[实用新型]一种复杂环境条件下地铁盾构到达辅助结构

说明书

本实用新型公开了一种复杂环境条件下地铁盾构到达辅助结构。它包括高压旋喷桩、垂直冻结管和钢套筒；钢套筒与盾构隧道连接；钢套筒安装在外包洞门处、且与车站侧墙呈垂直设置；外包洞门设置在车站侧墙上；垂直冻结管设置在盾构隧道上、且位于排水箱涵与车站地下连续墙之间；垂直冻结管与车站侧墙呈平行设置；高压旋喷桩设置在盾构隧道上、且位于车站地下连续墙侧面；高压旋喷桩和钢套筒分别位于车站洞门两侧；车站洞门设置在车站地下连续墙上；车站地下连续墙设置在车站侧墙上；垂直冻结管垂直固定在高压旋喷桩上；垂直冻结管与高压旋喷桩组合成加固体。本实用新型具有施工风险小，施工期间不占用车站场地及工期的优点。

技术领域

本实用新型涉及地铁盾构隧道技术领域，适用于复杂地质环境条件下的盾构隧道工程，更具体地说它是一种复杂环境条件下地铁盾构到达辅助结构。

背景技术

目前随着国内轨道交通的迅猛发展，盾构法工艺凭借着速度快、安全性高、影响小等优势，在隧道工程中的占比越来越高。盾构法隧道在施工过程中，盾构始发、到达阶段为高风险源。尤其是在富水的软土、砂土这类地层时，此类地层具有承压水头高、地层渗透性强等特点，盾构能否顺利到达车站直接影响到工程成败。

目前富水软土地层中的各种盾构到达辅助施工方法，主要作用为挡土、挡水，即在盾构机进入车站期间，外部的水、土不进入车站，具体方法主要分为以下几种：高压旋喷桩或搅拌桩加固、降水(必要时设置U型或口型素地下连续墙辅助)、垂直或水平冻结、站内设置箱形结构或钢套筒。

一般地下两层车站隧道加固区的高压旋喷桩或搅拌桩加固纵向长度一般为6～9m，当隧道埋深较深时，如地下三层车站，纵向长度一般取9～12m(盾构主机+2～3环管片)，必要时设置U型或口型素地下连续墙，如现有专利CN106545005B-一种地铁隧道盾构端头的加固体和加固方法；为提高洞门封水效果，可在隧道开挖范围周边设置垂直冻结或水平冻结；为提高盾构主机到达车站前后安全性，可在站内设置箱型结构或钢套筒，如现有专利CN108533278B-复杂环境强透水地层工况下大直径泥水盾构覆土平衡综合接收施工工法。

以上各种技术方法的场地条件要求、工程投资大小、技术实施难易和风险等各方面均不同，需要根据工程实际情况进行选择。

一般地下三层车站埋深约24～30m，在富水软土地层中盾构到达车站时，常用U型或口型素地下连续墙+高压旋喷桩或搅拌桩加固、降水，必要时在站内设置箱型结构或钢套筒。当加固区周边有管线时，一般需要将管线进行改迁。

当三层地下车站周边环境限制(比如加固区附近排水箱涵无法改迁)，无法布置纵向长度9～12m的高压旋喷桩或搅拌桩加固时，可采用以下三种方案：(1)钢套筒+玻璃纤维筋方案，即车站围护结构采用玻璃纤维筋，车站内设置钢套筒，盾构到达车站时直接切削围护结构并进入钢套筒。(2)水平冻结方案，即在车站内设置水平冻结管，将开洞范围及盾构主机开挖周边冻结。(3)钢套筒+人工破除洞门+高压旋喷桩或三轴搅拌桩加固，如现有专利CN108397206A-富水软土地层中短加固区工况下盾构到达接收方法，但该工艺存在加固土体强度低，破除洞门期间存在一定安全风险。

当地下三层车站外无法布置9～12m的高压旋喷桩或搅拌桩加固、车站围护结构未采用玻璃纤维筋时，常规钢套筒+玻璃纤维筋方案无法实现；若采用水平冻结方案，加固土体的冻胀融沉将对地面排水箱涵产生不均匀沉降，影响排水箱涵安全，且在车站内部布置水平冻结管将需要提前在站内40～50天施工，对车站施工影响较大；采用钢套筒+人工破除洞门+高压旋喷桩或三轴搅拌桩加固方案，无法保障破除洞门安全；综上，现有技术方案无法满足复杂环境条件下盾构到达要求。

因此，为了解决以上问题，现亟需开发一种适用于隧道埋深较深、富水软土地层等复杂环境条件的盾构到达辅助结构。

发明内容