复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法与流程

本发明属于盾构隧道施工领域，尤其涉及一种复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法。

背景技术：

1、随着隧道工程的飞跃发展，盾构法施工隧道也在逐年递增，尤其是大直径盾构成为当前主流。盾构法作为一种新型隧道施工方法，具有施工效率高、扰动小、地层适应性强等优势，但盾构直径的增加也使施工难度呈现几何式增长。盾构在穿越河流、铁路、建筑物、桥梁及复杂地质时，产生的地层变形会引发地表坍塌、渗水涌水等现象。

2、因此，大直径盾构在穿越高风险源时如何降低其对人们生产生活的影响，同时降低施工维护成本，以及施工受限情况是目前迫切需要解决的一项技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法。

2、这种复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，包括以下步骤：

3、步骤一，在监测段地面钻孔后放入传感器支架；

4、步骤二，钻孔内进行砂石回填，预留一定距离用套壳料封口；

5、步骤三，监测段地面监测数据超过预警值时，在箱梁和盖梁之间安装悬浮千斤顶和钢箱垫块，进行第一阶段顶升；

6、步骤四，移除钢箱垫块，在盖梁上安装钢管支撑架，钢管支撑架上安装液压千斤顶和跟随千斤顶，进行第二阶段顶升；

7、步骤五，施工新建承台，拆除液压千斤顶，在新建承台上建立钢管支撑架并安装液压千斤顶，同联箱梁同步顶升到位后将液压千斤顶锁紧，拆除跟随千斤顶，随后进行新建墩柱和支座系统施工，通过液压千斤顶将箱梁落梁至新建墩柱上。

8、作为优选，所述传感器支架包括锥型尖端、空心圆杆、圆箍、拉环、传感器线缆孔、孔隙水压力传感器安装孔、水平土压力传感器安装孔和竖直土压力传感器安装孔，其中孔隙水压力传感器安装孔、水平土压力传感器安装孔、竖直土压力传感器安装孔凸出焊接在空心圆杆表面，数根空心圆杆通过若干圆箍焊接在一起，传感器线缆内置于空心圆杆内，拉环和传感器线缆孔设置在传感器支架顶部，锥型尖端设置在传感器支架底部；步骤一中，焊接传感器支架，并在传感器支架上安装孔隙水压力传感器、水平土压力传感器和竖直土压力传感器。

9、作为优选，在步骤一中，采用泥浆护壁钻孔，钻杆下端超过孔隙水压力传感器、水平土压力传感器和竖直土压力传感器中最上方的传感器埋设位置一段距离时，注入套壳料至孔口泛浆，然后放入传感器支架。

10、作为优选，在步骤三中，所述悬浮千斤顶顶部安装有钢板，悬浮千斤顶与钢箱垫块均沿箱梁横截面中心线对称布置。

11、作为优选，在步骤四中，所述钢管支撑架下端通过锚固螺栓锚固在盖梁上，各个钢管支撑架之间用拉结杆连接，液压千斤顶和跟随千斤顶安装在各个钢管支撑架上端，液压千斤顶和跟随千斤顶与箱梁之间安装有钢板；箱梁横截面两侧各浇注有两个混凝土限位挡块，同侧的两个限位挡块之间竖向滑动安装有限位立柱，限位立柱顶部和箱梁底部固定连接，限位挡块与限位立柱预留有一定的间隙，形成抽拉式限位装置，箱梁被顶升时，限位立柱在两块限位挡块之间竖直上升。

12、作为优选，在步骤五中，所述新建承台下的新建桩基采用低净空放坡开挖冲击成孔补桩技术，所述钢管支撑架下端通过锚固螺栓锚固在新建承台上。

13、作为优选，在步骤五中，支座系统施工时，在新建墩柱一侧设置有盘扣支架作为临时施工平台，盘扣支架顶部设有盘扣支架顶托，利用盘扣支架顶托水平安装u型槽钢作为滑移导轨，将滑移小车底部卡在两道滑移导轨的u型槽内，使滑移小车水平自由移动，随后在滑移小车上放置有球形支座，滑移小车滑动横移至新建墩柱顶部，同时配合使用手拉葫芦微调实现球形支座的精确定位。

14、作为优选，监测完成后，进行传感器支架的拔除回收，具体为，在钻孔的孔口安装反力架，反力架顶端安装有定滑轮，绳索一端与拉环连接，另一端绕过定滑轮用拉力牵引绳索带动传感器支架拔除。

15、本发明的有益效果是：

16、1)本发明采用原桥台0#墩三阶段顶升和现状桥台拆除新建立柱技术：原先在盖梁上用液压千斤顶独立顶升，再更换液压千斤顶和跟随千斤顶组合方式顶升，最后利用新建桩基承台和钢管支撑顶升到位，组合顶升更加安全，且结构受力稳定，很好地解决了施工受限的问题。

17、2)本发明采用球形支座横移入顶精确落位安装技术：利用盘扣支架托安装两条水平u型槽钢作为滑移轨道，将球形支座放置在滑移小车上至墩顶，配合手拉葫芦微调实现了更换支座的精确定位与安装。

18、3)本发明采用一体式可回收传感器智能监测技术：通过将各类传感器安装在可回收的传感器支架内部，将传感器线缆内置于支架空心管内，通过安装设有定滑轮的反力架，用绳索对传感器支架进行拔除，避免了回收传感器时线缆被扯断，传感器的回收再利用有效节约了监测成本。

技术特征：

1.一种复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：所述传感器支架包括锥型尖端、空心圆杆、圆箍、拉环、传感器线缆孔、孔隙水压力传感器安装孔、水平土压力传感器安装孔和竖直土压力传感器安装孔，其中孔隙水压力传感器安装孔、水平土压力传感器安装孔、竖直土压力传感器安装孔凸出焊接在空心圆杆表面，数根空心圆杆通过若干圆箍焊接在一起，传感器线缆内置于空心圆杆内，拉环和传感器线缆孔设置在传感器支架顶部，锥型尖端设置在传感器支架底部；步骤一中，焊接传感器支架，并在传感器支架上安装孔隙水压力传感器、水平土压力传感器和竖直土压力传感器。

3.根据权利要求2所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：在步骤一中，采用泥浆护壁钻孔，钻杆下端超过孔隙水压力传感器、水平土压力传感器和竖直土压力传感器中最上方的传感器埋设位置一段距离时，注入套壳料至孔口泛浆，然后放入传感器支架。

4.根据权利要求1所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：在步骤三中，所述悬浮千斤顶顶部安装有钢板，悬浮千斤顶与钢箱垫块均沿箱梁横截面中心线对称布置。

5.根据权利要求1所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：在步骤四中，所述钢管支撑架下端通过锚固螺栓锚固在盖梁上，各个钢管支撑架之间用拉结杆连接，液压千斤顶和跟随千斤顶安装在各个钢管支撑架上端，液压千斤顶和跟随千斤顶与箱梁之间安装有钢板；箱梁横截面两侧各浇注有两个混凝土限位挡块，同侧的两个限位挡块之间竖向滑动安装有限位立柱，限位立柱顶部和箱梁底部固定连接，限位挡块与限位立柱预留有一定的间隙，形成抽拉式限位装置，箱梁被顶升时，限位立柱在两块限位挡块之间竖直上升。

6.根据权利要求1所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：在步骤五中，所述新建承台下的新建桩基采用低净空放坡开挖冲击成孔补桩技术，所述钢管支撑架下端通过锚固螺栓锚固在新建承台上。

7.根据权利要求1所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：在步骤五中，支座系统施工时，在新建墩柱一侧设置有盘扣支架作为临时施工平台，盘扣支架顶部设有盘扣支架顶托，利用盘扣支架顶托水平安装u型槽钢作为滑移导轨，将滑移小车底部卡在两道滑移导轨的u型槽内，使滑移小车水平自由移动，随后在滑移小车上放置有球形支座，滑移小车滑动横移至新建墩柱顶部，同时配合使用手拉葫芦微调实现球形支座的精确定位。

8.根据权利要求2所述的复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，其特征在于：监测完成后，进行传感器支架的拔除回收，具体为，在钻孔的孔口安装反力架，反力架顶端安装有定滑轮，绳索一端与拉环连接，另一端绕过定滑轮用拉力牵引绳索带动传感器支架拔除。

技术总结本发明涉及一种复杂市域环境穿越高风险源盾构沉降控制施工方法，包括以下步骤：传感器支架钻孔安装；砂石回填，套壳料封口；监测数据采集，若超过预警值进行桥梁顶升；第一阶段顶升；第二阶段顶升；第三阶段顶升。本发明通过将各类传感器安装在可回收的支架内部，将传感器线缆内置于支架空心管内，避免了回收传感器时线缆被扯断，有效节约了监测成本。在对危桥进行顶升时，先在盖梁上用液压千斤顶独立顶升，再更换液压千斤顶和跟随千斤顶组合方式顶升，最后利用新建桩基承台和钢管支撑顶升到位，组合顶升更加安全，且结构受力稳定，很好地解决了施工受限的问题。技术研发人员：樊献友,王新泉,陈鹏,刁红国,崔刚,李枭,谢中文,杨宏伟,赵新文,刘涛,陈立新受保护的技术使用者：江苏中车城市发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18