一種環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種隧道工程技術領域，尤其是涉及一種環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法。
【背景技術】
[0002]伴隨著城市地面空間開發的逐漸完善與飽和，我國政府在構建資源節約型、環境友好型社會的背景下，越來越多地將著眼點放到了地下空間的開發利用上。由于地下空間的開發具有高成本、高風險以及不可逆性，如何運用先進的科學技術與施工設備合理地對地下空間進行開發利用成為了解決該問題的關鍵所在。
[0003]環形盾構或環形頂管技術是一種異于常規盾構或頂管法的施工技術，其主要施工特點為先開挖一次襯砌所在環形斷面內的土體，并施作一次襯砌，待隧道貫通之后再對一次襯砌內部土體進行整體開挖，并施作二次襯砌。其主要優點在于隧道形狀和尺寸在理論上不受任何限制。
[0004]目前常規盾構或頂管始發及到達的洞門加固方法主要是對洞門后土體一定范圍內進行注漿或者圍護粧式加固，旨在增強土體強度保證進出洞時開挖面穩定以及起到止水作用。但環形盾構或環形頂管施工時由于是環形斷面開挖，并非全斷面開挖，故上述問題可以得到比較好的解決，但環形洞門止水鋼圈內部的洞門圍護墻結構由于缺乏四周支護，隧道內部土體缺乏支撐，都存在整體向工作井內坍塌的危險，這將是一個亟待解決的問題。

【發明內容】

[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡單易行、安全可靠的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]一種環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，包括以下步驟:
[0008]I)在始發井、接收井洞門圍護墻上施作洞門止水鋼圈，該洞門止水鋼圈設有兩層，其設置位置對應于環形盾構機或環形頂管機殼體的內外兩側；
[0009]2)在內側洞門止水鋼圈范圍內施作水平加固錨桿，并與圍護墻連接；
[0010]3)環形盾構或環形頂管始發前，判斷兩層洞門止水鋼圈間的混凝土保護層內是否存在鋼筋，若是，則返回步驟1)，重新施作洞門止水鋼圈，若否，則執行步驟4);
[0011 ] 4)環形盾構或環形頂管始發時，環形盾構機或環形頂管機推進至刀盤與洞門圍護墻接觸，刀盤破除環形區域內的混凝土，完成始發操作；
[0012]5)環形盾構機或環形頂管機掘進至接收井，刀盤破除圍護墻，形成一次襯砌；
[0013]6)隧道貫通后，鑿除洞門止水鋼圈外部的圍護墻，對隧道內土體進行降水，拔除水平加固錨桿，開挖剩余土體。
[0014]所述水平加固錨桿設置多個，多個水平加固錨桿平行設置。
[0015]該方法還包括:
[0016]對于短距離地下通道掘進，可將始發井和接收井內的水平加固錨桿進行對拉連接，提高錨桿對洞門的約束效果。
[0017]可只在始發井內洞門止水鋼圈范圍內施作水平加固錨桿，接收井洞門采用常規方法進行加固。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0019](I)本發明利用錨桿這一加固方式替代傳統的注漿或圍護粧式的洞門加固方法，既能起到防水和加固土體作用，又能增加土體與洞門圍護結構的連接性，避免洞門圍護結構由于缺乏約束造成整體傾覆，同時易于拔除，解決了環形盾構或環形頂管這一新的施工工藝所帶來的新問題。
[0020](2)本方法簡單易操作，造價低廉，而且錨桿可以重復使用，具有較高的經濟性和推廣價值。
【附圖說明】
[0021]圖1為洞門加固方法剖面示意圖
[0022]圖2為環形盾構或環形頂管機始發頂推到圍護結構時示意圖；
[0023]圖3為環形盾構或環形頂管機破除洞門始發推進的示意圖；
[0024]圖4為環形盾構或環形頂管機到達頂推到接收井維護結構時示意圖；
[0025]圖5為環形盾構或環形頂管機破除洞門到達接收井示意圖；
[0026]圖6為隧道貫通后逐步鑿除洞門，對內部土體進行降水并拔除錨桿示意圖。
[0027]圖中:1_刀盤，2-殼體，3-環形襯砌，4-注漿孔，5-預開挖隧道，6-水平加固錨桿，7-圍護墻，8-洞門止水鋼圈，9-始發或接收托架，10-工作井底板，11-接收井底板。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0029]如圖1-圖6所示為本發明環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法的具體示意圖，圖1中，沿洞門位置施作洞門止水鋼圈8，在內側鋼圈范圍內施作水平加固錨桿6 ;圖2中，環形盾構或環形頂管始發時，環形盾構或環形頂管推進至刀盤I與洞門圍護墻7接觸；圖3中，刀盤I破除環形斷面內的混凝土，環形盾構或環形頂管完成始發推進；圖4中，環形盾構或環形頂管完成隧道掘進，到達接收井圍護墻7 ;圖5中，刀盤I破除環形斷面內的混凝土，環形盾構或環形頂管到達接收井；圖6中，隧道貫通后，逐步鑿除止水鋼圈8外部洞門圍護墻7，對隧道內部土體進行降水，拔除錨桿6，開挖剩余土體。
[0030]本實施例提供的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法具體包括以下步驟:
[0031]I)采用常規方法施作始發井(工作井)、接收井和相應的圍護墻7結構，圍護墻7施工時，沿洞門位置施作洞門止水鋼圈8 ;
[0032]2)洞門止水鋼圈8設有兩層，其設置位置對應于環形盾構機或環形頂管機殼體2的內外兩側；
[0033]3)圍護墻7施工結束后，在洞門止水鋼圈8內側鋼圈范圍內施作水平加固錨桿6，多個水平加固錨桿6平行設置，并與圍護墻7形成可靠連接，如圖1所示；
[0034]水平加固錨桿可在始發井和接收井的內側洞門止水鋼圈范圍內同時施作，并將始發井和接收井內的水平加固錨桿進行連接對拉，提高錨桿對洞門的約束效果；也可根據具體工程的特點，只在始發井內設置水平加固錨桿，接收井內的洞門可采用現有洞門加固方法進行加固。
[0035]4)始發井和接收井內分別安裝始發或接收托架9，吊裝環形盾構機或環形頂管機；
[0036]5)環形盾構或環形頂管始發前，檢測洞門止水鋼圈8間的混凝土保護層內是否存在鋼筋，若是，則返回步驟I)，重新施作洞門止水鋼圈8，若否，則執行步驟6);
[0037]6)環形盾構或環形頂管始發時，環形盾構或環形頂管推進至刀盤I與洞門圍護墻7接觸，如圖2所示；
[0038]7)刀盤I破除環形斷面內的混凝土，環形盾構或環形頂管完成始發推進，如圖3所示;
[0039]8)環形盾構或環形頂管掘進時，觸變泥漿從后部環形襯砌3內外表面的注漿孔4注入環形襯砌3與土體之間的縫隙；
[0040]9)環形盾構或環形頂管掘進至接收井圍護墻7，如圖4所示；
[0041]10)刀盤I破除環形斷面內的混凝土，環形盾構或環形頂管到達接收井，如圖5所示;
[0042]11)隧道貫通后，逐步鑿除止水鋼圈8外部的洞門圍護墻7，對隧道內部土體進行降水，拔除水平加固錨桿6，開挖剩余土體，如圖6所示。
【主權項】
1.一種環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在始發井、接收井洞門圍護墻上施作洞門止水鋼圈，該洞門止水鋼圈設有兩層，其設置位置對應于環形盾構機或環形頂管機殼體的內外兩側； 2)在內側洞門止水鋼圈范圍內施作水平加固錨桿，并與圍護墻連接； 3)環形盾構或環形頂管始發前，判斷兩層洞門止水鋼圈間的混凝土保護層內是否存在鋼筋，若是，則返回步驟1)，重新施作洞門止水鋼圈，若否，則執行步驟4); 4)環形盾構或環形頂管始發時，環形盾構機或環形頂管機推進至刀盤與洞門圍護墻接觸，刀盤破除環形區域內的混凝土，完成始發操作； 5)環形盾構機或環形頂管機掘進至接收井，刀盤破除圍護墻，形成一次襯砌； 6)隧道貫通后，鑿除洞門止水鋼圈外部的圍護墻，對隧道內土體進行降水，拔除水平加固錨桿，開挖剩余土體。
2.根據權利要求1所述的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，其特征在于，所述水平加固錨桿設置多個，多個水平加固錨桿平行設置。
3.根據權利要求1所述的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，其特征在于，始發井和接收井的內側洞門止水鋼圈范圍內同時施作水平加固錨桿。
4.根據權利要求3所述的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，其特征在于，還包括: 對于短距離地下通道掘進，將始發井和接收井內的水平加固錨桿進行對拉連接。
5.根據權利要求1所述的環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，其特征在于，只在始發井的內側洞門止水鋼圈范圍內施作水平加固錨桿，接收井洞門采用常規方法加固。
【專利摘要】本發明涉及一種環形盾構或環形頂管始發及到達的洞門加固方法，包括以下步驟：在圍護墻上施作洞門止水鋼圈；在圍護墻的洞門內施作水平加固錨桿；判斷兩層洞門止水鋼圈間的混凝土保護層內是否存在鋼筋，若是，則重新施作洞門止水鋼圈，若否，則環形盾構機或環形頂管機依次破除圍護墻、完成始發操作、形成一次襯砌；隧道貫通后，鑿除止水鋼圈外部的圍護墻，對隧道內土體進行降水，拔除水平加固錨桿，開挖剩余土體。與現有技術相比，本發明具有簡單易行、安全可靠等優點。
【IPC分類】E21D11-38, E21D11-00, E21D11-10, E21D9-08
【公開號】CN104612722
【申請號】CN201510006724
【發明人】白云, 陳昂, 李喬松
【申請人】同濟大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月7日