[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

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及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。具体包括以下步骤：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）试验段掘进，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）土压控制，2）盾构推力控制，3）同步注浆，4）隧道内压重措施；5）隧道自动化监测。本发明为解决富水砂层盾构近距离穿越风险点工程施工难控制问题提供了良好借鉴，经济、社会效益显著，应用前景十分良好。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及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。

背景技术

随着社会的发展，伴随大量的城市地铁隧道建设，轨道交通网络的不断完善，许多隧道线路的交叉等问题也将不断涌现，带来大量的隧道穿越施工的问题。这类隧道穿越工程问题可能对既有隧道结构产生不利影响，从而影响到既有地铁的正常运营。盾构机在穿越管线吋，由于地层扰动对管线造成沉降影响，如管线劈裂将对周边坏境安全将造成极其恶劣的影响。

隧道穿越工程包括新建隧道下穿或侧穿临近地表建筑、下穿上跨既有隧道、隧道下穿地下管网、隧道上方开挖基坑等。通过查找国内外工程案例，多为盾构下穿既有隧道和下穿管线的案例，配套施工技术亦较完善，而没有盾构上跨运营中隧道同时下穿污水管线的案例。

而且在富水砂层条件下。盾构隧道主要穿越地层为砂质粉土夹粉砂、砂质粉土，土层软弱且富水，力学性差且透水性强。运营中隧道由于上部土体卸载必然产生上浮，如变形过大，则会影响其正常运营；污水顶管因其顶进工艺，下方没有基础，盾构下穿过程必然引起沉降。在穿越过程中如何控制上方污水顶进涵不沉降，下方既有隧道不上浮成了工程的重难点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了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，包括以下步骤：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，及时调整盾构参数。

具体的，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。

具体的，本发明的方法包括以下部分：

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，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。