防上浮組件的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)置了一種同步雙液注漿技術(shù)，提高掘進(jìn)效率的同時(shí)抑制管片發(fā)生上浮的情況，有效減少管片間隙開裂發(fā)生滲水的情況，同步注漿的快速凝固特性能夠讓管片外側(cè)因?yàn)殚_挖流失土體的區(qū)域得到漿液的填充，隧道掘進(jìn)區(qū)域的地層沉降能夠得到控制。

技術(shù)研發(fā)人員：汪青杰,張延年
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽促晉科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15