用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法，通过钻斜孔钢花管注浆加固形成“V”字形加固隔离层，并进行了注浆加固隔离参数、盾构掘进参数及管片壁后深孔补浆参数试验，得出合理的参数控制值，将大直径盾构下穿高压燃气管引起的沉降量值控制5mm范围内，确保大直径盾构下穿掘进中高压燃气管线的运营安全，同时通过钻斜孔钢花管注浆加固形成“V”字形加固隔离层还提高了高压燃气管围岩的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法
本专利技术涉及地铁盾构隧道施工领域，具体涉及一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法。
技术介绍
随着我国城市地铁的发展，地质与环境条件越来越复杂，如苏州3号线何山路站至苏州乐园站区间遇到上软下硬复合地层、南京地铁1号线盾构区间小间距下穿玄武湖隧道，且出现了地铁线间相互穿越和地铁下穿高铁的情况，如苏州地铁3号线金鸡湖西站至东方之门站区间下穿1号线，深圳地铁7号线笋岗站～洪湖站区间采用重叠盾构隧道的形式下穿广深高铁26股道。当地铁区间隧道盾构下穿高压燃气管时，若地层加固和盾构掘进控制不好，将导致高压燃气管沉降、爆裂和泄漏等事故，不仅影响城市居民的居家生活，而且会危及周围人员的生命和财产安全。因此，必须采取有效措施控制下穿高压燃气管的沉降，防止其发生爆裂和泄漏等工程事故，确保地铁区间隧道盾构下穿安全进行。现有技术公开的专利技术专利(申请号2016101977060)采用钢桁架和桩梁框架组成的主支撑体系、悬吊体系和管道防护体系对纵跨车站基坑的高压燃气管进行悬吊保护和沉降控制，规避了高压燃气管迁改给周围市民生活造成不便和施工安全风险。专利技术专利(申请号2019112733650)采用围护桩、围檩、支撑、预制盖板、现浇钢筋混凝土挡墙和中粗砂组成高压燃气管道保护结构，有效隔断高压燃气管道上方来自道路路面的各种荷载，适用于城市软土地层中高压燃气管保护。专利技术专利(申请号201610279369X)包括位于高压燃气管道两侧的两道支撑单元，第一支撑单元包括两个内钢板桩组、若干平行设置的第一钢板桩和内支撑，第二支撑单元包括两个外钢板桩组、若干平行设置的第二钢板桩和腰梁和顶梁。现有技术对高压燃气管沉降控制主要采用悬吊(高压燃气管纵跨地铁车站基坑)或者竖向隔离(位于地层中的高压燃气管采用围护桩或者钢板桩隔离)两种方式，而对于地铁区间隧道下穿采用明挖回填发建成的高压燃气管时，因其周围土体松软，大直径盾构下穿必将扰动高压燃气管周围的土体导致其沉降，沉降量超过5mm后将导致高压燃气管爆裂和泄漏，故盾构下穿安全风险极高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法，采取从远离高压燃气管正上方地表一定距离钻斜孔加固高压燃气管和下穿区间隧道之间夹层土体形成“V”字形加固隔离层，同时进行注浆加固隔离参数、盾构掘进参数及管片壁后深孔补浆参数试验，得出合理的参数控制值，更好控制大直径盾构下穿高压燃气管引起的沉降量值小于5mm，确保大直径盾构下穿掘进中高压燃气管线的运营安全。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法，包括以下步骤：一、钻孔；钻孔用于安装钢花管，使得后续安装的钢花管在高压燃气管断面上，位于与高压燃气管线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管正下方；钻孔及其精度控制为钻孔中每钻孔进尺一定距离需进行一次测量计算，控制钻孔角度的精度；二、安装钢花管；钢花管位于与高压燃气管线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管正下方；三、注浆；仅对高压燃气管圆心水平线以下段钢花管进行注浆；由注浆加固隔离参数试验确定相关参数，包括注浆浆液的水灰比和注浆压力、钢花管直径及其间距、斜孔角度和钻孔位置与高压燃气管中线的水平距离；四、盾构控制由盾构掘进参数试验确定掘进参数，通过对下穿高压燃气管前长一定区间隧道盾构掘进的速度、刀盘转速、总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力和注浆量以及土压掘进参数进行试验，并通过地表沉降监测进行验证，得出盾构下穿高压燃气管的掘进参数控制值；由盾构隧道管片衬砌壁后深孔补浆参数试验确定深孔补浆参数，通过在下穿高压燃气管前一定距离进行盾构隧道管片衬砌壁后深孔补浆的注浆压力、注浆量、注浆深度、注浆速度、浆液类型和浆液配比试验，并通过地表沉降监测进行验证，得出盾构隧道管片衬砌壁后深孔补浆参数控制值。进一步地，在步骤三中，采用注浆加固隔离效果检测试验中，注浆加固14d后对5％的钢花管进行抽样检测，对加固范围内土体进行密实度试验，其平均密实度大于最大值的95％以上方位合格。进一步地，在步骤三中，还包括预留跟踪注浆管，在盾构隧道的正上方高压燃气管两侧已打入的钢花管之间再次打入一定数量的钢花管，当注浆加固隔离效果检测试验不能满足要求或者沉降控制效果达不到要求时，利用预留的跟踪注浆管进一步对隔离层进行注浆加固。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：现有技术主要采用悬吊和竖向隔离两种方式控制高压燃气管的沉降，因而无法解决地铁区间隧道大直径盾构下穿采用明挖回填法建成的高压燃气管因周围土体松软易产生较大沉降的技术难题。本专利技术针对地铁区间隧道大直径盾构下穿高压燃气管沉降超过5mm后将导致爆裂和泄漏的工程事故，提出了通过钻斜孔钢花管注浆加固形成“V”字形加固隔离层。并进行了注浆加固隔离参数、盾构掘进参数及管片壁后深孔补浆参数试验，得出合理的参数控制值，将大直径盾构下穿高压燃气管引起的沉降量值控制5mm范围内，确保大直径盾构下穿掘进中高压燃气管线的运营安全，同时通过钻斜孔钢花管注浆加固形成“V”字形加固隔离层还提高了高压燃气管围岩的长期稳定性。附图说明图1为本专利技术用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法最终效果侧视图。图2为本专利技术用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法最终效果俯视图。图中：盾构隧道1；高压燃气管2；钢花管3；袖阀管4。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一、钻斜孔钢花管加固隔离范围确定高压燃气管2线采用明挖回填法铺设，因周围土体不密实而管线正上方地表不能承受钻机等载荷，钻机不能距离管线太近钻竖孔，故只能离开一定距离钻斜孔。钢花管3钻孔与隧道和高压燃气管2间的空间关系如图1所示，加固隔离范围为：在高压燃气管2断面上，钢花管3位于与高压燃气管2线下垂直距离等于1.2m处、左右对称、交点在高压燃气管2正下方，仅对高压燃气管2圆心水平线以下段钢花管3进行注浆，注浆扩散范围为1.0m，即注浆加固隔离层厚度为2.0m；在盾构隧道1断面上，盾构隧道1两侧1倍盾构外径范围，即注浆隔离层的长度为3D(D为盾构外径)。二、钻孔及其精度控制钻孔中严格控制钻孔角度，避免打穿高压燃气管2，孔位平行分布于高压燃气管2线两侧，沿管线轴线方向孔间距为1m。每进尺20cm需进行1次测量控制钻孔角度，方能满足斜角精度达到95％以上。三、注浆加固隔离参数试验确定注浆加固隔离参数包括注浆浆液的水灰比和注浆压力、钢花管3直径及其间距以及斜孔角度。四、浆液水灰比和注浆压力试验确定在该地层中进行了注浆加固试验，注浆浆液的水灰比分别为0.8:1、0.9:1和1:1，注浆压力分别为0.7MPa、0.8MPa和0.9MPa。试验结果表明当水灰比1:1、注浆压力0.8MPa时加固后土体的密实度大于最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n一、钻孔；钻孔用于安装钢花管（3），使得后续安装的钢花管（3）在高压燃气管（2）断面上，位于与高压燃气管（2）线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管（2）正下方；钻孔及其精度控制为钻孔中每钻孔进尺一定距离需进行一次测量计算，控制钻孔角度的精度；/n二、安装钢花管（3）；钢花管（3）位于与高压燃气管（2）线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管（2）正下方；/n三、注浆；仅对高压燃气管（2）圆心水平线以下段钢花管（3）进行注浆；由注浆加固隔离参数试验确定相关参数，包括注浆浆液的水灰比和注浆压力、钢花管（3）直径及其间距、斜孔角度和钻孔位置与高压燃气管（2）中线的水平距离；/n四、盾构控制/n由盾构掘进参数试验确定掘进参数，通过对下穿高压燃气管前长一定区间隧道盾构掘进的速度、刀盘转速、总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力和注浆量以及土压掘进参数进行试验，并通过地表沉降监测进行验证，得出盾构下穿高压燃气管（2）的掘进参数控制值；/n由盾构隧道（1）管片衬砌壁后深孔补浆参数试验确定深孔补浆参数，通过在下穿高压燃气管（2）前一定距离进行盾构隧道（1）管片衬砌壁后深孔补浆的注浆压力、注浆量、注浆深度、注浆速度、浆液类型和浆液配比试验，并通过地表沉降监测进行验证，得出盾构隧道（1）管片衬砌壁后深孔补浆参数控制值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于地铁区间隧道施工中高压燃气管沉降控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、钻孔；钻孔用于安装钢花管（3），使得后续安装的钢花管（3）在高压燃气管（2）断面上，位于与高压燃气管（2）线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管（2）正下方；钻孔及其精度控制为钻孔中每钻孔进尺一定距离需进行一次测量计算，控制钻孔角度的精度；
二、安装钢花管（3）；钢花管（3）位于与高压燃气管（2）线下垂直一段距离处、左右对称、交点在高压燃气管（2）正下方；
三、注浆；仅对高压燃气管（2）圆心水平线以下段钢花管（3）进行注浆；由注浆加固隔离参数试验确定相关参数，包括注浆浆液的水灰比和注浆压力、钢花管（3）直径及其间距、斜孔角度和钻孔位置与高压燃气管（2）中线的水平距离；
四、盾构控制
由盾构掘进参数试验确定掘进参数，通过对下穿高压燃气管前长一定区间隧道盾构掘进的速度、刀盘转速、总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力和注浆量以及土压掘进参数进行试验，并通过地表沉降监测进行验证，得出盾构下穿高压燃气管（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇，刘震中，房施涛，张胜杰，汪锋，赵鑫，周显刚，李围，
申请(专利权)人：中国水利水电第五工程局有限公司，中国电建集团铁路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51