[发明专利]盾构隧道与矿山法隧道结合部的加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下掘进技术领域，具体涉及一种盾构隧道与矿山法隧道结合部的加固方法。

背景技术

随着城市地下空间开发利用程度的不断提高，盾构在施工过程中遇到了各种各样的复杂地段，如软硬互层段、有孤石地段和微风化高硬度岩石段，或遇到建筑物桩基等障碍物，此时单纯依靠盾构较难施工。对于长度超过100m、岩石单轴抗压强度超过80MPa的地层，在国内、外均没有纯盾构法施工成功案例的报道。一条区间隧道，如果中间深埋段遇到坚硬的未风化或微风化岩层，两端浅埋段为强风化的围岩或沉积土层，采用“矿山法+盾构法”复合工法可结合两工法各自的优点，具有很好的技术、经济和社会效益。“矿山法+盾构法”复合工法施工方法是先在区间隧道中部施作一个工作竖井，在上述里程范围内用矿山法施工初衬隧道，然后再穿越已有矿山法隧道进行盾构法施工。

矿山法隧道施工完成后，盾构机要从盾构隧道进入矿山法隧道或者盾构机从矿山法隧道内重新进入土体进行掘进都需要进出矿山法和盾构法隧道的结合部，盾构机在矿山法隧道内的进出是盾构空推过矿山法隧道的一个重大的风险源，一旦结合部加固不好则可能导致地下水或者土体涌入矿山法隧道造成地面塌陷，因此结合部的加固是一个复杂的问题。

王茂祥等为了保证矿山法隧道端头墙的安全，隧道端墙全断面采用C25素混凝土封堵，喷射厚度为150mm，然后浇注1m厚C25素混凝土封堵端墙，盾构壳体刚好从封堵墙中进洞，然后进入导台支撑。

马小汀等在盾构隧道与矿山法隧道贯通以前，在盾构机的刀盘及盾壳与围岩的空隙预注膨润土，使膨润土充满刀盘、盾头及盾壳与围岩的空隙，保证隧道贯通时减小爆破对盾构刀盘的冲击力，起到保护盾构机的作用。

王春河在矿山法隧道开挖完成后，在隧道端头墙位置水平放置玻璃纤维筋格栅，玻璃纤维筋格栅随隧道端头最后两榀密排格栅钢架同步架设，且玻璃纤维筋格栅与钢筋格栅搭接部分至少采用12号铅丝绑扎牢固，并采取适当辅助连接措施，确保玻璃纤维筋格栅伸入钢筋格栅长度不小于300mm，绑扎牢固的同时喷混凝土密实。掌子面开挖后立即初喷40mm厚C20混凝土，防止局部坍塌，且要求喷射混凝土与隧道最后三榀密排格栅的喷射混凝土同步施工，水平格栅及纤维筋网绑扎好后及时喷射混凝土。另外在端头墙处应做好洞门预埋件，洞门预埋件必须符合设计要求，且要适当加强，严格控制预埋件尺寸，尤其要控制洞门钢环的曲率，确保盾构机顺利进入暗挖空推段。

尽管如此，上述方法仍然具有诸多不足，如盾构机推进至封堵墙，封堵墙如果不凿除，则易造成端墙坍塌，土体发生流失，风险极大；前方土体不加固，止水效果不好，松软地层易塌方；塌方后，抢险困难；采用预埋件止水效果得不到保证，易造成水土流失等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种盾构隧道与矿山法隧道结合部加固方法以克服上述不足。

本发明的盾构隧道与矿山法隧道结合部加固构思如下：

1)当矿山法隧道先完成施工时，盾构机推进进入矿山法隧道时，为了确保所述矿山法隧道掌子面土体稳定，防止地下水涌入矿山法隧道。矿山法隧道掌子面完成后，对矿山法隧道与盾构隧道接头约4.5米范围内采用水平注浆管对土体进行水平注浆加固，提高土体的强度和自立性。

2)当盾构机无法正常推进进入矿山法隧道，需要采用矿山法施工接盾构机进入矿山法隧道时，为了保证盾构机进入矿山法隧道时土体的稳定，采用密排钢管管棚加固盾构机周围土体，注浆时则采用止水性好、强度低的材料，以防止盾构机被固结。

根据该构思，采用了如下所述的方法解决盾构隧道与矿山法隧道结合部加固的现有技术中存在的一些问题。

本发明的盾构隧道和矿山法隧道结合部的加固方法，所述方法用于盾构机推进进入矿山法隧道，包括如下步骤：

1)在所述矿山法隧道的掌子面初喷混凝土，以防止局部坍塌；

2)在所述矿山法隧道的端墙位置水平放置格栅并进行固定后喷射混凝土；

3)在所述矿山法隧道的端墙通过设置多根注浆管注射浆液进行加固；

4)在所述矿山法隧道和所述盾构隧道的两端墙全断面采用素混凝土封堵。

其中优选初喷的混凝土厚度为50-100毫米，较佳地为50毫米。

在本发明的方法的具体实施中，优选所述格栅为玻璃纤维筋格栅。

在本发明的优选实施方案中，所述格栅通过连接在所述矿山法隧道端墙的钢筋格栅进行固定，所述格栅部分伸入所述钢筋格栅中，且伸入的长度不小于300-500毫米。