一种泥水大盾构低影响穿越地铁车辆段的施工方法与流程

本发明涉及盾构施工，尤其涉及一种泥水大盾构低影响穿越地铁车辆段的施工方法。

背景技术：

1、随着城市建设的不断推进，地下空间的开发利用日益频繁，盾构法作为一种高效、快速的地下施工方法，被广泛应用于地铁、地下通道、地下管廊等工程的建设中。然而，当盾构隧道需要穿越既有的构筑物，即在民房或其它构筑物下方进行盾构机下穿施工时，存在引发地面既有车辆段构筑物的位移与沉降，造成构筑物的结构开裂破坏等严重后果，从而带来安全隐患。因此，急需解决。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种泥水大盾构低影响穿越地铁车辆段的施工方法，该施工方法降低了盾构机下穿施工时对上方构筑物的扰动，避免构筑物沉降开裂，提高了施工的安全性。

2、为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的，一种泥水大盾构低影响穿越地铁车辆段的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

3、s1：在对既有车辆段的构筑物进行盾构机下穿施工前，对构筑物基础的完整性和沉降程度进行勘探，并依据勘探结果进行盾构机下穿施工的风险评估；

4、s2：依据评估结果，对确定损坏或下沉的构筑物基础进行加固修复；

5、s3：在对车辆段的构筑物进行正式的盾构机下穿施工前，划分出试验段进行盾构机下穿施工，并在施工过程中对试验段构筑物的沉降和结构应力变化的参数进行收集分析，并依据数据的分析结果确定盾构机下穿施工的施工方案；

6、s4：依据盾构机下穿施工的施工方案，对既有车辆段的构筑物进行正式的盾构机下穿施工；

7、s5：在盾构机下穿施工过程中及施工后，对车辆段构筑物的结构进行监测，并对监测到的构筑物结构的变形和沉降数据进行实时分析，且监测数据超过预设阈值时发出预警信号。

8、优选的，所述步骤s3中对试验段进行盾构机下穿施工的过程包括：

9、s31、对施工用的施工材料、机械设备和人员配置比例进行确认；

10、s32、依据试验段的地质条件及覆土深度确定盾构机下穿施工时的泥水压力和泥水性能，并进行试掘进，并观测试验段构筑物基础的沉降程度，获得盾构机泥水压力设定与构筑物基础的沉降的关系；

11、s33、盾构机在试验段下穿施工过程中，对构筑物基础的沉降和变形进行监测，并依据监测结果对盾构机的掘进速度、出渣量、同步注浆量和注浆压力的参数进行调整，确定同步注浆量和构筑物基础的沉降的关系；

12、s34、盾构机在试验段下穿施工过程中对盾构隧道的轴线进行控制，并获得盾构机纠偏时的调节参数；

13、s35、对试验段的盾构下穿施工的过程进行总结，并与盾构机下穿施工时的泥水压力设定值、泥水性能指标、同步注浆量及注浆压力值、推进速度参数汇总成施工方案。

14、优选的，所述步骤s4中对既有车辆段的构筑物进行正式的盾构机下穿施工的过程包括：

15、s51、依据施工方案将盾构机的泥水压力设为微超压模式，并将泥水压力波动控制在±0.2bar以内，且气垫仓液位波动值控制在±0.5m以内，若波动超出±0.5m立即开启旁通循环模式；

16、s52、在盾构机掘进的过程中，依据既有构筑物基础所在的地质对盾构机的刀盘转速进行逐步调整，并将刀盘转速控制在1.0～1.1r/min；

17、s53、在盾构机掘进的过程中，依据既有构筑物基础所在的土体、隧道的埋深和构筑物基础沉降程度，对盾构机泥浆的泥水比重、粘度、含砂率、析水量和ph值进行调节；

18、s54、在盾构机掘进的过程中，采用同步注浆对管片与土层之间的空隙进行填充；

19、s55、在盾构机掘进的过程中，将盾构机下穿车辆段的掘进速度设为20～30mm/min。

20、优选的，所述步骤s2中对损坏或下沉的构筑物基础进行加固修复的过程包括：

21、s21、采用高强度、快速固化的复合材料作为加固修复用的主要材料，并进行搅拌；

22、s22、在构筑物基础周围的地表上布设袖阀管，袖阀管与构筑物基础的待修复加固区连通；

23、s23、将搅拌好的加固修复用的材料沿袖阀管输送至构筑物基础的待修复加固区进行跟踪注浆；

24、s24、对完成注浆的待修复加固区进行养护。

25、优选的，所述步骤s5中对车辆段构筑物的结构进行监测的过程包括：

26、s51、在盾构机下穿施工前，在构筑物的外墙或承重柱上设置监测点，并在监测点上安装位移传感器或应力传感器；

27、s52、在盾构机下穿施工过程中，依据构筑物基础的勘探和评估结果提前在计算机中设定构筑物结构沉降和形变的阈值，且计算机实时接收位移传感器或应力传感器传递的检测数据，并将接收的数据处理后与预设的阈值进行比对；

28、s53、计算机判定监测点检测到数据的超过预设的阈值时，计算机将信息传递至控制室，并进行预警；

29、s54、控制室监管人员依据预警信息，调整盾构机下穿施工的进度，并对构筑物的基础或结构进行加固。

30、优选的，所述s53中盾构机泥浆调节后的泥水比重为1.05～1.25g/cm3、粘度为18～25s、析水量小于5％、ph值呈碱性。

31、优选的，所述s54中的同步注浆采用由水泥浆和水玻璃组成的双液浆，且同步注浆时浆液的同步注浆压力与盾构机泥水仓压力相平衡，同步注浆时的注浆量设为理论建筑空隙的1.3～2.0倍。

32、优选的，所述步骤s4中对既有车辆段的构筑物进行正式的盾构机下穿施工的过程还包括二次注浆；二次注浆前凿穿管片注浆孔外侧保护层，安装专用的注浆接头；二次注浆采用双液浆，水泥采用p.o425普通水泥，水灰比为1:1；水玻璃玻美度控制在30～35be之间；且水泥浆：水玻璃体积比1:1，双液浆凝固时间为30～50s；注浆压力一般为0.3～0.5mpa。

33、优选的，所述s23的跟踪注浆采用后退式分段注浆，注浆用的钻孔排距为0.75m，孔距为0.75m，钻孔呈梅花型布设，注浆用的水泥浆的水灰比0.8:1～1:1，水泥浆中添加有补偿收缩用的膨胀剂，注浆压力控制在0.4～1.2mpa。

34、优选的，所述步骤s1中的勘探方式采用无损检测技术获得构筑物基础的位置、形状和尺寸数据，并将勘探获得的构筑物基础的位置、形状和尺寸数据与构筑物基础的标准数据进行比对，依据对比结果对现有构筑物基础进行盾构下穿施工的风险进行评定。

35、本发明的有益效果体现在：

36、(1)、本发明提供的施工方法在盾构机下穿之前，引入先进的勘探技术和设备，对既有车辆段构筑物的沉降情况和基础情况进行非破坏性勘探和精确评估。通过使用地质雷达、超声波探测等无损检测技术，以实现对构筑物内部状况的详细了解。通过勘探与评估的结果，从而确保盾构机下穿过程的安全性和稳定性。

37、(2)、本发明提供的施工方法在构筑物基础的加固处理阶段，通过引入高强度、快速固化的新型复合材料对损坏或变形过大的部分进行修复和加固，能够有效提高既有构筑物的承载能力和稳定性，同时通过梅花型钻孔和后退分段式注浆，能够为构筑物基础提供更好的加固，并在盾构机下穿施工时，在盾构隧道的上方提供坚实的支撑。

38、(3)、本发明提供的施工方法在试验段验证工作中，通过对施工材料、机械设备、人员配置等进行实时监控和数据分析，并收集和分析施工过程中的各类数据，可以及时发现潜在问题并采取相应措施，从而使得进行正式的盾构机下穿施工过程更加顺利。

39、(4)、本发明提供的施工方法在盾构机下穿过程中，通过优化盾构机的掘进参数、调整泥浆配比和泥水舱压力等关键施工参数，实现盾构机穿越时的最佳状态。同时，引入先进的刀具材料和制造工艺，减少刀盘的磨损和故障风险，提高施工效率和质量。

40、(5)、本发明提供的施工方法突破了传统的同步注浆方式的局限性，创新采用多种新型注浆材料和技术进行组合应用。通过同步注浆、二次注浆的方式，实现对管片背后与土层间空隙的有效填补，从而有效防止地表沉降的发生。此外，还对注浆过程进行实时监控和调整，确保注浆效果达到最佳状态。

41、(6)、本发明提供的施工方法实现了对车辆段结构进行持续性监测，不仅实现对监测数据的实时采集、传输和处理，可以及时发现和掌握下穿施工对车辆段构筑物的具体影响，为风险控制提供有力支持，而且还引入预警机制，当监测数据超过预设阈值时及时发出预警信号，以便及时采取相应的风险控制措施，进而提升了整个盾构机下穿施工的安全性。