[发明专利]一种用于软土地基盾构隧道的减缓沉降结构及使用方法

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于软土地基盾构隧道的减缓沉降结构，包括砂浆喷洒机构、盾构隧道管片、注浆连接部、注浆管、注浆设备和动力单元，所述砂浆喷洒机构的前部穿入盾构隧道管片并伸入软土中，所述砂浆喷洒机构的尾部与动力单元转动连接，注浆连接部开设于动力单元的外侧，所述浆连接部与砂浆喷洒机构相连通，所述注浆连接部通过注浆管与注浆设备连接，本发明解决了现有的隧道防沉降结构在施工中由于注浆作用，砂浆喷洒不均匀会在地层内产生超孔隙水压，随着超孔隙水压的消散地层将产生沉降，注浆不足引起管片漏水都会引起工后持续沉降的问题。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体一种用于软土地基盾构隧道的减缓沉降结构及使用方法。

背景技术

近年来，随着中国经济的飞速发展和城市化进程的加快，地铁已成为缓解城市巨大交通压力的有效手段。在城市的地下隧道工程中，盾构法施工是目前技术比较成熟且广泛采用的施工技术。相对于传统的隧道施工方法，盾构法可有效控制地表沉降，且施工速度快，已成为城市地下隧道工程的首选。特别是对位于软土地区的城市来说，盾构法是现阶段唯一可行的长隧道施工方法。软土地区地质条件复杂多样，地下水位一般较高，盾构施工过程极其复杂，目前已成国内外众多学者研究的重点问题。

盾构隧道工后长期沉降是指隧道衬砌周边的注浆材料固结后与地层形成一体后，作用在隧道衬砌上的水土压力已经较为稳定的阶段的地层变形。软弱地层往往会在这个阶段发生长期沉降。引起长期沉降的主要原因可以分为：盾构掘进对周边地基的扰动和孔隙水压的变化。地层在切口通过一盾构通过一盾尾通过的全程中受到来自盾构的作用力而被扰动。这些扰动引起的孔隙水压上升和有效应力的减少。饱和软土地层中，渗漏水是地铁盾构隧道最主要的病害之一，是引起地表及隧道长期沉降的主要原因，隧道渗流使周围土体孔压不断减小、有效应力逐渐增大，进而导致土体和隧道沉降。

一般工程中采用旋喷法施工解决隧道下沉问题，利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固，旋喷法施工主要机具设备包括：高压泵、泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐，钻机采用XY-100型振动钻机，空压机采用SA-5150W空压机。

申请号为CN201020153026.7的中国专利公开了一种用于隧道旋喷管棚预支护的纵向开口花管，所述纵向开口花管为沿轴向全长开口的管体，开口的截面形状为弧形或半圆形。该实用新型使得隧道旋喷管棚预支护方法得到更为完善的实施，节约了施工费用，且管棚、高压旋喷工艺都较成熟，在实际的施工中易于实现。

申请号为CN201520263735.3的中国专利公开了一种水平旋喷施工专用钻机，包括钻机平台、施钻系统和行走系统，钻机平台的前后拱圈上设有滑移装置，滑移装置带动设置在塔架上的施钻系统沿前后拱圈移动，实现对钻杆快速精确定位；行走系统通过行走装置及行走辅助装置，将钻机移至或移出工作面。该实用新型将传统回转中心轴式水平旋喷钻机的单点定位改为两点定位，使得定位更高效、更精确；并且将施钻系统的塔架分为两部分，便于运输，增加了一次性允许打设长度，避免了设备变形；同时将钻机平台、施钻系统、行走系统巧妙地结合在一起，增加了设备移动的灵活性和便捷性，避免了设备的反复拆卸与安装。本实用新型可广泛应用于隧道内水平旋喷、超前注浆等施工操作。