[发明专利]复杂环境强透水地层工况下大直径泥水盾构覆土平衡综合接收施工工法

摘要

本发明公开了一种复杂环境强透水地层工况下大直径泥水盾构覆土平衡综合接收施工工法，包括下列步骤：（一）井内封闭墙及接收基座施工；（二）接收端头地基加固；（三）洞门破除；（四）出洞环连接及洞门钢板焊接密封。本发明的有益效果：质量高：盾构机接收姿态控制好，反力合理管片拼装紧凑，填土灌水后水土前后压力平衡，无壳体周边渗漏水风险。安全性高：该工法有效的避免了大直径盾构接收过程中的洞门渗漏、盾构机载头、出洞环管片拼装间隙大易造成渗漏等风险，大大提高了生产的安全性。施工成本低：相对于其他措施，该工法使用的机械设备及材料为常规材料，成本低。

主权项

1.复杂环境强透水地层工况下大直径泥水盾构覆土平衡综合接收施工工法，其特征在于，包括下列步骤：（一）井内封闭墙及接收基座施工1）井内封闭墙施工：封闭井结构在接收井结构施工时施工，根据接收井内盾构设备的场地占用范围形成封闭结构，利用接收井的三个端头主体结构作为三面封堵墙，盾构掘进前方的一堵墙为临时封堵墙，采用钢混结构，C25混凝土浇筑，封堵墙厚度25‑30CM，接收完成井内清理完成后进行拆除；2）接收基座施工盾构接收采取覆土灌水暗到达接收方案，接收基座采用M10水泥砂浆结构，预先对接收井进行砂浆填充，使砂浆表面高度在盾构刀盘的1/5处，待盾构出洞后利用盾构机掘进功能切削砂浆基座，使其变为与盾构机100%吻合的承载基座；在刀盘、盾体与盾尾接缝处、盾尾外边缘处各预留出一个通道，方便盾构机拆解作业；接收基座分两列六块，根据盾体和盾尾的分界线以及各自的分块，在六块基座之间分别设计预留的切割槽；接收基座顶部标高比盾构机刀盘开挖直径底部高出刀盘的1/5，提供盾构机前行时的反作用力；盾体和盾尾竖向的预留槽宽1.1m，盾尾和盾体拆解分块的预留槽宽1m；基座底部打满50cm高的基础，将六块基座连起来；基座的上表面为2.7%的上坡，与隧道轴线坡度一致；（二）接收端头地基加固加固体的范围要求：加固长度大于盾构机的主机长度，加固宽度盾构机直径外缘各3米（包含备用降水井的位置），端头加固在盾构机到达加固区前1个月完成；采用封闭素墙+三轴搅拌桩+高压旋喷桩补缝加固；在洞口加设一排素混凝土墙，墙深自通道结构底板至隧底以下5m，墙宽为隧道两侧各3m范围；加固区范围内设置3‑4口疏干降水井；（三）洞门破除在加固体满足设计强度要求、确保盾构机具备接收进洞的条件下，方可开展洞门区域连续墙破除工作；端墙围护结构开洞前，先施作水平探孔，检验端头土体加固效果，要求探孔仅有滴水，水中无泥砂，且24小时内的渗水总量不大于5L；水平探孔不小于5个，分布在主体结构预留孔洞的上下和左右象限点及中心点，水平探孔长度不小于3m；洞门连续墙分两次进行凿除；第一次破除外侧混凝土10cm，剥除地下连续墙内层钢筋并继续破除70cm；第二次破除安排在盾构机刀盘掘进至洞门素墙时进行，开始破除剩余20cm洞门，破除完成后将混凝土碴清理干净，吊运出基坑；洞门破除完成后立即开始回填砂土和回灌水；破除过程中对洞门范围墙体位移变化密切观测，一旦发现洞门圈内墙体或土体有较大变形或有渗漏水现象，立即停止洞门连续墙破除，对渗水部位进行注浆封堵，以防水土流失；如未发现异常情况,可继续破除；破除时不能一次完成，要分层剥离；进行跟踪监控和量测，量测布点包括接收端头沉降观测点，洞门破除水平观测点，测斜观测点；沉降观测点在洞门围檩上布置9点，连续墙上布置16点，另分别在加固段中心线两侧各布置4个点，横向间距4m，水平观测点采取在洞门连续墙面上设置收敛仪量测墙体水平位移，辅以在预埋钢环顶部中心线位置及两侧水平距离3m、6m处焊接吊耳共5个，测量时采用吊线、钢尺测量吊线与墙面的距离变化来确定墙体的位移情况；测斜观测点利用黄浦路车站接收井端头施工时现有的侧斜点进行测量，采用测斜仪进行监测；接收井内堆填砂土和灌水、接收后清理；在洞门混凝土破除完成后，向竖井内回填砂土，使盾构机在通过洞门圈后下部有土体支撑，回填粘土厚度为盾构顶部以下3m，回填砂土采用挖机设备进行分层平整压实；为了确保接收时内外压力平衡，回填粘土后向工作井内灌入清水，同时也将井内回填砂土灌水密实，灌水深度为洞门顶部齐平；在盾构进入工作井向前推进过程中可以继续进行泥水循环及同步注浆，确保近洞门段管片环能够注浆密实，控制管片变形及沉降；盾构接收完成后，利用盾构机的泥浆循环系统将堆填的砂土通过管道运输至泥水分离设备处进行渣土分离外运；并且用高压水枪在接收井内进行冲洗，最后剩余冲洗不掉死角的砂土进行人工清理；（四）出洞环连接及洞门钢板焊接密封因盾构机出洞门后，盾构机给管片的反力降低，将出洞环5到10环连接，与进洞环类似，正常环向纵向螺栓连接后，采用管片内侧纵向和环向预留钢板焊接连接加强；盾构机掘进进入接收井，待盾尾最后一道钢丝刷完全脱出洞门后，此时在密封环处安装的为末环管片，设计末环管片外侧面一边预埋500mm宽的钢板，预埋钢板厚度10mm；待盾构机盾尾完全穿过密封板后，用20mm厚密封钢板将圆环板边缘与末环管片外侧的预埋钢板焊接，形成密封以保证出洞环管片的密封效果，二次密封焊缝高度10mm，焊缝连续、不渗漏；密封用钢板高出圆环板50mm；洞门密封钢板焊接完成，通过管片预留二次注浆孔进行出洞管片的壁后二次注浆，确保壁后饱满密实，盾构接收工艺流程结束。