一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法

技术领域

本发明涉及隧道保护技术领域，尤其是涉及一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法。

背景技术

在城市地铁隧道建设中，隧道施工对邻域土体的扰动是不可忽略的。对于采用先行PBA工法，后行盾构法施工的两条不同工法施工的小间距隧道，这种扰动的控制更显得尤为重要。目前常用的控制隧道近距离施工扰动的方法主要还是：(1)通过三轴搅拌、MJS桩、超前注浆等对土体进行加固，增加土体的强度来达到扰动控制的手段。(2)通过设置隔离桩等，在两条隧道中设置隔离带来控制施工带来的扰动。这两类方法本质上都是通过加强两条隧道间的土体强度来达到扰动控制的效果。然而，在土体加固完成后到隧道施工这一时间段内，不论实际施工产生多大扰动，均无法再对扰动进行修正和干预。因此，可以认为此类方法属于被动扰动控制手段。

常规的被动施工扰动控制手段在小间距隧道施工中，难以保证隧道施工的扰动控制在规范要求标准范围内，且发生超限扰动后无法及时修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法，在两条不同工法施工的隧道间预埋柔性缓冲囊袋，通过释放柔性缓冲囊袋的压力实现主动控制由于盾构隧道盾构机的推进产生的附加土压力对PBA隧道的施工扰动，将传统的施工扰动被动控制化为主动控制，有效的控制两条隧道由于不同工法施工带来的扰动问题，在不降低被动控制方法的效果的同时，增加了控制施工扰动的主动性。

为实现上述目的，本发明提供了一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法,包括以下步骤：

S1、两条隧道施工前，在两条隧道间的土层预埋、预加压柔性缓冲囊袋；

S2、预埋、预加压柔性缓冲囊袋完成后，进行隧道施工，先行PBA工法隧道开挖，后行盾构法隧道施工，盾构机推力对先行隧道产生的附加土压力可以通过实时调解柔性缓冲囊袋压力抵消；

S3、隧道施工完成后，通过柔性缓冲囊袋对两条隧道间的土层二次加固，排除两条隧道施工完成后因预埋柔性缓冲囊袋产生的软弱夹层带来的安全风险问题；

所述两条隧道为两条采用不同工法施工的小间距隧道。

优选的，所述步骤S1中预埋、预加压柔性缓冲囊袋具体包括：

S11、在两条隧道间的土层中每隔一定距离打预作隔离孔，预作隔离孔的距离与数量根据需要采用主动施工干扰控制的隧道区间长度而定；

S12、将未注水的柔性缓冲囊袋放入预作隔离孔的预定位置；

S13、柔性缓冲囊袋留有注水管和出水管，将注水管和出水管与地面的压力控制装置连接；

S14、向柔性缓冲囊袋注入水，至柔性缓冲囊袋的压力达到开挖前土层相对位置的静止土压力值，停止注水，封闭注水管；

所述静止土压力值σ

S15、使用水泥砂浆完全填充预作隔离孔至密实状态。

优选的，所述步骤S2隧道施工具体包括：

S21、先行PBA工法隧道开挖，无需对柔性缓冲囊袋进行操作；

S22、后行盾构法施工，盾构机挖掘至施工干扰通过柔性缓冲囊袋控制的主动控制区间时，根据压力传感器数值与盾构机加在掌子面的土压力值对柔性缓冲囊袋压力进行实时调整。

优选的，步骤S3中二次加固方式为：通过注水管向柔性缓冲囊袋注入水泥，将水置换，至水泥完全填满柔性缓冲囊袋。

因此，本发明采用上述一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法，具有以下有益效果：

(1)在先行PBA工法和后行盾构法施工的两条不同工法施工的隧道间预埋柔性缓冲囊袋，通过释放柔性缓冲囊袋的压力实现主动控制由于盾构隧道盾构机的推进产生的附加土压力对PBA隧道的施工扰动，将传统的施工扰动被动控制化为主动控制，有效的控制了两条隧道由于不同工法施工带来的扰动问题，在不降低被动控制方法的效果的同时，增加了控制施工扰动的主动性；

(2)通过地面的压力控制装置，可以在一定程度上实时主动的控制施工带来的扰动，实时调整柔性缓冲囊袋的压力。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法实施例的近距离隧道区间俯视图；

图2为本发明一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法实施例的近距离隧道区间A-A’横剖面图；

图3为本发明一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法实施例的干扰主动控制方法图；

附图标注

1、盾构法施工隧道；2、PBA工法施工隧道；3、预作隔离孔；4、压力控制装置；5、出水管；6、注水管；7、柔性缓冲囊袋；8、水泥砂浆；9、水；10、隧道中间土层；11、在建场地。

具体实施方式

实施例

参照图1-图3，图1为采用不同施工方法的两条近距离隧道区间俯视图，在建场地11中，包括先行PBA工法施工隧道2、后行盾构法施工隧道1和两条隧道中间土层10，本发明提供了一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法，包括以下步骤：

S1、两条隧道施工前，在先行PBA工法施工隧道2和后行盾构法施工隧道1的隧道中间土层10预埋、预加压柔性缓冲囊袋7，预埋、预加压柔性缓冲囊袋7步骤具体包括：

S11、使用钻孔直径300-400mm的旋挖钻机在两条隧道间的土层中每隔一定距离打预作隔离孔3，预作隔离孔3的距离与数量根据需要采用主动施工干扰控制的隧道区间长度而定；

S12、将未注水的柔性缓冲囊袋7放入预作隔离孔3的预定位置，柔性缓冲囊袋7的影响范围为1d-1.5d，d为柔性缓冲囊袋7的水平方向直径；

S13、柔性缓冲囊袋7留有注水管6和出水管5，注水管6和出水管5与地面的压力控制装置4连接；

S14、向柔性缓冲囊袋7注入水9，至柔性缓冲囊袋7的压力达到开挖前土层相对位置的静止土压力值，停止注水，封闭注水管6；

所述静止土压力值σ

S15、使用水泥砂浆8完全填充预作隔离孔3至密实状态，等待水泥砂浆8完全硬化，完成柔性缓冲囊袋7预埋、预加压工序。

S2、预埋、预加压柔性缓冲囊袋7完成后，进行隧道施工，先行PBA工法施工隧道1开挖，此时无需对柔性缓冲囊袋7进行操作；后行盾构法施工隧道2施工，盾构机挖掘至施工干扰通过柔性缓冲囊袋7控制的主动控制区间时，根据压力传感器数值与盾构机加在掌子面的土压力值对柔性缓冲囊袋7压力进行实时调整。当盾构机推进压力过大时，通过释放柔性缓冲囊袋7的水9来降低柔性缓冲囊袋7的压力，减少侧向土体变形，达到主动控制盾构法施工对先行PBA工法隧道扰动的目的。

S3、隧道施工完成后，通过柔性缓冲囊袋7对两条隧道间的土层二次加固。通过注水管6向柔性缓冲囊袋7注入水泥，至水泥完全填满柔性缓冲囊袋7，因水泥重度，可以将水9从柔性缓冲囊袋7中置换出来，水9从出水管5排出，水泥硬化后，完成二次加固，排除了两条隧道施工完成后因预埋柔性缓冲囊袋7产生的软弱夹层带来的安全风险问题。

因此，本发明采用上述一种PBA-盾构工法近距离施工扰动主动控制方法，在两条不同工法施工的隧道间预埋柔性缓冲囊袋，通过释放柔性缓冲囊袋的压力实现主动控制由于盾构隧道盾构机的推进产生的附加土压力对PBA隧道的施工扰动，将传统的施工扰动被动控制化为主动控制，有效的控制两条隧道由于不同工法施工带来的扰动问题，在不降低被动控制方法的效果的同时，增加了控制施工扰动的主动性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。