一种软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法。

背景技术：

1、目前，盾构法因其高效、安全的优势，而被广泛应用于隧道施工中，在城市中进行盾构掘进作业的过程中，由于城市中各种地上建筑物情况非常复杂，经常面临着穿越地上建筑物的风险。在城市各类型建筑中，小区住宅楼作为城市居民生活住宿场地，一旦在施工中遭受变形破坏，安全风险巨大，特别是一些老旧住宅楼，有着基础差、结构强度差，若在施工过程中收到影响发生墙体开裂、楼体倾斜等情况，抢修难度大，造成的经济损失和居民生活影响较大。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种参数可控、有效防止住宅楼沉降的软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法。

2、技术方案：一种软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法，包括以下步骤：

3、(1)根据下穿住宅楼区域的地质水文条件参数及盾构机参数，计算获取盾构机下穿时的工作参数；

4、(2)按照工作参数进行掘进作业，采用水泥砂浆作为同步注浆材料，每推进一环，在管片与土体间同步注浆；

5、(3)盾构下穿住宅楼过程中，根据开挖面与盾体间的环向间隙，盾体径向注入克泥效；

6、(4)根据掘进过程中既有住宅楼监测数据及盾构姿态数据，实时调整盾构掘进参数；

7、(5)掘进过程中对盾尾3～7环进行二次注浆。

8、具体的，所述步骤(1)中，工作参数包括土仓压力、推力、扭矩、掘进速度，所述土仓压力介于主动土压力q主与被动土压力q被之间：

9、

10、

11、式中：z为计算点的覆土深度；ka为主动土压力系数；kp为被动土压力系数；c为土的粘聚力；γ为土体浮重度。

12、具体的，所述步骤(2)中，每推进一环，管片与土体间水泥砂浆的注浆量v1设定为管片与土体间建筑间隙体积v理的150％～170％，注浆压力为2.2～2.5bar。

13、具体的，所述建筑间隙体积v理计算如下：

14、

15、式中：d1为盾构开挖直径，d2为盾尾外径，l为管片宽度。

16、具体的，同步注浆采用4点注入，隧道顶部注浆量为0.8v1，隧道下部注浆量为0.2v1。

17、具体的，所述步骤(3)中，每推进一环，环向间隙v2计算如下，克泥效用量为环向间隙v2的130％：

18、

19、式中：d3为盾构刀盘直径，d4为盾构直径，l为管片宽度。

20、具体的，所述步骤(4)中，盾构掘进参数控制包括水平姿态控制、垂直姿态控制；

21、水平姿态控制包括：盾构机位于直线段时，切口水平姿态控制在±30～±40mm范围；盾构机在进入右转弯曲线段前30m进行姿态调整，将切口水平姿态控制在±35～±45mm范围；盾构机在进入左转弯曲线段前30m进行姿态调整，将切口水平姿态控制在±25～±35mm范围；

22、垂直姿态控制包括：掘进中以控制盾尾的姿态为准，将盾构机趋势控制在1～2mm/m，当盾尾姿态大于-45mm时，进行垂直姿态纠偏，每环纠偏量控制在5mm/m内，盾构机趋势控制在-5mm/m内。

23、具体的，所述步骤(2)、步骤(5)中同步注浆、二次注浆所用水泥砂浆各组分的质量配比为：粉煤灰：膨润土：砂：水：水泥＝320:50:750:400:200。

24、具体的，所述步骤(3)中，克泥效各组分的质量配比为：克泥效：水玻璃＝20:1。

25、具体的，二次注浆的浆液凝结时间控制在30～60s。

26、有益效果：与现有技术相比，本发明的显著效果是：在充分获取下穿住宅楼区域的地质水文条件参数后，计算得到盾构机在该掘进区间的工作参数，同时在下穿过程中，通过监测数据实时对盾构机进行姿态控制，有助于减少盾构掘进对地层的扰动，实现地面沉降的全程可控；盾构下穿住宅楼过程中，通过在盾构机盾体外填充克泥效，使克泥效泥膜与土层胶结在一起，有效阻隔了同步注浆浆液扩散至刀盘，减少了盾构机同步注浆浆液在土层中的渗透，使同步注浆达到了更好的填充效果；通过缩短水泥浆液凝结时间，有效固结了土体，防止住宅楼在后期发生沉降。

技术特征：

1.一种软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中，工作参数包括土仓压力、推力、扭矩、掘进速度，所述土仓压力介于主动土压力q主与被动土压力q被之间：

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中，每推进一环，管片与土体间水泥砂浆的注浆量v1设定为管片与土体间建筑间隙体积v理的150％～170％，注浆压力为2.2～2.5bar。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：所述建筑间隙体积v理计算如下：

5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：同步注浆采用4点注入，隧道顶部注浆量为0.8v1，隧道下部注浆量为0.2v1。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，每推进一环，环向间隙v2计算如下，克泥效用量为环向间隙v2的130％：

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(4)中，盾构掘进参数控制包括水平姿态控制、垂直姿态控制；

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(2)、步骤(5)中同步注浆、二次注浆所用水泥砂浆各组分的质量配比为：粉煤灰：膨润土：砂：水：水泥＝320:50:750:400:200。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，克泥效各组分的质量配比为：克泥效：水玻璃＝20:1。

10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：二次注浆的浆液凝结时间控制在30～60s。

技术总结本发明提供一种软土地质盾构下穿住宅楼的施工方法，包括以下步骤：(1)根据下穿住宅楼区域的地质水文条件参数及盾构机参数，计算盾构下穿时的工作参数；(2)按照工作参数进行掘进作业，采用水泥砂浆作为同步注浆材料，在管片与土体间同步注浆；(3)盾构下穿住宅楼过程中，根据开挖面与盾体间的环向间隙，盾体径向注入克泥效；(4)根据掘进过程中既有住宅楼监测数据及盾构姿态数据，实时调整盾构掘进参数；(5)掘进过程中对盾尾3～7环进行二次注浆。该方法提供了盾构下穿住宅楼的参数计算及姿态控制方案，有效规避了盾构下穿住宅楼作业中可能存在的重大风险，避免了施工后期出现地面沉降，提供了一种具体可行的隧道施工方案。技术研发人员：王康,李高,蒋敏骏,王伟韬,乐青柏受保护的技术使用者：中交第三航务工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18