[发明专利]盾构进出洞多方位风险控制冻结加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构进出洞多方位风险控制冻结加固方法，属于盾构进出洞冻结加固方法。主要适用于盾构进出洞软弱土层的冻结加固，对涌水、流砂、淤泥、高水压及高地压等复杂不稳定地质条件下进行土体加固，其优势尤为明显。

背景技术

业界普遍认为：冻结加固时，外圈冻结加固体套筒包裹盾构机本体越长，对控制盾构进出洞风险越有利，但有文献表明，冻土与盾构机钢构件壳体外表面冻着强度（剪切强度），假定盐水冻结，盾构－冻土冻着面温度也可达-10℃，最小值取冻着强度0.5MPa，一般盾构机推力约为3000t，地铁盾构外径6.34m，则计算实际外套筒冻结长度仅为3m。按此理论盾构进出洞多方位风险控制冻结加固无法实现，这也是盾构进出洞多方位风险控制冻结加固技术一直未能投入工程实践的主要原因。而频发的盾构进出洞风险迫切需要更为安全的进出洞土体加固方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种盾构进出洞多方位风险控制冻结加固方法，通过分析盾构机构造可知，盾构进出洞施工，盾构机刀盘切削土体推进，由于刀盘比壳体大约20mm，切削土体过程中盾构机壳体与冻土间形成微小空隙，盾构机刚推进冻结套筒时壳体与冻土并非紧密冻着，采用多方位风险控制冻结加固完全可行。

本发明是以如下技术方案实现的：一种盾构进出洞多方位风险控制冻结加固方法，采取板块冻结加固体阻断了盾构机前方的出水通道，使外套筒冻结加固体包裹并超过盾构机本体，可利用外圈冻结孔维护冻结，将盾构推进切削土体过程中形成的微小流水通道封闭，同时由于冻结加固体已整个包裹盾构机本体，也为利用盾构机本体注浆提供了便利条件，可以在冻土与管片、冻土与盾构机外壳之间形成注浆封闭环箍，隔绝了盾构机尾部的出水通道。具体步骤是：

1）通过计算确定板块冻结体的厚度；

2）根据盾构机本体长度确定外套筒冻结长度；

3）设计布置冻结孔孔位；

4）钻孔施工；

5）开机进行积极冻结；

6）盾构进出洞期间进行维护冻结；

7）整个施工期间同步进行冻结及环境监测；

8）停止冻结、割除冻结管并封孔、融沉注浆。

所述的外套筒冻结长度超过盾构机本体1～2环。

所述的冻结孔的布置采用内、外圈多圈布置的方式，内圈冻结孔的布置间距利用群孔冻结的优势放大。

本发明的积极效果是：本发明具有施工操作简单、有效地阻断了盾构机周边所有可能的出水通道，安全度高的优点，适用于各类软土地层的盾构进出洞土体加固施工，对涌水、流砂、淤泥、高水压及高地压等复杂不稳定地质条件下进行土体加固，其优势尤为明显。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明的方法作进一步详细描述。

图1是本发明进出洞风险控制原理图。

图中：1、盾构机本体，2、外套筒冻结加固体，3、板块冻结加固体。

具体实施方式

一种盾构进出洞多方位风险控制冻结加固方法是：通过计算确定板块冻结加固体的厚度→根据盾构机本体长度确定外套筒冻结长度，外套筒冻结长度超过盾构机本体2环→设计布置冻结孔、冻结孔的布置采用内、外圈多圈布置的方式，内圈冻结孔的布置间距利用群孔冻结的优势放大→确定冻结参数→冻结孔施工→开机积极冻结→结合盾构机进出洞进行维护冻结→施工同步监测→融沉注浆。如图1所示，板块冻结加固3体阻断了盾构机前方的出水通道；使外套筒冻结加固体包裹并超过盾构机本体，当盾构机本体1推进到外套筒冻结加固体2内后，可利用外圈冻结孔维护冻结，将盾构推进切削土体过程中形成的微小流水通道封闭，同时由于冻结加固体已整个包裹盾构机本体，也为利用盾构机本体注浆提供了便利条件，可以在冻土与管片、冻土与盾构机外壳之间形成注浆封闭环箍，隔绝了盾构机尾部的出水通道。