[实用新型]盾构进洞超长水平冰冻加固构造

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种盾构进洞位置加固，尤其是一种水平冰冻加固。

背景技术

上海轨道交通10号线某区间隧道工程，由两台全断面切削式土压平衡式三菱盾构机同向推进。上行线全长约990.0m，计825环；下行线全长约998.4m，计832环。砼管片宽度为1.2m。

盾构进洞位置地处虹口区主干道四平路上，交通繁重，车辆众多。进洞区域西侧为一栋钢筋砼结构高层商务楼，正常使用。进洞过程中地面交通不封闭，造成无条件降水。

进洞区域重要管线有1500mm上水管、1000mm污水管、800mm雨水管、700mm煤气管、300mm煤气管等该工程在盾构进洞洞口处，隧道断面大部分为层砂质粉土。虽已完成高压旋喷地基加固，但在此种砂性土中进行水泥系加固很难加固均匀，易发生水泥土“抱团”现象，形成渗水通道。在实际操作中，经取芯检测，加固体强度达到设计要求，可开探孔后发现仍有流砂流水现象，对盾构进洞产生较大影响。同时本次进洞位于主干道四平路中央，进洞施工期间大量车辆正常通行。进洞周边分布有大量重要管线，一旦发生险情，将造成巨大社会影响。

为保证盾构顺利进洞及周边交通、管线的安全，需要对盾构进洞位置进行超常规的入土10m水平冰冻加固。

发明内容

本实用新型是要解决盾构进洞位置进行超常规的入土10m水平冰冻加固的技术问题，而提供一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻加固体，其特点是：内、外圈冰冻加固体为洞口处冻结板块厚1.8m，直径8m，入土层10m；其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体上开有三十三个入土深度为10m的冻结孔，内圈冰冻加固体上开有三圈二十五个入土深度为1.8m的冻结孔，外圈冰冻加固体上的测温孔进入土层10m，内圈冰冻加固体上进入土层1.8m；冻结孔内插有冻结管。

外圈冰冻加固体上的三十三个冻结孔中的冻结管为φ89×8mm的20#低碳无缝钢管；内圈冰冻加固体上的二十五个冻结孔中的冻结管为φ108×8mm的20#低碳无缝钢管。

冻结孔偏斜率：β≤1％。；在外圈冰冻加固体上的冻结孔的最大孔间距为1.1m，内圈冰冻加固体上的冻结孔的最大孔间距为1.2m。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型与常规盾构进出洞冰冻加固自地墙入土不超过6m相比，本次工程打破常规，将入土深度加长至10m，可以保证盾构靠近地墙后盾尾进入外圈加固体，此时注浆，可以大大增加洞圈的密封性，确保进洞安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构剖视图；

图2是图1的左视图。

具体实施方式

如图1，2所示，本实用新型的盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻加固体1，2。

内、外圈冰冻加固体1，2为洞口处冻结板块厚1.8m，直径8m，入土层10m；其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体1上开有三十三个入土深度为10m的冻结孔，内圈冰冻加固体2上开有三圈二十五个入土深度为1.8m的冻结孔，外圈冰冻加固体2上的测温孔进入土层10m，内圈冰冻加固体上进入土层1.8m；冻结孔内插有冻结管3，4。

外圈冰冻加固体1上的三十三个冻结孔中的冻结管3为φ89×8mm的20#低碳无缝钢管；内圈冰冻加固体2上的二十五个冻结孔中的冻结管4为φ108×8mm的20#低碳无缝钢管。

(1)冻土墙厚度h的确定：

设冻土墙平均温度为-10℃，冻土抗压强度σ_压＝3.6MPa，抗拉强度σ_拉＝1.8MPa，抗剪强度τ_剪＝1.6MPa。洞口采取板状冻结方式加固。冻结加固体在盾构进洞破壁时，起到抵御水土压力、防止土层塌落和泥水涌入工作井的作用。该进洞口冻结加固体，其承受的荷载、计算模型及冻结管布置的示意图如图1，2所示：

(1)计算水土压力：

洞口的中心埋深为13.249m，当开洞直径为6.7m时，开洞口的底缘深度为16.599m。

则按重液公式计算得到水土压力为：

P＝0.013H＝0.216MPa

(2)定加固体为整体板块而承受水土压力，运用日本计算理论计算加固体的厚度：

计算得冻土墙厚度为1.80m。

表1运用日本计算理论的数据及结果