一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，特別涉及一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，盾構(gòu)隧道端頭加固是盾構(gòu)法施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有很大的工程施工風險。在盾構(gòu)進出洞時，要先進行洞門區(qū)域的地下連續(xù)墻破除，并割除所有鋼筋。洞門破除要求的時間非常緊，施工難度大。洞門破除后對加固體強度及密封性要求很高，加固效果不佳時，在洞門破除時極易出現(xiàn)盾構(gòu)與洞門間隙涌泥涌砂及地表沉降現(xiàn)象，進而危及附近地下管線和建筑物的安全。為防止此類現(xiàn)象發(fā)生，必須選擇合理的盾構(gòu)隧道端頭地層加固處理方案，以滿足強度和抗?jié)B性的要求。
[0003]盾構(gòu)隧道端頭常用的加固方式有深層攪拌法、高壓旋噴法、SMW工法、人工凍結(jié)法、注漿法、素混凝土灌注粧法和降水法等。土體加固可以采用一種工法或多種工法相結(jié)合的加固手段。加固方式應根據(jù)工程地質(zhì)條件、地下水位、結(jié)構(gòu)埋深、盾構(gòu)機型與直徑、作業(yè)環(huán)境等條件來進行選擇，同時考慮安全性、施工方便性、經(jīng)濟性、工期等因素。
[0004]在沿海軟土地區(qū)，特別是盾構(gòu)隧道端頭地層為富含水砂層時，采用常規(guī)的化學加固手段很難達到工程要求，在化學加固后探孔時常常會發(fā)現(xiàn)有嚴重漏水漏砂現(xiàn)象。此時，為提高盾構(gòu)隧道端頭土體強度和充分止水，保證盾構(gòu)進出洞安全，在富含水砂層端頭常采用人工凍結(jié)法來進行端頭土體加固。
[0005]常規(guī)的人工凍結(jié)技術(shù)有在端頭地面打入垂直凍結(jié)管實施垂直凍結(jié)加固，或在工作井內(nèi)開挖洞門處打入水平凍結(jié)管實施水平凍結(jié)加固，這兩種常規(guī)的凍結(jié)加固方式都存在著打入土體凍結(jié)管過多、凍結(jié)需冷量大、整個凍結(jié)過程耗電量大、凍脹融沉量大的缺點，如何找到一種高效節(jié)能的盾構(gòu)隧道端頭凍結(jié)加固方式是目前亟待解決的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有盾構(gòu)隧道端頭凍結(jié)加固方式效果欠佳的問題而提供的一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)。
[0007]本實用新型提供的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)是在隧道端頭開挖洞門的圍護結(jié)構(gòu)處對稱插設有數(shù)對環(huán)形凍結(jié)管，通過對環(huán)形凍結(jié)管的凍結(jié)使開挖洞門處的土體形成有半球形凍土帷幕，半球形凍土帷幕的直徑大于開挖洞門的直徑。
[0008]環(huán)形凍結(jié)管對稱設有三對。
[0009]環(huán)形凍結(jié)管的直徑為108或127mm;環(huán)形凍結(jié)管的材質(zhì)為無縫低碳鋼管或采用PVC、PPR、ABS或PE塑料管。
[0010]施工原理如下所述:
[0011]在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的開挖洞門處向土體中對稱打入三對環(huán)形凍結(jié)管，通過在環(huán)形凍結(jié)管中循環(huán)冷媒介質(zhì)，最終在盾構(gòu)隧道端頭地層中形成半球形凍土帷幕，在半球形凍土帷幕的保護下，盾構(gòu)順利始發(fā)或到達。環(huán)形凍結(jié)管直徑一般為108或127mm;環(huán)形尺寸由洞門大小決定，應保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍土帷幕。凍結(jié)管材質(zhì)通常為無縫低碳鋼管，也可以采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料管。當采用塑料管時，盾構(gòu)始發(fā)或到達無需拔除凍結(jié)管，可直接切削推進。
[0012]本實用新型的有益效果:
[0013]凍結(jié)管用料大大減少，凍結(jié)需冷量也大大減少，凍脹融沉量也很小，在保證加固效果特別是止水效果的同時，大大節(jié)約了能源，從而有較好的經(jīng)濟效益，具有較大的推廣應用價值。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實用新型俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]1、開挖洞門 2、圍護結(jié)構(gòu) 3、環(huán)形凍結(jié)管 4、半球形凍土帷幕。
【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1、圖2和圖3所示:
[0019]本實用新型提供的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)是在隧道端頭開挖洞門I的圍護結(jié)構(gòu)2處對稱插設有數(shù)對環(huán)形凍結(jié)管3，通過對環(huán)形凍結(jié)管3的凍結(jié)使開挖洞門I處的土體形成有半球形凍土帷幕4，半球形凍土帷幕4的直徑大于開挖洞門I的直徑。
[0020]環(huán)形凍結(jié)管3對稱設有三對。
[0021]環(huán)形凍結(jié)管3的直徑為108或127mm;環(huán)形凍結(jié)管3的材質(zhì)為無縫低碳鋼管或采用PVC、PPR、ABS 或 PE 塑料管。
[0022]施工原理如下所述:
[0023]在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的開挖洞門I處向土體中對稱打入三對環(huán)形凍結(jié)管3，通過在環(huán)形凍結(jié)管3中循環(huán)冷媒介質(zhì)，最終在盾構(gòu)隧道端頭地層中形成半球形凍土帷幕4，在半球形凍土帷幕4的保護下，盾構(gòu)順利始發(fā)或到達。環(huán)形凍結(jié)管3直徑一般為108或127mm;環(huán)形尺寸由洞門大小決定，應保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍土帷幕4。環(huán)形凍結(jié)管3材質(zhì)通常為無縫低碳鋼管，也可以采用PVC、PPR、ABS、PE等塑料管。當采用塑料管時，盾構(gòu)始發(fā)或到達無需拔除凍結(jié)管，可直接切削推進。
【主權(quán)項】
1.一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:是在隧道端頭開挖洞門的圍護結(jié)構(gòu)處對稱插設有數(shù)對環(huán)形凍結(jié)管，通過對環(huán)形凍結(jié)管的凍結(jié)使開挖洞門處的土體形成有半球形凍土帷幕，半球形凍土帷幕的直徑大于開挖洞門的直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)形凍結(jié)管對稱設有三對。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的環(huán)形凍結(jié)管的直徑為108或127_。
【專利摘要】本實用新型公開了一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，是在隧道端頭開挖洞門的圍護結(jié)構(gòu)處對稱插設有數(shù)對環(huán)形凍結(jié)管，通過對環(huán)形凍結(jié)管的凍結(jié)使開挖洞門處的土體形成有半球形凍土帷幕，半球形凍土帷幕的直徑大于開挖洞門的直徑。環(huán)形凍結(jié)管對稱設有三對。環(huán)形凍結(jié)管的直徑為108或127mm；環(huán)形凍結(jié)管的材質(zhì)為無縫低碳鋼管或采用PVC、PPR、ABS或PE塑料管。有益效果：凍結(jié)管用料大大減少，凍結(jié)需冷量也大大減少，凍脹融沉量也很小，在保證加固效果特別是止水效果的同時，大大節(jié)約了能源，從而有較好的經(jīng)濟效益，具有較大的推廣應用價值。
【IPC分類】E21D9/00, E21D9/06
【公開號】CN205260039
【申請?zhí)枴緾N201521026863
【發(fā)明人】胡俊
【申請人】海南大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月11日