專利名稱：一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，屬于地下工程施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于地下空間開發(fā)強(qiáng)度越來越高，盾構(gòu)掘進(jìn)有時不得不近距離穿過建筑物。目前常用的方法是對受盾構(gòu)施工影響范圍內(nèi)的土體進(jìn)行注漿加固，施工周期長，成本高，在目前的招標(biāo)制度低價中標(biāo)的前提下，施工承包商往往愿意鋌而走險，不進(jìn)行加固處理，由于技術(shù)上不過關(guān)往往無法保障開挖面的穩(wěn)定造成重大的安全事故。目前，對于土壓平衡式盾構(gòu)，通常認(rèn)為通過支護(hù)壓力平衡開挖面前方的土水壓力的概念來控制開挖面穩(wěn)定，但是實(shí)際上在遇到砂性土和風(fēng)化巖層時往往很難做到土壓平衡開挖，螺旋排土器口出現(xiàn)的噴涌和出于對刀具的保護(hù)往往出現(xiàn)欠壓施工，導(dǎo)致超挖引起地表過大沉降甚至地表塌陷，見諸于屢屢報 道的地鐵施工引起的地表塌陷事故、甚至建筑物開裂傾斜事故往往是由于該原因引起的。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，旨在解決越來越多的盾構(gòu)近距離穿越建筑物和地下管線的施工控制以最大限度降低對建筑物影響的問題。采取龍門吊稱量排放的渣土總質(zhì)量減去加進(jìn)去水得到排放渣土的總質(zhì)量，通過與理論開挖排放渣土總質(zhì)量進(jìn)行比較能夠較好地控制盾構(gòu)超挖的問題。同時為了減少壓力艙內(nèi)渣土對刀盤刀具的磨損，將壓力艙內(nèi)渣土改良成“流塑狀態(tài)”，能夠更加穩(wěn)定地控制開挖面的支護(hù)壓力，減少支護(hù)壓力的波動帶來不利的影響，也便于通過螺旋排土器排出。對盾構(gòu)掘進(jìn)形成的盾尾空隙需要采用充填效果更好的高密度、觸變性壁后注漿液，能夠使注入盾尾空隙的漿液不發(fā)生流失，更加及時充填盾尾空隙，確保減少地層損失和穩(wěn)定地層。技術(shù)方案一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，包括如下步驟
一、建立盾構(gòu)掘進(jìn)有限元數(shù)值分析模型，分析不同支護(hù)壓力比和不同注漿效果條件下盾構(gòu)掘進(jìn)對地層及建筑物的影響，提出最佳的支護(hù)應(yīng)力比和對漿液性能的要求；
二、盾構(gòu)掘進(jìn)時通過嚴(yán)格控制出渣量，確保避免超挖，更好地控制開挖面穩(wěn)定；
三、選用高密度、觸變性的盾尾注漿液，確保及時充填盾尾空隙，避免漿液的流失；
四、盾構(gòu)掘進(jìn)速度應(yīng)低速通過，同時對建筑物應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋調(diào)
難
iF. O所述步驟一中，對已建地鐵隧道，應(yīng)控制沉降量在20mm以內(nèi)，框架結(jié)構(gòu)的相鄰柱基沉降傾斜在0. 0021以內(nèi)、砌體結(jié)構(gòu)承重墻的局部傾斜在0. 002以內(nèi)。所述步驟二中，嚴(yán)格控制超挖可通過注入氣泡或者高分子聚合物來潤滑刀盤和刀具，同時改良壓力艙內(nèi)渣土達(dá)到較好的流塑狀態(tài)，具有低滲透性、低強(qiáng)度和合適的流動度，從而更加有利于控制渣土排放達(dá)到控制超挖。
所述步驟二中，嚴(yán)格控制超挖可通過龍門吊車計重稱計算每環(huán)出渣總質(zhì)量，并減去注入氣泡時加進(jìn)去的水和渣土輸送履帶沖洗加入的水，與盾構(gòu)推進(jìn)每環(huán)的理論渣土總質(zhì)量相差應(yīng)控制3%以內(nèi)。步驟三中，所述高密度的盾尾注漿液是指密度在I. 9g/cm3以上；觸變性是指漿液注入盾尾空隙后能夠在20分鐘之內(nèi)漿體的剪切屈服強(qiáng)度快速提高從而達(dá)到抑制漿液向開挖面的流失。步驟四中，所述盾構(gòu)掘進(jìn)速度應(yīng)控制10mm/min以內(nèi)。所述最佳的支護(hù)應(yīng)力指建筑物影響最?。凰鰧{液性能的要求包括對盾尾壁后注漿液的密度、固結(jié)變形、流動性、初凝時間性能要求。高分子聚合物為高分子的聚丙烯酰胺。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，提出了開挖面穩(wěn)定控制新方法，即通過支護(hù)壓力和渣土排放控制兩方面來達(dá)到，通過壓力艙內(nèi)渣土改良來達(dá)到更好控制開挖面支護(hù)壓力，通過計算渣土的排放量來控制盾構(gòu)超挖。同時通過注入高密度、觸變性漿液達(dá)到更好充填盾尾空隙，防止?jié){液流失?？梢源罅繙p少地層加固費(fèi)用，同時也可以更加有效利用地下空間。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。某地鐵盾構(gòu)埋深14. 5m,盾構(gòu)直徑6. 34m,由粉土、粉質(zhì)粘土、粘土、砂土及卵碌石組成，地下水位在地表以下3. Om。在緊鄰盾構(gòu)隧道旁2. 5m處有一閥板基礎(chǔ)住宅樓建筑物(地上12層，地下2層)，閥板厚500mm，底板埋深5. lm，該樓長、寬、高分別為87. 61m、13. 12m、37.40m。盾構(gòu)平行于建筑物長向推進(jìn)。盾構(gòu)掘進(jìn)時，采用較低推進(jìn)速度，平均6. 7mm/min，在砂性土地層中注入30%左右摻入量的氣泡將壓力艙內(nèi)渣土改良達(dá)到流塑狀態(tài)。同時，嚴(yán)格控制渣土排放量，各環(huán)排放的渣土與理論應(yīng)排放的渣土相差在2.廣3%之間。壁后注漿量達(dá)到理論注入量的14(T160%之間，漿液的密度I. 96g/cm3。沉降監(jiān)測表明地表最大沉降控制+5'10mm以內(nèi)，該住宅樓沒有出現(xiàn)明顯的墻體裂縫，盾構(gòu)近距離穿越建筑物基本上沒有對建筑物造成影響。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于包括如下步驟 步驟一、建立盾構(gòu)掘進(jìn)有限元數(shù)值分析模型，分析不同支護(hù)壓カ比和不同注漿效果條件下盾構(gòu)掘進(jìn)對地層及建筑物的影響，提出最佳的支護(hù)應(yīng)カ比和對漿液性能的要求； 步驟ニ、盾構(gòu)掘進(jìn)時通過控制出渣量，避免超挖； 步驟三、選用高密度、觸變性的盾尾注漿液，及時充填盾尾空隙； 步驟四、盾構(gòu)掘進(jìn)速度應(yīng)低速通過，同時對建筑物應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，井根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋調(diào)整。
2.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于所述步驟一中，對建筑物的影響是指，對已建地鐵隧道，應(yīng)控制沉降量在20mm以內(nèi)，框架結(jié)構(gòu)的相鄰柱基沉降傾斜在O. 0021以內(nèi)、砌體結(jié)構(gòu)承重墻的局部傾斜在O. 002以內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于所述步驟ニ中，控制超挖時，通過注入氣泡或者高分子聚合物來潤滑刀盤和刀具。
4.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于所述步驟ニ中，控制超挖時，通過龍門吊車計重稱計算每環(huán)出渣總質(zhì)量，并減去注入氣泡時加進(jìn)去的水和渣土輸送履帶沖洗加入的水，與盾構(gòu)推進(jìn)每環(huán)的理論渣土總質(zhì)量相差控制3%以內(nèi)。
5.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于步驟三中，所述高密度的盾尾注漿液是指密度在I. 9g/cm3以上；觸變性是指漿液注入盾尾空隙后能夠在20分鐘之內(nèi)漿體的剪切屈服強(qiáng)度快速提高從而達(dá)到抑制漿液向開挖面的流失。
6.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于步驟四中，所述盾構(gòu)掘進(jìn)速度控制10mm/min以內(nèi)。
7.如權(quán)利要求I所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于所述最佳的支護(hù)應(yīng)カ指建筑物影響最?。凰鰧{液性能的要求包括對盾尾壁后注漿液的密度、固結(jié)變形、流動性、初凝時間性能要求。
8.如權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，其特征在于高分子聚合物為高分子的聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)近距離穿越建筑物時的變形控制方法，首先，采用數(shù)值分析方法分析不同支護(hù)壓力比和不同注漿效果條件下盾構(gòu)掘進(jìn)對地層及建筑物的影響，提出最佳的支護(hù)應(yīng)力比和對漿液性能的要求；其次，加強(qiáng)盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定控制，可通過渣土改良的方式將壓力艙內(nèi)的渣土改良成流塑狀態(tài)，減少壓力控制的波動，還通過計量渣土的實(shí)際出渣質(zhì)量和理論出渣質(zhì)量的對比，控制超挖；最后，應(yīng)加強(qiáng)對壁后注漿液性能控制，采用高密度、具有觸變性漿液，不發(fā)生漿液的流失達(dá)到及時充填盾尾空隙。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，還應(yīng)加強(qiáng)安全監(jiān)控，及時調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，確保臨近建筑物的安全。本發(fā)明大量減少地層加固費(fèi)用，更加有效利用地下空間。
文檔編號E21D9/093GK102733816SQ20121023722
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者豐土根, 汪海, 王慧潔, 趙靜, 鐘小春 申請人:河海大學(xué)