[发明专利]一种盾构机密闭始发及到达的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是涉及一种隧道施工中的盾构机密闭始发及到达的施工方法。

背景技术

盾构施工法是一种使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧道的开挖和衬砌作业的一种在暗挖隧道施工方法。

盾构始发及到达技术是指在盾构掘进前对洞门端头采取处理(加固软弱地层及高地下水位地质条件)、洞门凿除、盾构始发及接收基座的设计加工、定位安装；支撑系统、洞门环的安设、盾构机组装与拆卸措施，从而保证盾构施工能按照隧道设计轴线进行掘进及到达的施工技术。

国内目前使用的盾构机密闭始发及到达施工方法比较多，对于软弱地层中进行盾构始发使用最多的三种方法是：搅拌桩(旋喷桩)加固法、钢板桩置换法、冻结法洞门加固法。

(1)搅拌桩(旋喷桩)加固法

搅拌桩(旋喷桩)加固法是指采用水泥搅拌桩或旋喷桩对洞门地基进行加固的方法，加固范围主要是盾构机密闭始发和到达端头位置，超出盾构机的长度及宽度范围。这种加固方法在现有的盾构始发的洞门加固方法中是使用最多的方法，相比于其他传统加固法，施工工艺简单，相对经济效益好等特点。

然而这种加固方法仍然存在加固量大，工期较长、对部分特殊地质条件的适应性较差、旋喷桩的高旋喷压力可能会使始发井结构产生变形或对周边建筑物及管线产生影响等缺点，并且施工需要较大的施工场地。另外，如果盾构隧道埋深较深或在富水砂层中时，此种工法的加固效果难以保证，从而无法确保完全规避盾构始发和到达的风险。

此工法适用于大多数的盾构始发及到达加固工法。

(2)冻结法

冻结法是将自然状态下的不均匀地基通过机械冻结变成具有均匀力学性质的材料，以改良地基。在预施工冻结区域内，以60cm～100cm的间距埋设冷冻管，通过冻结装置使冷却的盐水(氯化钙水溶液)在冷冻管内循环，使地基冻结固化。

冻结法洞门加固主要优点是：经过冻结地基形成的冻土墙通过温控，可以确保长期处于稳定状态，并且冻土墙均匀性好，强度高，可以有效解决采用搅拌桩、注浆、旋喷等方法加固的土体不均匀而且局部薄弱带不能封堵压力泥水的弱点，适合在具有流砂层的地质条件下使用。

其主要存在问题是：

①采用冷冻法进行地层加固时其冻结期一般需要40d～60d，工期要求较长，并且机械冻结需要使用大量的电能，从而使大大的增加了施工成本。

②冻结法施工引起的土层冻胀对周围环境的影响较大。多数土层结冰时均要产生冻胀，冻胀量的大小与土层力学特性、约束条件、约束速度、土层含水量及水分迁移的多少有关，水变冰的体积膨胀量约为9％，而土体膨胀量一般约为3％～4％，影响的范围还会波及到非冻土区1m～1.5m，故可能引起地面的隆起周围管线的破坏。其次，始发结束后，由于冻结区域冰块的融化和冻结管拔出后的空隙会引起土层的融沉，导致地表的沉降。

此工法适用于大多数的盾构始发及到达加固工法。

(3)钢板桩置换法

钢板桩置换法是指在洞门圈范围内设置封门，在洞门圈外侧设置钢板桩，钢板桩紧密排列并与井壁密贴。盾构始发前在洞门圈内侧安装好止水系统，待准备工作完成后，将洞圈内封门拆除，盾构顶入洞圈内。盾构机切口距离钢板桩约200时停止盾构机运转，调整好止水装置及利用惰性浆液将洞圈内空隙填满后拔除钢板桩。

钢板桩置换法进行盾构始发过程中，钢板桩起到挡土、止水的作用，由于拔除钢板桩前盾构机已经进入洞圈内，并利用泥浆进行护壁，避免了主体的直接暴露，防止了土体的坍塌。但是采用钢板置换法也有一定的局限性，例如在进行钢板桩的拔出时占用的工期较长、场地要求高、并且对土体的扰动较大、不宜在周围建筑物较近的情况下使用、盾构机密闭始发后易发生“磕头”现象等等问题。

此工法适用于大多数的盾构始发工法，盾构到达接收尚未采用此种工法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种安全、经济、高效、简洁的盾构机密闭始发及到达方式，将盾构始发及到达过程中的不可控因素(风险源)转变为可控因素，大大降低了施工过程中的风险，为较好地控制地面沉降提供了有效保障的盾构机密闭始发及到达的施工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种盾构机密闭始发及到达的施工方法，其方法步骤如下：

(1)：紧贴连续墙围护结构做素混凝土连续墙；

(2)：在洞门上打斜向周边观察孔，观察土体稳定和渗漏情况；

(3)：分段凿除洞门上的混凝土和钢筋，同时用素混凝土置换原连续墙；