一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统和方法，包括：第一加固区，为在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构，紧贴其施工的旋喷桩加固区；第二加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的冻结法加固区，该加固区靠既有车站一侧；第三加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的单排RJP桩加固区，该加固区靠新建车站一侧；潜水降水井，设在新建车站基坑内部；备用承压水降水井，设在新建车站基坑外，兼作承压水位观测孔之用。本发明专利技术可以有效提高紧邻围护结构土体的自稳性和承载力，减小盾构进洞、到站时涌水涌砂风险，降低对既有车站运营影响。

System and method for reinforcing structure of shield structure of subway station under shield

The invention discloses a shield tunneling under existing reinforcement system and method of retaining structure of subway station includes a first reinforcing area in the existing station outside, away from the other side of the new station foundation pit retaining structure, pile to the construction reinforcement area; reinforcement area second, as close to the existing station and the new the subway station shared envelope construction in freezing consolidation area, the reinforcement area on both side of the station; the reinforcement area is close to third, both single row pile RJP station and the new station shared retaining structure of subway station construction reinforcement area, the reinforcement area by new station side; diving down wells, located inside the new the station foundation pit; confined water reducing standby wells, located in the new station pit, a confined water level observation hole for. The invention can effectively improve the self stability and bearing capacity of the soil adjacent to the retaining structure, and reduce the risk of water inrush and sand inrush when the shield enters the tunnel and stops at the station, thereby reducing the influence on the operation of the existing station.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市轨道交通盾构施工等市政工程的
，尤其是指一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统和方法。
技术介绍
随着城市轨道交通建设的迅猛发展，盾构施工时穿越新建车站基坑围护结构屡见不鲜，盾构进出洞口时对围护结构进行加固处理也应用广泛，相关技术也较为成熟。但地下铁路交叉换乘越来越频繁，新建车站与既有车站紧邻，盾构下穿既有车站同时穿越其围护结构的加固方案较少。盾构法下穿既有车站、穿越其围护结构施工不仅需要考虑穿越车站围护结构，同时要考虑下穿既有运营车站带来的风险，在这种情况下进行盾构施工时，必需严格控制地层沉降、位移，以免带来严重的后果。特别在粉砂层、淤泥质粘土层、粉土层及粉质粘土层等含水或为承压水的恶劣地质条件下，盾构隧道穿越既有地铁围护结构时更加危险。因此在恶劣地质条件进行盾构隧道穿越铁路站施工时，有必要对土体进行加固和降水处理，从而提高土体的强度和止水性，以利于盾构穿越。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对粉砂层、淤泥质粘土层、粉土层及粉质粘土层等含水或为承压水的恶劣地质条件下，盾构下穿既有车站及穿越其围护结构施工过程产生的涌水涌砂、沉降过大等问题，提供一种安全可靠的盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统和方法，可以有效提高紧邻围护结构土体的自稳性和承载力，减小盾构进洞、到站时涌水涌砂风险，降低对既有车站运营影响。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案，如下：一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，包括：第一加固区，为在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构，紧贴其施工的旋喷桩加固区；第二加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的冻结法加固区，该加固区靠既有车站一侧；第三加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的单排RJP桩加固区，该加固区靠新建车站一侧；潜水降水井，设在新建车站基坑内部；备用承压水降水井，设在新建车站基坑外，兼作承压水位观测孔之用。所述第一加固区采用旋喷桩加固土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为6m。所述第二加固区采用冻结法加固进、出洞口的土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为11m。所述第三加固区采用RJP桩，对围护结构的接缝进行加固处理，直径采用1800mm～2300mm，间距1200mm～1700mm，长度为贯穿整个承压水层进入低渗透性土层，其中外边缘两侧各多根桩从地面开始打设，中间部分视承压土层埋深而定。所述潜水降水井应使基坑施工中，基坑内地下水位保持在开挖面以下1米。所述备用承压水降水井配套有滤水管、沉淀管、井壁管，其深度和滤水管长度根据地质报告中的承压水层埋深、厚度确认；井口位于地面以上，井壁采用钢管；滤水管外包无纺布，沉淀管接在滤水管底部，沉淀管底口封死；滤水管、沉淀管与井壁管管径相同；从井底向上至滤水管顶部均匀围填中粗砂；在中粗砂的围填面以上采用粘土围填；井口封闭的止水填料采用粘土。所述滤水管采用桥式滤水管。所述沉淀管底口用铁板封死。一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固方法，如下：盾构机从新建车站基坑始发或者进站，新建地铁车站基坑和既有车站共用相交处地下连续墙作为围护结构；在新建车站开挖前，先采用旋喷桩加固土体进行加固，具体是在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构紧贴其施工，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为6m；待新建车站地下连续墙施工完成后，紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构，施工RJP桩，对围护结构的接缝进行加固处理，直径采用1800mm～2300mm，间距1200mm～1700mm，长度为贯穿整个承压水层进入低渗透性土层，其中外边缘两侧各多根桩从地面开始打设，中间部分顶标高略高于承压土层；土方开挖后，开始施工潜水降水井，控制基坑施工中基坑内地下水位保持在开挖面以下1米，降低新建车站基坑内土体含水量，以方便挖掘机和工人在基坑内施工作业；土方开挖至设定阶段，施工备用承压水降水井，该备用承压水降水井兼作承压水位观测孔之用，其中井壁管下面接滤水管，滤水管外包无纺布，管径与井壁管相同，长度大于承压水层；沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度1m，沉淀管底口用铁板封死；待基坑施工完毕，盾构机进洞或出站前，采用冻结法加固进、出洞口的土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为11m。盾构机所穿过的地层处于粉砂层、粉土层及粉质粘土层交错的土层中，粉砂层中富含承压水；既有车站底部已用旋喷桩进行过加固处理。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、本专利技术在盾构下穿既有地铁车站两面围护结构，不仅仅是穿越新建地铁车站基坑围护结构的进出洞问题，同时要考虑既有车站运营的安全，所以施工难度较大，沉降控制更为严格，止水性要求更高。2、本专利技术加固的地下土层主要针对粉砂层、淤泥质粘土层、粉土层及粉质粘土层等含水以及含承压水的恶劣地质土层，在这样的条件下，出现涌水涌砂的风险大大提高，而将本专利技术在粉砂层、淤泥质粘土层、粉土层及粉质粘土层等含水或为承压水的恶劣地质条件下应用，具有良好的施工效果。3、本专利技术同时采用四种不同方式：旋喷桩、冻结法、RJP桩以及降水井，通过间接加固土体、直接加固围护结构和降低承压水的方式使土体强度得到增强、土体渗透性降低、土体稳定性提高，能有效控制盾构施工引起的沉降量，保证既有车站安全运营。附图说明图1为盾构下穿既有地铁车站加固平面示意图。图2为盾构下穿既有地铁车站加固剖面示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。参见图1所示，本实施例提供的盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，包括：第一加固区1，为在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构，紧贴其施工的旋喷桩加固区；第二加固区2，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的冻结法加固区，该加固区靠既有车站一侧；第三加固区3，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的单排RJP桩加固区，该加固区靠新建车站一侧；潜水降水井4，设在新建车站基坑内部；备用承压水降水井5，设在新建车站基坑外，兼作承压水位观测孔之用。所述第一加固区1采用高压旋喷桩加固土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为6m；旋喷桩加固提高土体强度和抗渗性，减小土体破坏时对车站的影响。所述第二加固区2采用冻结法加固进、出洞口的土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为11m；其中局部采用冻结法加固，能够有效降低土体沉降对车站的影响；冻结法加固提高土体强度，防止水土流失，能够有效控制盾构施工时承压水对车站的影响。所述第三加固区3采用RJP桩(优选RJP大直径桩)，对围护结构的接缝进行加固处理，直径采用1800mm～2300mm，间距1200mm～1700mm，长度为贯穿整个承压水层进入低渗透性土层，其中外边缘两侧各三根桩从地面开始打设，中间部分视承压土层埋深而定。RJP桩能够对围护结构的接缝进行有效的加固，从而加强围护结构整体止水效果，同时实现大深度的土体改良，隔断新建车站基坑下部地下承压水对既有车站的影响。所述潜水降水井4“按需降水”，应使基坑施工中，基坑内地下水位保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于，包括：第一加固区，为在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构，紧贴其施工的旋喷桩加固区；第二加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的冻结法加固区，该加固区靠既有车站一侧；第三加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的单排RJP桩加固区，该加固区靠新建车站一侧；潜水降水井，设在新建车站基坑内部；备用承压水降水井，设在新建车站基坑外，兼作承压水位观测孔之用。

【技术特征摘要】
1.一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于，包括：第一加固区，为在既有车站外侧，远离新建车站基坑另一面围护结构，紧贴其施工的旋喷桩加固区；第二加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的冻结法加固区，该加固区靠既有车站一侧；第三加固区，为紧贴既有车站和新建车站共用的地铁围护结构施工的单排RJP桩加固区，该加固区靠新建车站一侧；潜水降水井，设在新建车站基坑内部；备用承压水降水井，设在新建车站基坑外，兼作承压水位观测孔之用。2.根据权利要求1所述的一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，特征在于：所述第一加固区采用旋喷桩加固土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为6m。3.根据权利要求1所述的一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于：所述第二加固区采用冻结法加固进、出洞口的土体，加固宽度为盾构外径两侧至少3m及顶底部至少各3m，加固长度至少为11m。4.根据权利要求1所述的一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于：所述第三加固区采用RJP桩，对围护结构的接缝进行加固处理，直径采用1800mm～2300mm，间距1200mm～1700mm，长度为贯穿整个承压水层进入低渗透性土层，其中外边缘两侧多根桩从地面开始打设，中间部分视承压土层埋深而定。5.根据权利要求1所述的一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于：所述潜水降水井应使基坑施工中，基坑内地下水位保持在开挖面以下1米。6.根据权利要求1所述的一种盾构下穿既有地铁车站围护结构加固系统，其特征在于：所述备用承压水降水井配套有滤水管、沉淀管、井壁管，其深度和滤水管长度根据地质报告中的承压水层埋深、厚度确认；井口位于地面以上，井壁采用钢管；滤水管外包无纺布，沉淀管接在滤水管底部，沉淀管底口封死；滤水管、沉淀管与井壁管管径相同；从井底向上至滤水管顶部均匀围填中粗砂；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹洪宝，薛立强，王耀东，刘伟，王艳国，谷任国，单宏祥，黄晓烽，张森，娄雨，尹振超，孙建，马立根，程思远，朱京林，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，中铁十六局集团有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11