[发明专利]大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法

说明书

本发明公开一种大直径盾构施工遇地层漏斗控制地表沉降的快速处理方法，该方法包括以下步骤：探明地层漏斗的范围、调查区间建筑物、布设地面监测、采用逐层深孔注浆加固地面建筑物的下方土体、对隧道及其上方地层漏斗预注浆加固、检测加固效果。根据以上步骤对建筑底下已发生扰动的土体进行自地面垂直钻孔分层注浆加固，另一方面采用注浆工艺自下而上地封堵住地层漏斗底部的出水通道，同时结合多种方式检验加固效果，确保地面建筑与隧道的持续安全稳定。本发明能够解决大直径盾构施工突遇地层漏斗引起地表沉降问题，克服前期勘探手段约束大、突遇不良地质盾构进水造成地面密集老旧建筑沉降破坏的工程困难。

技术领域

本发明涉及盾构施工中控制地表沉降的领域，特别是涉及一种大直径盾构施工遇地层漏斗时控制地表沉降的一种快速处理方法。

背景技术

城市地铁盾构隧道经常性下穿老旧建筑密集群，对原有城市干道、楼房建筑、地下结构等的影响十分明显。由于老旧房屋建筑密集，且为浅基础建筑，前期地质勘察受到很大限制，地质勘察和钻探往往无法精准到覆盖整个区间，此时容易碰到盾构穿越时建筑物下面恰遇地层漏斗情况。而一般地层漏斗范围比较小，属于地形和地质突变，前期勘察时由于上部地面建筑物难于发现，引起疏忽。而在制定具体的盾构隧道施工方案时，没有制定出有效的预加固措施。漏斗形突变地质表现为分布多层土，土层承载力弱、地下水丰富且分布复杂、土体颗粒空隙大、透水性强等不良地质性状；同一土层深度相差较大，抗剪力差，土层之间粘结弱；地下水容易汇聚在漏斗底，一旦下层土粒扰动，形成出水口，出水点集中且水量大，容易出现涌水和突泥，继而极容易地引发地面房屋沉降，造成建筑结构不均匀沉降，受损或倒塌，造成极大工程事故。在复杂多变的地质情况下，面对建筑基础下面地层漏斗区段，水位高，地层裂隙发育，裂隙水较大，裂隙水汇聚严重，地表建筑产生不均匀沉降。因此，在施工时尽快地确定基础和地层加固技术，控制地面和已有建筑安全，充分保证盾构施工质量与进度的有着极为迫切的现实需求。

根据以往盾构同步注浆与二次注浆施工方法经验，只能够做到填充管片背后于土层之间的空隙，对于局部范围内土层性状改良有较好的效果。但遇到突涌或漏水点水量大时浆液冲跑严重止水难；当经过建筑群时，已发生较大地层损失和沉降变形或者大范围原状土被扰动的地面沉降仅对盾构隧道附近土体进行加固，无法保证地面和建筑物的安全。广州地铁十八号线番南中间风井-番南1号盾构井区间左线157环盾构下穿蔡二村临近幼儿园时，由于前期地址勘察没有发现该地面建筑下方存在地层漏斗，地下水集中在漏斗底部，盾构穿越路径刚好进过底部土层，土体中的裂隙水形成出水，在施工时出现盾构进水，且无法止水事情。传统的同步注浆与二次注浆加固效果微弱，地表仍发生较大的不均匀沉降。需在地面和建筑物内部采用一种快速的地层加固和注浆加固技术，确保上部建筑物和下部地铁盾构机施工安全。

由于地层漏斗是在前期没有勘察清楚的突发性不良地质情况，又恰出现在地面密集房屋之下，在没有提前制定相关的应对措施情况下必须要求加固处理方式要迅速有效、针对性强、既控制地层漏斗上方地面建筑沉降安全又能保证盾构施工的安全。盾构下穿老旧密集城市建筑群时，由于房屋密集(大部为浅基础建筑)，前期勘察工作未发现地质突变即建筑物下面存在着地层漏斗，在施工中突遇出现盾构进水，导致地面和建筑物发生了不均匀沉降，地面和建筑面临着倒塌的工程危险。根据详细勘察，地层漏斗主要表现为上软下硬，上部多为杂填土，承载能力弱，固结程度低；下部地层为多种风化岩，裂隙发育，裂隙水较大。盾构施工面临的问题至少有以下方面：(1)房屋底下土体已发生扰动且正在加速固结，常规的同步注浆模式只能做到填充管片背后与土层之间的空隙，不能满足地面建筑对于地表沉降的要求；(2)地层漏斗底已形成出水通道，隧道内出现盾构进水，如不采取有效的加固措施继续穿越可能存在很大的安全隐患；(3)由于地层漏斗的存在，后期的持续盾构穿越仍面临着(1)(2)问题，施工进度影响严重。以两个现有技术为例:

1.以下是现有技术中的其中一个技术方案：隧道全断面超前预注浆施工方法(专利号201710609335.7)；