[发明专利]一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法

权利要求书

1.一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，施工前先行数值模拟优化掘进方案，确定受力不利部位，施工过程中根据方案控制盾构参数，并通过在建隧道内堆载压重控制既有线上浮，根据既有线内隧道及轨道的自动化监测和施工监测数据建立实时动态调整盾构参数体系，调整盾构参数；

具体包括以下部分；

S1)施工前利用MIDAS GTS NX软件配合FLAC3D先行数值模拟优化掘进方案，确定受力不利部位；

S2)盾构穿越施工中，穿越前沿盾构方向45m-60m地层为试验段；

S3)盾构穿越施工，盾构穿越施工过程中包括：

1)开挖面土压控制；施工过程中，土压力设定为0.9～1.1bar之间，每环掘进土压波动范围控制在0.1bar以内；

2)盾构推力控制；推进速度≦40mm/min，按每段20～30cm进行推进；盾构轴线水平向和垂直向偏角控制在1‰以内，即水平和垂直向差值需控制在8.5mm以内；

3)同步注浆，同步注浆的材料配比为每1m³浆液中包含：水泥200-220kg，粉煤灰300-350kg，砂700-800kg，膨润土100-150kg，水400-450kg，浆液初凝时间为6-7h；

同步注浆中同时控制注浆压力和注浆量，确保注浆压力，兼顾注浆量，注浆压力控制在0.15～0.25Mpa之间；

4)隧道自动化监测，依托既有线内隧道及轨道的自动化监测和施工监测数据建立实时动态调整盾构参数体系。

2.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，所述的堆载压重的压重范围为在建隧道与既有线穿越范围内以及在建隧道与既有线穿越范围的前后各10环的影响区域内，采用Φ＝100mm、长度1m的钢棒压重；每环共压重4.5-5t。

3.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，步骤S3中所述的土压控制的方法为：

采用“静止土压+水压+预留压力”计算土舱内土压力；通过调节与控制螺旋输送机的排土量实现地层水土压力P和密封舱内泥土压力P0保持动态平衡；以及控制加泥量、千斤顶推进速度、切削刀盘转速；通过对开挖土量和排土量的实际测量，得出开挖土量、排土量与土压力的关系；若开挖土量大于排土量，则土压力有升高的趋势；若开挖土量小于排土量，则土压力有降低的趋势。

4.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，步骤S3中所述的注浆量计算按下式计算：Q＝Vα，式中V为理论空隙量，α为充填系数，Q为注浆量；充填系数取1.5～2.0，V＝π×(R1-R2)×1.2，式中R1为盾构机刀盘半径，R2为预制钢筋混凝土管片半径。

5.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，步骤S3中当同步注浆无法满足沉降要求时，及时进行二次或二次以上补偿注浆；二次补偿注浆利用管片的吊装孔开口进行补浆，采用水泥浆加水玻璃浆双液注浆，弥补壁后浆液的填充不实的空隙，为防止掘进后的后期沉降，在管片脱出盾尾后5环，对管片后的建筑孔隙进行二次注浆。

6.根据权利要求5所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，二次补偿注浆中，水泥浆组分的质量配比为，水：水泥＝1:1；水玻璃浆组分的体积配比为，水：水玻璃＝2:1；水泥浆与水玻璃浆的体积比为1:1；二次注浆压力控制在0.2～0.3Mpa之间。

7.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构近距离上跨既有线下穿污水顶管的施工方法，其特征在于，步骤S3中所述的隧道自动化监测监测点布置方法为：

在在建隧道与既有线前后穿越节点之间，每3环为一个隧道监测断面；每个隧道监测断面共布设4个棱镜，包含一组水平收敛监测点，一组道床差异沉降监测点，选取其中一个点作为道床沉降及水平位移监测点。