一种软土地层小净距盾构端头加固体系及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种软土地层小净距盾构端头加固体系及其设计方法，包括端头加固区和延长加固区，其中端头加固区设置在端头井外侧一定范围内，端头加固区之中插入有端头加固体，端头加固体设置在两条盾构隧道之间的位置；延长加固区设置在端头加固区之外，延长加固区之中设置有延长加固体，延长加固体设置在两条盾构隧道之间的位置，延长加固体的部分作为过渡段进入端头加固区的范围之中本发明专利技术的优点是：减少平行施工的盾构隧道在端头井位置的结构净距；在保证工程安全性的前提下压缩线间距，减少施工期间占用城市建成区土地面积，缩短车站长度节约工程建设成本；且最大限度的减少并行盾构施工对周边地层的扰动，隔离相邻隧道的强影响区范围。影响区范围。影响区范围。

【技术实现步骤摘要】
一种软土地层小净距盾构端头加固体系及其设计方法


[0001]本专利技术涉及盾构隧道工程
，尤其是一种软土地层小净距盾构端头加固体系及其设计方法。

技术介绍

[0002]随着城市的现代化的逐渐发展，越来越多的城市选择开发地下空间来解决城市的交通问题，在城市交通密集地区修建地下隧道工程就成为了必要的解决方案，伴随着隧道工程技术的进步和交通通行能力需求的提升，隧道断面越来越大，大盾构及超大盾构的应用范围越发广泛，尤其是高速铁路、城际铁路、市域铁路、高速轨道交通这类通常采用两条大直径盾构平行建设的工程，在城市城市建成区施工时，会直接面对工程建设需要大面积用地与城市局促的可利用空间的矛盾。例如地下轨道交通建设中，侧式车站端头井盾构始发或接收所需的线间距通常都大于车站站台位置的线路间距，因此需要延长车站的长度直至满足盾构安全始发或接收所需的最小净距要求。延长车站长度既增加了工程建设规模导致投资增长，也会使得工程施工用地面积增加导致城市交通压力增长。因此，为了满足城市建设需要，利用新的工程技术方案减少盾构始发或接收所需的最小安全净距就显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种软土地层小净距盾构端头加固体系及其设计方法，通过在端头加固区内插入端头加固体增强盾构间的地层的抵抗结构变形刚度，在小线间距段局部延长端头加固范围，延长加固区内采用延长加固体隔离的方法，隔断盾构小净距平行施工产生的强相互影响区，防止在线间距过小情况下，两相邻隧道的影响区范围相互叠加，使得隧道强影响区范围进一步扩大，对周边建构筑物产生不良影响，最终保证盾构施工安全。
[0004]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种软土地层小净距盾构端头加固体系，用于盾构隧道结构与端头井之间的加固，所述盾构隧道结构包括两条盾构隧道，其特征在于：该加固体系包括端头加固区和延长加固区，其中所述端头加固区设置在所述端头井外侧一定范围内，所述端头加固区之中插入有端头加固体，所述端头加固体设置在两条所述盾构隧道之间的位置；所述延长加固区设置在所述端头加固区之外，所述延长加固区之中设置有延长加固体，所述延长加固体设置在两条所述盾构隧道之间的位置，所述延长加固体的部分作为过渡段进入所述端头加固区的范围之中。
[0005]所述端头加固体和所述延长加固体分别采用多排结构；各排所述端头加固体之间通过冠梁连接构成整体，各排所述延长加固体之间通过冠梁连接构成整体。
[0006]所述端头加固体和所述延长加固体之间通过连系梁连接构成整体。
[0007]所述端头加固体为H型钢，所述端头加固区为水泥土搅拌桩加固区，所述H型钢插
入所述水泥土搅拌桩加固区之中。
[0008]所述延长加固体为双排桩，所述双排桩之间为桩间加固土层。
[0009]所述加固体系还包括高压旋喷桩墙缝止水体，所述高压旋喷桩墙缝止水体设置在所述端头井与所述端头加固区之间。
[0010]一种涉及上述的软土地层小净距盾构端头加固体系的设计方法，其特征在于：所述设计方法包括以下步骤：将并行的两条盾构隧道之间的加固土层等效为一个整体受力及整体受弯的构件；计算所述两条盾构隧道之间的加固土层的抗弯刚度；计算所述加固土体内插入端头加固体后，两条所述盾构隧道之间的加固土层的厚度；最终校核减小盾构净距后加固土层的厚度，该加固土层的厚度满足端头加固体施工的空间。
[0011]当端头井加固区外的两条所述盾构隧道之间的间距小于0.6D时，在两条所述盾构隧道之间设置延长加固区和延长加固体进行隔离，所述延长加固区和所述延长加固体的加固范围直至两条所述盾构隧道之间的间距大于等于0.6D的位置；其中D为所述盾构隧道的外径。
[0012]本专利技术的优点是：该软土地层小净距盾构端头加固方法可以减少平行施工的盾构隧道在端头井位置的结构净距。在保证工程安全性的前提下压缩线间距，减少施工期间占用城市建成区土地面积，缩短车站长度节约工程建设成本。且最大限度的减少并行盾构施工对周边地层的扰动，隔离相邻隧道的强影响区范围，解决了盾构影响区相互叠加后进一步增大影响范围的问题，对周围的建构筑物起到最大限度的保护；在端头加固区内外采用不同类型的盾构间隔离方式，因地制宜地选择工程措施，方便施工；加固体中采用H型钢作为隔离体，施工完成后可以回收利用，节约工程材料，并且型钢拔除后的空隙可以为注浆提供渗透路径，便于控制注浆措施产生作用范围。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的平面图；图2为本专利技术的纵剖面图；图3为本专利技术中型钢加强段的横剖面图；图4为本专利技术中双排桩隔离段的横剖面图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1
‑
4所示，图中标记1
‑
10分别表示为：盾构隧道1、端头井2、端头加固区3、高压旋喷桩墙缝止水体4、H型钢5、双排桩6、连系梁7、桩间加固体8、冠梁9、端头弱加固区10。
[0015]实施例：如图1
‑
4所示，本实施例中的软土地层小净距盾构端头加固体系设置在两条盾构隧道1与其始发或接收的端头井2之间的位置，以对盾构隧道1之间以及盾构隧道1与端头井2之间进行加固。
[0016]结合图1和图3所示，本实施例中的加固体系包括设置在端头井2外侧施工端头加固区3，端头井2与端头加固区3之间的缝隙采用高压旋喷桩墙缝止水体4填充，以使两者相
隔离。该高压旋喷桩墙止水体4在端头加固区范围外局部包裹端头加固区3与端头井2，保证在盾构隧道1在始发或接收过程中不发生透水、涌砂和坍塌等危险。在端头加固区3的上方设置为端头弱加固区10。
[0017]端头加固区3范围内的盾构隧道1之间的加固体中插入作为端头加固体的H型钢5。H型钢5采用相同间隔阵列的多排结构，每排H型钢5均在端头加固区3的范围内，自端头井2向外延伸。各排H型钢5之间沿其纵向延伸方向设置冠梁9，以使各排H型钢5之间连接构成整体，提升作为端头加固体的H型钢5的整体刚度，从而协调不同位置的H型钢5的水平变形，进一步提升端头加固区3的加固效果。
[0018]在本实施例中，端头加固区3可采用水泥土搅拌桩加固区，将端头加固区3与H型钢5相组合形成SMW工法桩，以有效控制地层变形从而进行加固。在端头加固区3使用SMW工法桩，利用了既有的水泥土搅拌桩，而使用的H型钢5也可拔出，施工流程简单并且使用成本较低。
[0019]结合图1和图4所示，在端头加固区3外侧的盾构隧道1之间的土层中设置延长加固区，该延长加固区与端头加固区3相邻。在延长加固区内设置有作为延长加固体的双排桩6，双排桩6之间的土层为桩间加固体8。该桩间加固体8通过对双排桩6之间的土层进行加固形成，加固方式可采用注浆加固等；该桩间加固体8的范围呈长条形，其与两侧的盾构隧道1之间均留有一定间距，保证桩间加固体8不侵入盾构掘进范围，避免出现盾构左右两侧地层软硬不均匀的掘进工况。双排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软土地层小净距盾构端头加固体系，用于盾构隧道结构与端头井之间的加固，所述盾构隧道结构包括两条盾构隧道，其特征在于：该加固体系包括端头加固区和延长加固区，其中所述端头加固区设置在所述端头井外侧一定范围内，所述端头加固区之中插入有端头加固体，所述端头加固体设置在两条所述盾构隧道之间的位置；所述延长加固区设置在所述端头加固区之外，所述延长加固区之中设置有延长加固体，所述延长加固体设置在两条所述盾构隧道之间的位置，所述延长加固体的部分作为过渡段进入所述端头加固区的范围之中。2.根据权利要求1所述的一种软土地层小净距盾构端头加固体系，其特征在于：所述端头加固体和所述延长加固体分别采用多排结构；各排所述端头加固体之间通过冠梁连接构成整体，各排所述延长加固体之间通过冠梁连接构成整体。3.根据权利要求1或2所述的一种软土地层小净距盾构端头加固体系，其特征在于：所述端头加固体和所述延长加固体之间通过连系梁连接构成整体。4.根据权利要求1所述的一种软土地层小净距盾构端头加固体系，其特征在于：所述端头加固体为H型钢，所述端头加固区为水泥土搅拌桩加固区，所述H型钢插入所述水泥土搅拌桩加固区之中。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：周萌，崔耀，陈伟明，赵旭伟，马庆涛，张良，田力达，赵志国，兰恒东，曹勇，
申请(专利权)人：中铁上海设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：