[发明专利]一种盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构及施工方法，联合加固结构包括有冻土墙和地连墙，其中冻土墙设置在紧靠围护结构的位置处，地连墙设在冻土墙的后部。其施工方法为：第一步、先进行地连墙的施工，施工工艺为：测量放线→导墙制作→配浆→地连墙成槽和清底置换→玻璃纤维筋笼或竹筋笼加工与吊放→混凝土灌注→接头施工→接头管的顶拔→全段施工完成；第二步、冻土墙的施工：冻土墙的施工是在盾构掘进前，用人工制冷的方法，将工作井端头区域内的含水地层冻结成一个封闭不透水的帷幕形成冻土墙，有益效果：能够为沿海、沿江、沿湖等地区富含水砂层端头的地层进行妥善的加固。

技术领域

本发明涉及一种联合加固结构及施工方法，特别涉及一种盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构及施工方法。

背景技术

目前，盾构隧道端头加固是盾构法施工中的关键环节，具有很大的工程施工风险。在盾构进出洞时，要先进行洞门区域的地连墙破除，并割除所有钢筋。洞门破除要求的时间非常紧，施工难度大。洞门破除后对加固体强度及密封性要求很高，加固效果不佳时，在洞门破除时极易出现盾构与洞门间隙涌泥涌砂及地表沉降现象，进而危及附近地下管线和建筑物的安全。为防止此类现象发生，必须选择合理的盾构隧道端头地层加固处理方案，以满足强度和抗渗性的要求。

盾构隧道端头常用的加固方式有深层搅拌法、高压旋喷法、SMW工法、人工冻结法、注浆法、素混凝土灌注桩法和降水法等。土体加固可以采用一种工法或多种工法相结合的加固手段。加固方式应根据工程地质条件、地下水位、结构埋深、盾构机型与直径、作业环境等条件来进行选择，同时考虑安全性、施工方便性、经济性、工期等因素。

在沿海、沿江、沿湖等地区，特别是盾构隧道端头地层为富含水砂层时，采用常规的化学加固手段很难达到工程要求，在化学加固后探孔时常常会发现有严重漏水漏砂现象。究其原因常为：端头加固区域承压水位高，施工过程中水泥浆渗透到砂层中容易流失，深度越大渗透性越强，水泥浆流失可能越严重，砂土层未能形成有效的固结；其次施工期大部分处于降水期间，工作井水位降深大，且工作井减压井基本与地连墙同深，对坑外地下水影响大。降水后，工作井与坑外形成较大水位差，由于砂层透水性强，水泥浆随着地下水流动流失严重，从而造成部分靠近地连墙的搅拌桩下部砂层中水泥土松散未有效固结。此时，为提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，在富含水砂层端头如何选择地层加固方式是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，在富含水砂层端头如何选择地层加固方式而提供的一种盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构及施工方法。

本发明提供的盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构包括有冻土墙和地连墙，其中冻土墙设置在紧靠围护结构的位置处，地连墙设在冻土墙的后部。

冻土墙为垂直冻土墙，冻土墙中的冻结管直径为127mm，冻结管布置两排，插花布置，管间距为800mm，排间距为800mm；靠近围护结构的冻结管距离槽壁边300-400mm，冻结管布设的平面长度为盾构隧道两侧3m，冻结管在盾构隧道拱顶3m至拱底3m的深度方向长度内实施局部冻结，或者在地面至拱底3m的深度方向长度内实施全长冻结，冻结管材质为无缝低碳钢管或PVC塑料管或PPR塑料管或ABS塑料管或PE塑料管，冻结管截面为圆形或工字形或X形或T形或Y形。

地连墙中的受力骨架为玻璃纤维筋笼或竹筋笼，地连墙的墙体由水泥砼浇筑成型，标号不低于C30，玻璃纤维筋笼或竹筋笼保护层不小于70mm，地连墙的墙体厚度为800mm，地连墙布设的平面长度为盾构隧道两侧3m，地连墙在盾构隧道拱顶3m至拱底3m的深度方向长度内实施局部浇筑，或者在地面至拱底3m的深度方向长度内实施全长浇筑。

本发明提供的盾构隧道端头冻土墙与地连墙联合加固结构的施工方法，其方法如下所述：

第一步、先进行地连墙的施工，施工工艺如下：