[发明专利]一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式及其施工方法

权利要求书

1.一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式，其特征在于：它包含矿山段和盾构段，矿山段的一端设置有盾构段；所述的矿山段包含接收段隧道初期支护、堵头墙、加固锚杆、接收地层加固、矿山段隧道二次衬砌、接收段隧道箱体衬砌、箱体衬砌端墙、填注水泥砂浆、盾构管片衬砌、盾构机钢壳、接收段二次衬砌、二衬堵头墙、加强二次衬砌；所述的接收段隧道初期支护的端部设置有堵头墙，堵头墙上设置有加固锚杆；所述的接收段隧道初期支护的一端设置有接收地层加固；所述的接收段隧道初期支护内设置有矿山段隧道二次衬砌和接收段隧道箱体衬砌，接收段隧道箱体衬砌的一端设置有箱体衬砌端墙，接收段隧道箱体衬砌和箱体衬砌端墙内设置填注水泥砂浆；所述的接收段隧道箱体衬砌的一端插设有盾构管片衬砌；所述的盾构机钢壳内设置有接收段二次衬砌，接收段二次衬砌上设置有二衬堵头墙；所述的盾构管片衬砌内设置有加强二次衬砌。

2.一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于它包含如下步骤：

(1)、从矿山法隧道段采用钻爆法或浅埋暗挖法进行接收段隧道初期支护施工，接收段隧道采用上下台阶法人工开挖，开挖完成后立即在开挖断面外缘施作隧道初期支护，开挖至预定对接点时对端墙进行喷射混凝土封闭形成堵头墙，并在堵头墙上设置加固锚杆注浆以稳定端墙；

(2)、进行接收地层加固，分段向盾构隧道方向进行超前深孔注浆堵水加固地层；

(3)、加固完成后进行钻孔检查，然后施作矿山段隧道二次衬砌、接收段隧道箱体衬砌，箱体衬砌拱部预留注浆钢管压住水泥浆保证衬砌拱部密实，接着模筑箱体衬砌端墙进行封闭，而后开孔在箱体衬砌内填注水泥砂浆，充满整个箱体衬砌；

(4)、盾构机沿盾构法隧道向对接点掘进，拼装管片衬砌，掘进至预定对接点时盾构机刀盘直接破除堵头墙，然后匀速持续掘进至箱体衬砌端墙位置，边掘进边拼装管片，加强管片背后同步注浆；盾构掘进过程中挖除箱体衬砌内水泥砂浆，使得盾构机在平衡状态下接收；

(5)、对盾构机后部管片注浆密实度进行检测，然后拆除盾构机后配套系统从盾构隧道后方运出；接着在盾构机钢壳上设置吊点，配合洞内地面千斤顶依次拆除尾盾、中盾和前盾；凿除箱体衬砌端墙，拆解盾构机刀盘，施作钢壳背后注浆，对盾构机钢壳背后压住水泥浆填充后方空隙密实；

(6)、在上述结构内缘铺设防水层，从矿山法段开始分段安装模板台车或脚手架，模筑接收段二次衬砌和正常矿山法段交接处二衬堵头墙；与盾构法段交界段在管片内模筑加强二次衬砌，设置加强圈梁，即完成矿山盾构隧道机械土木组合对接的施工。

3.根据权利要求1所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式，其特征在于：所述的盾构管片衬砌上设置管片背后注浆。

4.根据权利要求1所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式，其特征在于：所述的盾构机钢壳上设置有钢壳背后注浆。

5.根据权利要求1所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式，其特征在于：所述的加强二次衬砌上设置加强圈梁。

6.根据权利要求2所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于：上述步骤(1)中，所述接收段隧道采用类圆形断面，长度不小于盾构机头长度与1.5倍盾构管片外径之和。

7.根据权利要求2所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于：上述步骤(1)中，所述隧道初期支护采用格栅钢架喷射混凝土结构，根据地层情况厚度取250～300mm。所述堵头墙采用喷射混凝土结构或素混凝土结构。

8.根据权利要求2所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于：上述步骤(1)中，所述堵头墙加固锚杆采用玻璃纤维锚杆并注浆，横竖向间距1.5m，梅花型布置。

9.根据权利要求2所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于：上述步骤(2)中，所述接收地层加固的范围为隧道开挖外轮廓以外3.0m，加固长度不小于12m；采用注浆法加固，注浆浆液为超细水泥浆，保证堵水和加固效果。

10.根据权利要求2所述的一种水底矿山盾构隧道组合对接结构形式的施工方法，其特征在于：上述步骤(3)中，所述矿山段隧道二次衬砌、接收段隧道箱体衬砌及端墙均采用钢筋混凝土结构；所述接收段隧道箱体衬砌内轮廓比盾构管片外轮廓外放至少300mm。