一种修复盾构隧道塌陷的施工方法与流程

本发明属于隧道施工，具体涉及一种修复盾构隧道塌陷的施工方法。

背景技术：

1、目前随着国内轨道交通的迅猛发展，以及在各类穿江隧道工程中，盾构法工艺凭借着速度快、安全性高、影响小等优势，在隧道工程中的占比越来越高。尤其是在富水的软土、砂土这类地层时，此类地层具有承压水头高、地层渗透性强等特点，盾构法隧道常作为隧道工程的工法首选。在隧道施工过程中，各类施工环节风险性高，稍有不慎就会造成严重后果，尤其是在富水软土或砂层中，其地层中丰富的地下水、颗粒状的砂土对隧道施工安全性要求高。

2、伴随着盾构隧道在大范围的应用，因各种原因造成的盾构隧道安全施工事故层出不穷，严重时可造成整个隧道的塌陷、报废，对周边环境及建构筑物造成极大安全影响。

3、富水、富砂地质条件下的盾构隧道在施工过程中，因各种原因外部的高承压水易击穿盾构机尾部的密封刷，从而造成外部的砂土、地下水涌入盾构机内，未及时封堵密封刷时外部砂土、地下水将淹没整个盾构机和前期完工的盾构隧道，隧道上部的因水土流失导致地面塌陷。其中部分隧道因受力不均导致上半部分的隧道结构垮塌，从而引起地面进一步塌陷。

4、隧道工程为一种高风险的地下工程，与地面工程不同，隧道工程具有唯一性、不可逆性、难修复性等特点，部分富水软土或砂层的盾构隧道塌陷后，因线路唯一则存在工程修复代价高、工期长等特点，因此如何快速、经济的修复塌陷盾构隧道成为工程难题，故需要发明一种新的修复塌陷隧道的施工方法。

5、在满足轨道交通线路设计的前提下，尤其是在埋深大、工期紧、场地条件紧张的工程中，如何快速、经济的修复隧道塌陷成为工程难题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种修复盾构隧道塌陷的施工方法，有效盾构隧道塌陷后进行应急处理，并实现绕线新建隧道的异位修复。

2、本发明采用的技术方案是：一种修复盾构隧道塌陷的施工方法，包括以下步骤：

3、对隧道塌陷处进行应急处理，强化塌陷处结构；

4、以避开原塌陷隧道范围的准则选择隧道新线路；

5、沿隧道新线路在隧道始发端和隧道塌陷处之间的区域明挖隧道；

6、在明挖隧道的基坑开挖的同时沿隧道新线路在隧道接收端始发盾构机；

7、明挖隧道完成后接收盾构机，完成整个隧道的结构施工。

8、上述技术方案中，所述应急处理过程包括：在距离靠近隧道始发端的隧道坍塌点的设定安全距离上，砌筑素混凝土或钢筋混凝土封堵墙；在坍塌稳定后在地面垂直钻孔注浆充填盾构隧道和盾构机，防止留有空腔。

9、上述技术方案中，选择的隧道新线路需不影响其他隧道的施工。

10、上述技术方案中，隧道新线路在平面曲线设计时，在考虑盾构机设备转弯半径的同时，需要根据车辆类型、地形条件、运行速度、环境要求等确定最小曲线半径、缓和曲线长度、曲线间的夹直线长度，满足相关行业关于线路要求。

11、上述技术方案中，明挖隧道的起点选择隧道始发端或完整隧道的某一位置。

12、上述技术方案中，明挖隧道的终点选择需保证新建隧道与废弃隧道的净距大于3m。

13、上述技术方案中，明挖隧道的支护结构包括地下连续墙和多道内支撑；支护结构在既有隧道上方成槽时，将既有隧道洞内采用素混凝土或钢筋混凝土回填密实，宽度不小于3m；在地连墙成槽时，采用地质钻机或全回转全套管钻机工艺可快速、安全的穿过既有完整盾构隧道；待成槽范围内的地下障碍物清除后，地下连续墙采用常规设备成槽设备完成。

14、上述技术方案中，明挖隧道在处理开挖范围内的管片时，主要以明挖隧道内机械开挖和人工开挖为主，同时在基坑洞内拆除管片螺栓，最后逐块吊装拆除管片。

15、上述技术方案中，明挖隧道完成后进行地层加固和降水后，使盾构机进入明挖隧道形成的隧道内。

16、本发明的有益效果是：本发明主要解决处于复杂地质环境条件下的隧道塌陷修复问题，当富水软土或砂层的盾构隧道塌陷后，本发明选择新建绕线隧道的异位修复，可以快速、经济修复塌陷盾构隧道。本发明中的各项方法具有工艺成熟、施工速度快、工程质量保障度高等特点，目前已成功应用于多项轨道交通盾构修复工程案例中。另外，本发明也不仅限于轨道交通行业，也可用于市政、公路、水利等行业的盾构隧道修复工程中。

技术特征：

1.一种修复盾构隧道塌陷的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：所述应急处理过程包括：在距离靠近隧道始发端的隧道坍塌点的设定安全距离上，砌筑素混凝土或钢筋混凝土封堵墙；在坍塌稳定后在地面垂直钻孔注浆充填盾构隧道和盾构机，防止留有空腔。

3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：选择的隧道新线路需不影响其他隧道的施工。

4.根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：隧道新线路在平面曲线设计时，在考虑盾构机设备转弯半径的同时，需要根据车辆类型、地形条件、运行速度、环境要求等确定最小曲线半径、缓和曲线长度、曲线间的夹直线长度，满足相关行业关于线路要求。

5.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：明挖隧道的起点选择隧道始发端或完整隧道的某一位置。

6.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：明挖隧道的终点选择需保证新建隧道与废弃隧道的净距大于3m。

7.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：明挖隧道的支护结构包括地下连续墙和多道内支撑；支护结构在既有隧道上方成槽时，将既有隧道洞内采用素混凝土或钢筋混凝土回填密实，宽度不小于3m；在地连墙成槽时，采用地质钻机或全回转全套管钻机工艺可快速、安全的穿过既有完整盾构隧道；待成槽范围内的地下障碍物清除后，地下连续墙采用常规设备成槽设备完成。

8.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：明挖隧道在处理开挖范围内的管片时，主要以明挖隧道内机械开挖和人工开挖为主，同时在基坑洞内拆除管片螺栓，最后逐块吊装拆除管片。

9.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：明挖隧道完成后进行地层加固和降水后，使盾构机进入明挖隧道形成的隧道内。

技术总结本发明采用的技术方案是：一种修复盾构隧道塌陷的施工方法，包括以下步骤：对隧道塌陷处进行应急处理，强化塌陷处结构；以避开原塌陷隧道范围的准则选择隧道新线路；沿隧道新线路在隧道始发端和隧道塌陷处之间的区域明挖隧道；在明挖隧道的基坑开挖的同时沿隧道新线路在隧道接收端始发盾构机；明挖隧道完成后接收盾构机，完成整个隧道的结构施工。本发明有效盾构隧道塌陷后进行应急处理，并实现绕线新建隧道的异位修复。技术研发人员：朱敏,章铁军,汪子豪受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26