[发明专利]一种盾构近距离穿越工况下既有隧道的保护结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种盾构近距离穿越工况下既有隧道的保护结构及施工方法，属于地铁隧道结构加固及保护技术领域，该保护结构设置在管片注浆孔处；防护罩固定在管片内表面，抽运管连通防护罩和真空泵；防护罩内设置开口金属套管，开口金属套管顶端与防护罩接触，底部与金属管段的一端连接，金属管段内嵌于注浆孔内，开口金属套管在靠近注浆孔位置沿环向设置泄压口；开口金属套管内部设置压力弹簧，压力弹簧顶端固定在防护罩上，底端连接泄压活塞；泄压活塞设置在金属管段内；在隧道外部，玻璃钢中空锚杆的一端与注浆孔内的金属管段连接，玻璃钢中空锚杆表面环向设置预留小孔。本发明兼具泄水压和泄土压双重功能，并利用玻璃钢中空锚杆进行连接加固。

技术领域

本发明属于地铁隧道结构加固及保护技术领域，特别涉及一种盾构近距离穿越工况下既有隧道的保护结构及施工方法，适用于盾构近距离穿越既有隧道工况下既有隧道的结构保护，尤其是对既有隧道环向受到不均匀注浆及土体挤压附加荷载作用下的变形防治尤其适用。

背景技术

城市地铁出行方便，能够有效缓解城市交通拥挤，国内很多的城市开始了属于自己的地铁工程建设。随着地铁线网的发展，城市浅地层空间出现了越来越多的盾构近距离穿越既有隧道的工况。

盾构近距离穿越施工风险大，往往采用超前预注浆的方法对地层进行加固。注入土层的浆液控制要求高，注入量过少起不到预期的加固效果，而注入量过多则容易导致浆液乱窜，对浆液的扩散过程、扩散范围和充填密实程度均难以精确控制。因此在实际工程中，盾构的近距离穿越往往会由于超前注浆的原因对既有隧道产生环向和纵向上的变形影响，需要采取一定的防护措施对既有隧道进行保护。目前应用较多的既有隧道保护措施包括环向注浆加固、设置固定锚杆、泄压孔等措施。其中环向注浆扩散范围难以控制，加固一定区域往往需要注入大量浆液，对环境造成额外污染；而在多线叠交工况下设置锚杆可能会对后续新建盾构隧道的开挖造成影响；设置泄压孔往往只是泄水压，缓解盾构隧道的上浮变形，且泄压装置本身简单，功能性上可进一步开发。

综上所述，现有技术普遍还存在着保护效果不佳、对后续临近盾构开挖造成影响、功能不够完善等问题，亟需通过改进技术来进行解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种盾构近距离穿越工况下既有隧道的保护结构及施工方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种盾构近距离穿越工况下既有隧道的保护结构，该保护结构设置在管片注浆孔处；包括防护罩、压力弹簧、抽运管、开口金属套管、泄压口、泄压活塞、金属管段、玻璃钢中空锚杆、预留小孔、真空泵；

在隧道内部，防护罩固定在管片内表面且覆盖注浆孔，抽运管一端连通防护罩，另一端连通真空泵；防护罩内设置开口金属套管，开口金属套管顶端与防护罩接触，底部与金属管段的一端连接，金属管段内嵌于注浆孔内，开口金属套管在靠近注浆孔位置沿环向设置泄压口；开口金属套管内部设置压力弹簧，压力弹簧顶端固定在防护罩上，底端连接泄压活塞；泄压活塞设置在金属管段内；

在隧道外部，玻璃钢中空锚杆的一端与注浆孔内的金属管段连接，玻璃钢中空锚杆表面环向设置预留小孔。

作为优选，所述金属管段外表面与管片接触处设置多道聚氨酯防水环。

作为优选，所述玻璃钢中空锚杆另一端设置金属锚尖，两者可以通过螺纹连接。

作为优选，所述锚尖采用硬质金属材料制作。

作为优选，所述泄压活塞为圆柱状，高度与管片壁厚相同，外径略小于金属管段内径。

作为优选，所述泄压活塞包括上层的实心密封层和下层的胶砌透水石层，两层可以通过胶结固定。