一种盾构地下对接暗挖施工方法与流程

本发明属于盾构隧道施工，具体涉及一种盾构地下对接暗挖施工方法。

背景技术：

1、采用盾构法建设的隧道越来越多，并且盾构隧道向长距离、大断面发展，当隧道长度超过盾构机单向掘进极限长度且中间无设置工作井的条件时，比如江海中、建筑密集区域，或者单向掘进无法满足工期要求时，可采用盾构机从两端始发，在地中对接的方法。地中对接有机械对接和土木对接，区别在于刀盘结构拆解时对接面支护、防水方式，机械对接通过设备改进使盾壳前伸承担外部水土压力，土木对接通过注浆或冻结加固地层来形成工作空间。对接面土体和刀盘结构清除后，进行隧道主体结构的施工，即可完成对接。

2、对于地中对接，例如：cn110242311a，其公开了盾构地下对接结构及施工方法，主要内容为提出一种采用机械法对接的盾构机结构，并在该结构形式的基础上提出一种施工方法；又如：cn112324447b，其公开了一种可实现地下对接的盾构设备及对接方法，其在前者的基础上进行设备改进，也是机械法对接；再如：cn113494295a，其公开了长大盾构隧道地中对接施工方法，该专利提出盾构隧道地中对接的方法，包括位置选择、测量、姿态调整、对接准备、近接、清仓循环、变径对接等阶段。但是，上述技术均偏向于机械法对接，也没有涉及两台盾构机对接处渣土清理和刀盘结构拆除的具体方法。

3、然而，在实际施工过程中，由于机械法对接要求盾构机刀盘能实现径向收缩，对设备结构和对接精度要求很高，而常规盾构机并不具备实现上述专利中的盾壳或刀盘伸缩功能，且目前能实现高精度机械对接的设备还不成熟，因此机械法对接应用非常少；此外，采取土木式对接时，在大埋深、高水压地层条件较差的土层中，无论是注浆、冻结加固，加固体的质量控制难度都较高，尤其在深水环境中，大直径盾构隧道覆土较深、水压力较大，对接处的土体开挖和刀盘拆解风险高。

4、因此，在对接处开挖，如何降低拆解刀盘的风险、营造良好环境，成为亟待研究解决的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的盾构地下对接暗挖施工方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种盾构地下对接暗挖施工方法，该方法包括以下步骤：

4、s1、分层

5、将对接区域自上而下划分为多层，并明确各层的开挖高度；

6、s2、填注砂浆

7、两台盾构机到达对接区域后，分别向泥水舱和气泡舱注入砂浆，其中保持泥水舱内填满砂浆，保持气泡舱内砂浆高度不超过人舱门底部；

8、s3、加固地层

9、采用注浆和/或冻结的方式对周边地层进行加固，并待达到设计时长或/和通过监测数据，初步评估加固体是否满足承载力和防水要求；

10、s4、逐层开挖和拆除

11、a)二次评估加固体质量，评估合格后，凿除顶层砂浆，割除顶层范围内的泥水舱、气泡舱的壁板，拆解刀盘顶层部分并运出后，及时施作两台盾构机切口环之间的止水结构和隧道主体结构；b)凿除下一层部分砂浆，再次检查加固体质量，若无渗水，则拆解刀盘暴露的部分并施作止水结构，接着凿除该层其余部分的砂浆，拆解该层中刀盘其余的部分和壁板并运出后，及时施作止水结构和隧道主体结构；c)重复步骤b)，直至施工至底层时，凿除底层砂浆，同时检查加固体质量，若质量合格，则割除底层范围内的泥水舱、气泡舱壁板，拆解刀盘底层部分并运出后，及时施作止水结构和隧道主体结构。

12、优选地，在s1中，顶层的高度为1.7～2m，其余层的高度为1～1.5m。在此，方便工人进行顶部的操作；同时，通过限定其余层的高度，能够在确保每一层作业空间的基础上，限定每一次砂浆的凿除量，以便于在突发状况下及时处理，提高施工的稳定性和安全性。

13、根据本发明的一个具体实施和优选方面，在s4中，逐层开挖和拆除时，以下层砂浆作为施工平台。在此，为刀盘拆解提供作业面，方便施工。

14、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在s4的a)中，二次评估时，先观察砂浆表面有无持续的漏水，如果有持续渗漏水，则评估不合格；如果水量有限，且渗完就停止，则继续凿除顶层开挖范围内的砂浆，同时观察加固体的状态，若加固体本身无渗漏、加固体与盾构机界面无渗漏，加固体触摸强度和监测数据满足要求，则评估为合格。

15、优选地，在s4的a)中，保留人舱、及各舱门，泥水舱和气泡舱形成封闭体系，清除顶层砂浆后，若进入泥水舱发现加固体质量不合格，则退出。在此，由于首次开舱的不确定性最高，通过保留人舱、舱门和泥水舱、气泡舱壁板结构，此时对接处仍为密封区域，一旦出现渗漏水可及时关闭舱门，大大降低施工风险。

16、优选地，二次评估不合格时，若加固体采用注浆加固，则继续等待龄期或者继续补充注浆；若加固体采用冻结加固，则继续延长冻结时间或者降低冷媒温度。

17、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在s4的b)中，首先凿除两边切口环处的砂浆，并检查加固体质量，若无渗漏水并监测数据满足要求则合格，可割除边缘刀盘结构、施作止水结构；若不合格，则采取措施处理完善后再割除边缘刀盘结构、施作止水结构。在此，先凿除两边的砂浆检查有无渗漏水，有利于降低因加固体质量不佳而诱发渗漏水、失稳的风险，若加固体质量不佳可快速处理；同时，两边凿除的范围按方便施工和采取应急措施所需空间确定。

18、具体的，加固体质量不合格时，则在强化加固体的同时，快速割除边缘刀盘结构、施作止水结构；或者，向已凿除砂浆空间内快速回自填密实混凝土或砂浆，并在处理好周边加固体后，重新凿除回填材料。在此，根据实际的加固体状态选择对应的措施，例如，若仅有少量漏水，可采用前者的措施；若渗漏水较为严重或凿除后加固体发生明显变形，则采用后者的措施。

19、优选地，在s4的c)中,若加固体质量检查不合格，则进行堆载反压，或者回填自密实混凝土、砂浆。

20、此外，两台盾构机切口环之间的止水结构采用焊接、粘贴钢板，或者喷射钢筋混凝土。

21、由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

22、现有技术的能够实现高精度机械对接的设备还不成熟，而采取土木式对接时，在地层条件差的土层中，存在对接处的土体开挖和刀盘拆解风险高、施工效率低等缺陷，而本发明的盾构地下对接暗挖施工方法进行整体设计巧妙地解决了现有技术的各种不足。采取该盾构地下对接暗挖施工方法后，先确定从上到下分层开挖的方案，将对接区域自上而下划分为多层，并明确各层的开挖高度；然后在两台盾构机到达对接区域后，分别向泥水舱和气泡舱注入砂浆；接着，采用注浆和/或冻结的方式对周边地层进行加固，并待达到设计时长或/和通过监测数据，初步评估加固体是否满足承载力和防水要求；最后，自顶层开始，逐层向下凿除砂浆，拆解每一层刀盘结构，同时施作两台盾构机切口环之间的止水结构和隧道主体结构。因此，与现有技术相比，本发明一方面通过填注砂浆并分层开挖，避免对接区域的大面积暴露，实现随挖随支护，防止加固体在水土压力长期作用下变形过大，有效提高施工的安全性；另一方面对盾构机刀盘、盾壳伸缩功能无要求，适用于目前任何常规的盾构机，同时既可用于土木法对接的工程，也可用于未达到良好密封效果或测量误差较大无法实现密封的机械法对接工程，还可用于盾构机出现故障被动地中对接情况，且对地层无限制，应用范围广。