泥水平衡盾构穿越危险地下管线的施工方法技术

本发明专利技术提供了一种泥水平衡盾构穿越危险地下管线的施工方法，包括：一、确定沉降控制标准，包括计算管线容许曲率、计算管线容许最大沉降和确定管线上方控制最大沉降；二、盾构穿越地下管线，包括划分施工穿越阶段、穿越前试验阶段施工、穿越阶段施工和穿越后阶段施工。本发明专利技术解决了受影响建构筑物的变形、受力性态判定多数依据经验，缺乏依据实际监测数据理论计算来判定安全状态的标准等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种盾构掘进机施工方法，具体涉及一种泥水平衡盾构穿越危险地下 管线的施工方法。
技术介绍
随着我国城市建设的不断发展，越来越多的城市开始采用隧道的方式构筑城市地 下快速路和越江设施。该其中，采用泥水平衡盾构进行超大直径隧道施工成为一种较为普 遍的选择。 我国在城市地下铁道的建设中，盾构施工法W其良好的防渗漏水、施工安全快速、 与深埋条件无关、对周围环境影响小等优点，已成为主要的可选施工方案，在许多场合已成 为首选方案。国内软±地区的城市，特别是软±地区的大城市中也城区的地下轨道交通建 设基本上都采用盾构法进行。随着中国经济的迅猛发展，城市化进程的日益提速，盾构法施 工也越来越多。 但随着城市建设的发展，地下轨道交通建设的发展趋势呈现出了深层化、密集化 及复杂化的趋势，拟建隧道不可避免地要穿越大量地下管线，特别是长距离下穿大口径排 水管。因此，如何保证盾构隧道施工的同时，保证地下大口径排水管受到的影响尽量小，成 为一个亟待解决的难题。该对现有的盾构施工技术提出了很大的挑战。 经过对现有技术的文献检索发现，专利201010610862. 8公开了一种±压平衡盾 构机穿越机场跑道的施工控制方法，从设计优化、设备优化、施工监测、跑道控制区划分等 层面建立了一种穿越保护施工方法。专利201110155188. 3公开了一种超大直径盾构隧道 近距离穿越城市高架粧基的方法，该方法主要包括粧基±体加固、粧基承台加固、盾构穿越 粧基等步骤。专利201310500625. X公开了一种软±地层盾构穿越建构筑物风险分级控制 方法，通过资料收集分析影响建筑物安全的因素，对盾构穿越建筑物的主要影响因素进行 风险分类研究；对盾构穿越建筑物的风险进行初步分级；对盾构穿越建筑物的修正影响因 素进行风险分类研究；对盾构穿越建筑物的风险初步分级进行修正；对不同的风险级别做 出相应的控制措施。并据此提出了相应的风险控制方法。专利201110414486. X公开了一 种盾构长距离穿越大口径管线的方法。提出了施工前预测方法，穿越中盾构参数控制措施 等手段。为±压平衡盾构穿越大口径排水管提供了 一种施工控制方法。 通过对检索的文献调查发现，现有技术中存在W下技术问题： 1)现有技术方案多数针对影响对象为地面建筑（如房屋、机场跑道）或者地面建 筑的附属部分（例如高架粧基础）等展开。针对地埋管线的研究也是针对小直径±压平衡 盾构穿越大口径排水管的施工技术，施工风险和造成的后果相对较低。 2)现有技术方案依巧背景多数为小直径±压平衡盾构，较少有超大直径泥水平衡 盾构穿越地下高危构筑物的解决方案。 3)受影响建构筑物的变形、受力性态判定多数依据经验，缺乏依据实际监测数据 理论计算来判定安全状态的标准。 4)缺少针对超大直径泥水平衡盾构穿越地下管线的保护措施和推进参数设置方 法，导致在实际施工过程中，参数设置与受影响的建构筑物实际安全性态关联性较低且随 意性较高，无法真正满足高危易爆地下管线的安全控制需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用管线对应 地表沉降判定管线安全状态的标准，W及在该标准下的一种泥水平衡盾构穿越危险地下管 线的施工方法。 为实现上述目的，一种，包括： 确定沉降控制标准；W及 在该沉降控制标准下，控制盾构施工穿越地下管线； 其中，确定沉降控制标准包括： (1)计算管线容许曲率 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥水平衡盾构穿越危险地下管线的施工方法，其特征在于，包括：确定沉降控制标准；以及在该沉降控制标准下，控制盾构施工穿越地下管线；其中，确定沉降控制标准包括：(1)计算管线容许曲率[ρ]=2[σ]ED]]>式中[ρ]为管线容许曲率，E为管线材料弹性模量，D为管线直径，[σ]为材料容许应力；(2)根据管线容许曲率，计算管线容许最大沉降[δmaxp]=2.3·[ρ]ip2ipλ,]]>其中，1ipλ<0.7]]>式中ip为管线中心平面的沉降槽宽度系数，λ为管线梁弹性地基梁变形系数，为管线容许最大沉降，即管线位置处土层最大沉降量；(3)根据管线容许最大沉降，确定管线上方控制最大沉降δC=α·ipi0[δmaxp]]]>式中δC为管线沉降控制值，即管线上方控制最大沉降，α为经验系数，i0为管线到地表投影面的沉降槽宽度系数；在该沉降控制标准下，控制盾构施工穿越地下管线包括：划分施工穿越阶段，其具体为将整个盾构穿越地下管线划分为三个施工穿越阶段，即穿越前试验阶段施工、穿越阶段施工和穿越后阶段施工，并将施工穿越阶段与盾构推进的环号一一对应；穿越前试验阶段施工；穿越阶段施工；以及穿越后阶段施工。...

【技术特征摘要】
1. 一种泥水平衡盾构穿越危险地下管线的施工方法，其特征在于，包括： 确定沉降控制标准；以及 在该沉降控制标准下，控制盾构施工穿越地下管线； 其中，确定沉降控制标准包括： (1) 计算管线容许曲率式中[P]为管线容许曲率，E为管线材料弹性模量，D为管线直径，[σ]为材料容许应 力； (2) 根据管线容许曲率，计算管线容许最大沉降式中为管线中心平面的沉降槽宽度系数，λ为管线梁弹性地基梁变形系数，[4:] 为管线容许最大沉降，即管线位置处土层最大沉降量； (3) 根据管线容许最大沉降，确定管线上方控制最大沉降式中S。为管线沉降控制值，即管线上方控制最大沉降，α为经验系数，Ici为管线到地 表投影面的沉降槽宽度系数； 在该沉降控制标准下，控制盾构施工穿越地下管线包括： 划分施工穿越阶段，其具体为将整个盾构穿越地下管线划分为三个施工穿越阶段，即 穿越前试验阶段施工、穿越阶段施工和穿越后阶段施工，并将施工穿越阶段与盾构推进的 环号--对应； 穿越前试验阶段施工； 穿越阶段施工；以及 穿越后阶段施工。2. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，将施工穿越阶段与盾构推进的环号 --对应具体包括： 穿越前试验阶段施工为切口环到达管线-15环至切口环到达管线-5环； 穿越阶段施工为切口环到达管线-5环至盾尾脱出管线+5环；以及 穿越后阶段施工为盾尾脱出管线+5环至盾尾脱出管线+15环。3. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，穿越前试验阶段施工具体包括： 对盾构设备进行保养、维修； 控制隧道轴线，即对隧道轴线进行一次定向测量，并将盾构姿态与管片姿态调整到最 佳；以及 检测拼装管片圆度，即对拼装管片的圆度进行测量，校核拼装管片圆度。4. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，穿越阶段施工包括布置监测断面、设 定气泡仓压力、设定泥水质量指标、控制推进速度和刀盘转速、盾尾油脂压注、拼装管片、控 制盾构姿态、以及同步注浆控制。5. 根据权利要求4所述的施工方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，李章林，黄德中，何国军，谈晓亮，袁钧，李鸿，王吉云，王昊宇，孙晗，裘华，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31