一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法
【技術領域】
[0001]本發明具體為一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設的迅速發展，地上、地下工程規模的不斷擴大，盾構施工條件越發復雜，針對地面周邊建構筑物的保護越顯重要。國內盾構施工危害周邊安全的事故亦屢見不鮮，尤其盾構進出洞施工成為最主要的施工風險點，越來越受到業界的高度重視。凍結法土體加固技術作為鑿井業的成熟工藝，目前已被廣泛地運用于市政領域。針對富含水地層，凍結法加固依靠其獨有的均勻性、止水性好、強度高優點成為盾構進出洞土體加固的替代方法被不斷采用。但限于其工藝特點，針對盾構區間端頭加固常見長度為3-5m，以減小盾構被凍結的風險。本工程實例介紹國內首次Ilm超長范圍全包式水平凍結加固工藝在盾構進洞施工中的成功運用，提出無降水條件下，盾構接收過程中承壓水控制思路與解決辦法；總結國內首次300m小曲線半徑盾構連續進洞過程中軸線控制與超長距離加固的矛盾處理與施工技術措施，以利于為國內今后類似工程提供可借鑒的施工經驗。
【發明內容】
[0003]本發明所解決的技術問題在于提供一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案來實現:一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，包括以下步驟:
(1)環境分析:
①地質情況:地質以粉土、粉質粘土、粉砂為主，場地類別為三類，屬中復雜場地；
②到達端頭存在承壓水、鄰近重要建筑物和到達端頭小曲線施工都會影響工程實施進度，不能滿足預期效果要求；
(2)方案優化:
①軸線控制；
②土壓力控制；盾構進入凍土前，盾構軸線控制在設計軸線上部30mm位置處，同時較設計軸線坡度高千分之二，隨盾頭與洞門距離的不斷縮短而及時調整；
③刀盤防凍結措施；凍土區域大，且盾構處于正常土壓力設定推進，土倉內凍渣土飽滿，且設計凍土平均低于-10°C，溫度施工期間盾構刀盤被凍于加固土內的風險較高，因此應該:1)適當超挖，超挖刀伸出行程控制在1cm ;2)添加防凍劑:采用濃度為5%的NaCl溶液作為防凍劑，防止刀盤凍結；3)定期對刀盤進行旋轉，進入凍土范圍后，當盾構處于拼裝狀態時，每間隔5-20分鐘進行刀盤的旋轉；
④工序控制:在洞門部分破除完畢即保留250mm地連墻厚度后，盾構進入Sm局部凍結區域期間掌握施工進度適時安排拔除3m全部凍結區域內部凍結管，繼而盾構進入全凍結區達地連墻，全部破除洞門后盾構接收。
[0005]進一步，步驟(2)中所述的軸線控制包括凍結加固范圍選取、使用鉸接裝置和適當超挖。
有益效果:
[0006]本發明方法能夠滿足全包加固要求，止水能力不減，有效減少盾構線路上加固土體厚度，不但有利于小曲線內施工控制，而且在部分凍結區域內，在高強度凍結壁的束下，還能有效防止盾構偏移；減低實際凍土體積，使得凍土凍脹與凍融導致的體積變化量下降；控制凍脹率，明顯減低地面沉降影響能力；減小加固區內溫度場影響，根源上防止盾構刀盤被凍結的施工風險。
【具體實施方式】
[0007]為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面結合本發明具體實施例，進一步闡述本發明。
實施案例一:
[0008]一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，
[0009]包括以下具體步驟:
(1)環境分析:
①地質情況:地質以粉土、粉質粘土、粉砂為主，場地類別為三類，屬中復雜場地；
②到達端頭存在承壓水、鄰近重要建筑物和到達端頭小曲線施工都會影響工程實施進度，不能滿足預期效果要求；
(2)方案優化:
①軸線控制；
②土壓力控制；盾構進入凍土前，盾構軸線控制在設計軸線上部30mm位置處，同時較設計軸線坡度高千分之二，隨盾頭與洞門距離的不斷縮短而及時調整；
③刀盤防凍結措施；凍土區域大，且盾構處于正常土壓力設定推進，土倉內凍渣土飽滿，且設計凍土平均-10°C，溫度施工期間盾構刀盤被凍于加固土內的風險較高，因此應該:I)適當超挖，超挖刀伸出行程控制在1cm ；2)添加防凍劑:采用濃度為5%的NaCl溶液作為防凍劑，防止刀盤凍結；3)定期對刀盤進行旋轉，進入凍土范圍后，當盾構處于拼裝狀態時，每間隔5分鐘進行刀盤的旋轉；
④工序控制:在洞門部分破除完畢即保留250mm地連墻厚度后，盾構進入Sm局部凍結區域期間掌握施工進度適時安排拔除3m全部凍結區域內部凍結管，繼而盾構進入全凍結區達地連墻，全部破除洞門后盾構接收。
[0010]進一步，步驟(2)中所述的軸線控制包括凍結加固范圍選取、使用鉸接裝置和適當超挖。
實施案例二:
[0011]一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，包括以下具體步驟:
(I)環境分析:
①地質情況:地質以粉土、粉質粘土、粉砂為主，場地類別為三類，屬中復雜場地；
②到達端頭存在承壓水、鄰近重要建筑物和到達端頭小曲線施工都會影響工程實施進度，不能滿足預期效果要求； (2)方案優化:
①軸線控制；
②土壓力控制；盾構進入凍土前，盾構軸線控制在設計軸線上部30mm位置處，同時較設計軸線坡度高千分之二，隨盾頭與洞門距離的不斷縮短而及時調整；
③刀盤防凍結措施；凍土區域大，且盾構處于正常土壓力設定推進，土倉內凍渣土飽滿，且設計凍土平均低于-12°C，溫度施工期間盾構刀盤被凍于加固土內的風險較高，因此應該:1)適當超挖，超挖刀伸出行程控制在1cm ;2)添加防凍劑:采用濃度為5%的NaCl溶液作為防凍劑，防止刀盤凍結；3)定期對刀盤進行旋轉，進入凍土范圍后，當盾構處于拼裝狀態時，每間隔10分鐘進行刀盤的旋轉；
④工序控制:在洞門部分破除完畢即保留250mm地連墻厚度后，盾構進入Sm局部凍結區域期間掌握施工進度適時安排拔除3m全部凍結區域內部凍結管，繼而盾構進入全凍結區達地連墻，全部破除洞門后盾構接收。
[0012]進一步，步驟(2)中所述的軸線控制包括凍結加固范圍選取、使用鉸接裝置和適當超挖。
實施案例三:
[0013]一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，包括以下具體步驟:
(1)環境分析:
①地質情況:地質以粉土、粉質粘土、粉砂為主，場地類別為三類，屬中復雜場地；
②到達端頭存在承壓水、鄰近重要建筑物和到達端頭小曲線施工都會影響工程實施進度，不能滿足預期效果要求；
(2)方案優化:
①軸線控制；
②土壓力控制；盾構進入凍土前，盾構軸線控制在設計軸線上部30mm位置處，同時較設計軸線坡度高千分之二，隨盾頭與洞門距離的不斷縮短而及時調整；
③刀盤防凍結措施；凍土區域大，且盾構處于正常土壓力設定推進，土倉內凍渣土飽滿，且設計凍土平均低于-15°C，溫度施工期間盾構刀盤被凍于加固土內的風險較高，因此應該:1)適當超挖，超挖刀伸出行程控制在1cm ;2)添加防凍劑:采用濃度為5%的NaCl溶液作為防凍劑，防止刀盤凍結；3)定期對刀盤進行旋轉，進入凍土范圍后，當盾構處于拼裝狀態時，每間隔20分鐘進行刀盤的旋轉；
④工序控制:在洞門部分破除完畢即保留250mm地連墻厚度后，盾構進入Sm局部凍結區域期間掌握施工進度適時安排拔除3m全部凍結區域內部凍結管，繼而盾構進入全凍結區達地連墻，全部破除洞門后盾構接收。
[0014]進一步，步驟(2)中所述的軸線控制包括凍結加固范圍選取、使用鉸接裝置和適當超挖。
[0015]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征及本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)環境分析: ①地質情況:地質以粉土、粉質粘土、粉砂為主，場地類別為三類，屬中復雜場地； ②到達端頭存在承壓水、鄰近重要建筑物和到達端頭小曲線施工都會影響工程實施進度，不能滿足預期效果要求； (2)方案優化: ①軸線控制； ②土壓力控制；盾構進入凍土前，盾構軸線控制在設計軸線上部30mm位置處，同時較設計軸線坡度高千分之二，隨盾頭與洞門距離的不斷縮短而及時調整； ③刀盤防凍結措施；凍土區域大，且盾構處于正常土壓力設定推進，土倉內凍渣土飽滿，且設計凍土低于-1o°c，溫度施工期間盾構刀盤被凍于加固土內的風險較高，因此應該:I)適當超挖，超挖刀伸出行程控制在1cm ；2)添加防凍劑:采用濃度為5%的NaCl溶液作為防凍劑，防止刀盤凍結；3)定期對刀盤進行旋轉，進入凍土范圍后，當盾構處于拼裝狀態時，每間隔5-20分鐘進行刀盤的旋轉； ④工序控制:在洞門部分破除完畢即保留250mm地連墻厚度后，盾構進入Sm局部凍結區域期間掌握施工進度適時安排拔除3m全部凍結區域內部凍結管，繼而盾構進入全凍結區達地連墻，全部破除洞門后盾構接收。
2.根據權利要求1所述一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，其特征在于，步驟(2)中所述的軸線控制包括凍結加固范圍選取、使用鉸接裝置和適當超挖。
【專利摘要】本發明公開了一種全包式水平凍結法端頭土體加固盾構進洞施工方法，包括以下步驟：（1）環境分析；（2）方案優化。本發明方法能夠滿足全包加固要求，止水能力不減；有效減少盾構線路上加固土體厚度，不但有利于小曲線內施工控制，而且在部分凍結區域內，在高強度凍結壁的束下，還能有效防止盾構偏移；減低實際凍土體積，使得凍土凍脹與凍融導致的體積變化量下降；控制凍脹率，明顯減低地面沉降影響能力；減小加固區內溫度場影響，根源上防止盾構刀盤被凍結的施工風險。
【IPC分類】E21D9-06
【公開號】CN104653189
【申請號】CN201310595663
【發明人】王世友, 杜亞明, 李樹槐, 季巖濤
【申請人】天津城建隧道股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日