一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法，该隔离加固结构包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙和位于两个所述隔离墙之间的泥浆固结体，每个隔离墙上均设置有一道冠梁，两道冠梁之间通过多道横梁紧固连接为一体；该隔离加固方法包括步骤：一、测量放线；二、隔离墙施工；三、冠梁施工；四、待加固地层注浆加固；五、横梁施工。本发明专利技术通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体对下穿隧道段施工时盾构机掘进造成的土体扰动和地层压力进行抵挡；并在泥浆固结体两侧分别设置隔离墙就完全挡住了地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。

【技术实现步骤摘要】
一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法
本专利技术属于盾构隧道施工
，具体涉及一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构及方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通的大规模建设，城市地下空间利用率在逐步增加，城市地铁不可避免的在既有建筑物或高架桥基础下通过，必将带来这些既有建筑物和高架桥基础的保护与加固难题。特别是在富水性强、结构松散、粘接能力差的富水砂层中施工隧道时，隧道盾构机掘进期间隧道施工区属于对于建筑物和高架桥的强影响区，富水砂层的压缩性极大、自稳性差、承载力不高，在盾构机掘进过程中极易诱发盾构隧道溃砂塌方等灾害事故，严重威胁隧道开挖安全，且盾构机掘进过程中造成的土体扰动对周围的地层产生压力，且压力向四周传导，传导速度快且传导范围广，盾构机刀盘旋转切削时，很容易破坏地层原来的相对稳定或平衡状态，造成盾构机栽头及对既有高架桥桩基横向作用力过大，危及盾构机及既有高架桥的安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其设计合理、施工简便且使用效果好，通过设置泥浆固结体使盾构机在泥浆固结体进行掘进施工形成下穿隧道段，泥浆固结体对下穿隧道段施工时盾构机掘进造成的土体扰动和地层压力进行抵挡；并在泥浆固结体两侧分别设置隔离墙能完全挡住地层压力，确保下穿隧道段上侧高架桥的安全和零沉降。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体，所述下穿隧道段位于泥浆固结体内，所述泥浆固结体与两个所述隔离墙紧固连接为一体；所述下穿隧道段为所施工盾构隧道中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙上均设置有一道冠梁，每个所述隔离墙均与其上所设置的冠梁紧固连接为一体，两道所述冠梁之间通过多道由后向前的横梁紧固连接为一体；所述冠梁和横梁均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体、两个所述隔离墙和每道所述冠梁均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；每个所述隔离墙均包括多个呈竖直向布设的隔离桩，所述隔离桩为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙中的多个所述隔离桩均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的横截面为矩形且其沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设，所述待加固地层的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距h1不小于2m，所述待加固地层的底面位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距h2不小于1.5m，所述待加固地层的底面位于隔离墙的底面上方且二者之间的竖向间距为2m～3m。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层位于所述高架桥的两个桥梁桩基之间，两个所述桥梁桩基分别位于所述待加固地层的左右两侧；当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d1时，h1的取值范围为2m～2.2m且h2的取值范围为2m～2.2m；其中，d1为预先设定的下穿隧道段与桥梁桩基之间净距的判定阈值，d1的取值范围为5m～7m；当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基之间的净距小于d1时，h1的取值范围为3m～3.2m且h2的取值范围为2m～2.2m。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的前端面与两个所述隔离墙的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，所述待加固地层的后端面与两个所述隔离墙的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上；所述待加固地层的前端面位于所述高架桥前方，所述待加固地层的后端面位于所述高架桥后方；所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d2，所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d2；其中，d2为预先设定的待加固地层前后端面与桥梁桩基之间的净距阈值，d2的取值范围为15m～18m。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：两个所述隔离墙均呈竖直向布设，两个所述隔离墙的竖向高度相同，两个所述隔离墙中所有隔离桩的桩长均与隔离墙的竖向高度相同；所述待加固地层的上表面位于隔离墙的上表面下方。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：每道所述横梁均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，两道所述冠梁与多道所述横梁均位于同一平面上；所述下穿隧道段与两个所述隔离墙的间距相同。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述隔离桩的桩身横截面为圆形，所述隔离桩的桩身直径为0.58m～0.62m；当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基之间的净距小于d1时，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩的间距为0.6m～0.65m；当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基之间的净距均不小于d1时，每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩的间距为1m～1.05m。上述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述被加固地层内由左至右布设有N列中部袖阀管，其中N为奇数且N≥3；所述被加固地层的中部布设有一列所述中部袖阀管，每列所述中部袖阀管均包括多个沿所述下穿隧道段纵向延伸方向的中部袖阀管，每列所述中部袖阀管中的多个所述中部袖阀管呈均匀布设，每个所述中部袖阀管均呈竖直向布设且其底部均与所述待加固地层的底面相平齐；所述待加固地层内所布设的所有中部袖阀管由后向前分多排进行布设，每排所述中部袖阀管均包括由左至右布设于同一个隧道横断面上的中部袖阀管，前后相邻两排所述中部袖阀管中的中部袖阀管呈交错布设；每个所述隔离墙中前后相邻两个所述隔离桩之间均布设有n个侧部袖阀管，其中n为正整数且n≥1；每个所述隔离墙中所有侧部袖阀管均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向由后向前布设。同时，本专利技术还提供了一种方法步骤简单、设计合理的富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、测量放线：根据预先设计所述下穿隧道段的隧道中线，对所述下穿隧道段进行测量放线，并对两个所述隔离墙分别进行测量放线；步骤二、隔离墙施工：对两个所述隔离墙分别进行施工，两个所述隔离墙的施工方法相同；对任一个所述隔离墙进行施工时，先对该隔离墙中的多个所述隔离桩分别进行施工，并采用袖阀管对该隔离墙中已施工完成的前后相邻两个所述隔离桩之间的地层分别进行注浆加固，获得施工成型的所述注浆加固体，待该隔离墙中所有隔离桩和所有注浆加固体均施工完成后，获得施工成型的隔离墙；步骤三、冠梁施工：在步骤二中施工成型的两个所述隔离墙上分别施工一道冠梁；步骤四、待加固地层注浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙(2)和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙(2)之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体(3)，所述下穿隧道段位于泥浆固结体(3)内，所述泥浆固结体(3)与两个所述隔离墙(2)紧固连接为一体；/n所述下穿隧道段为所施工盾构隧道(8)中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙(2)上均设置有一道冠梁(4)，每个所述隔离墙(2)均与其上所设置的冠梁(4)紧固连接为一体，两道所述冠梁(4)之间通过多道由后向前的横梁(5)紧固连接为一体；所述冠梁(4)和横梁(5)均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体(3)、两个所述隔离墙(2)和每道所述冠梁(4)均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；/n每个所述隔离墙(2)均包括多个呈竖直向布设的隔离桩(6)，所述隔离桩(6)为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙(2)中的多个所述隔离桩(6)均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙(2)中前后相邻两个所述隔离桩(6)之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩(6)之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：包括两个分别布设于下穿隧道段左右两侧的隔离墙(2)和采用袖阀管对位于两个所述隔离墙(2)之间的待加固地层进行注浆加固后形成的泥浆固结体(3)，所述下穿隧道段位于泥浆固结体(3)内，所述泥浆固结体(3)与两个所述隔离墙(2)紧固连接为一体；
所述下穿隧道段为所施工盾构隧道(8)中下穿高架桥的隧道节段，每个所述隔离墙(2)上均设置有一道冠梁(4)，每个所述隔离墙(2)均与其上所设置的冠梁(4)紧固连接为一体，两道所述冠梁(4)之间通过多道由后向前的横梁(5)紧固连接为一体；所述冠梁(4)和横梁(5)均为现浇钢筋混凝土梁，所述泥浆固结体(3)、两个所述隔离墙(2)和每道所述冠梁(4)均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设；
每个所述隔离墙(2)均包括多个呈竖直向布设的隔离桩(6)，所述隔离桩(6)为钢筋混凝土灌注桩；每个所述隔离墙(2)中的多个所述隔离桩(6)均沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设由后向前布设，每个所述隔离墙(2)中前后相邻两个所述隔离桩(6)之间均通过注浆加固体紧固连接为一体，所述注浆加固体为采用袖阀管对前后相邻两个所述隔离桩(6)之间的地层进行注浆加固后形成的加固结构。


2.根据权利要求1所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的横截面为矩形且其沿所述下穿隧道段的纵向延伸方向布设，所述待加固地层的上表面高于所述下穿隧道段的拱顶且二者之间的净距h1不小于2m，所述待加固地层的底面位于所述下穿隧道段下方且二者之间的净距h2不小于1.5m，所述待加固地层的底面位于隔离墙(2)的底面上方且二者之间的竖向间距为2m～3m。


3.根据权利要求2所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层位于所述高架桥的两个桥梁桩基(1)之间，两个所述桥梁桩基(1)分别位于所述待加固地层的左右两侧；
当所述下穿隧道段与两个所述桥梁桩基(1)之间的净距均不小于d1时，h1的取值范围为2m～2.2m且h2的取值范围为2m～2.2m；其中，d1为预先设定的下穿隧道段与桥梁桩基(1)之间净距的判定阈值，d1的取值范围为5m～7m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥梁桩基(1)之间的净距小于d1时，h1的取值范围为3m～3.2m且h2的取值范围为2m～2.2m。


4.根据权利要求3所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述待加固地层的前端面与两个所述隔离墙(2)的前端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上，所述待加固地层的后端面与两个所述隔离墙(2)的后端面均位于所述下穿隧道段的同一个隧道横断面上；
所述待加固地层的前端面位于所述高架桥前方，所述待加固地层的后端面位于所述高架桥后方；所述待加固地层的前端面与两个所述桥梁桩基(1)之间的净距均不小于d2，所述待加固地层的后端面与两个所述桥梁桩基(1)之间的净距均不小于d2；其中，d2为预先设定的待加固地层前后端面与桥梁桩基(1)之间的净距阈值，d2的取值范围为15m～18m。


5.根据权利要求1至4中任一个权利要求所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：两个所述隔离墙(2)均呈竖直向布设，两个所述隔离墙(2)的竖向高度相同，两个所述隔离墙(2)中所有隔离桩(6)的桩长均与隔离墙(2)的竖向高度相同；所述待加固地层的上表面位于隔离墙(2)的上表面下方。


6.根据权利要求1至4中任一个权利要求所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：每道所述横梁(5)均位于所述下穿隧道段的一个隧道横断面上，两道所述冠梁(4)与多道所述横梁(5)均位于同一平面上；所述下穿隧道段与两个所述隔离墙(2)的间距相同。


7.根据权利要求1至4中任一个权利要求所述的一种富水砂层盾构隧道下穿高架桥用隔离加固结构，其特征在于：所述隔离桩(6)的桩身横截面为圆形，所述隔离桩(6)的桩身直径为0.58m～0.62m；
当所述下穿隧道段与任一个所述桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝平，张云飞，梁缄鑫，加武荣，魏辉，宁振国，曹佳斌，杨广祥，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53