该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。

1.本实用新型涉及地铁隧道近接施工技术领域，具体为一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系。


背景技术：

2.随着城市化的迅速发展，人口数量急增导致地下轨道交通建设需求膨胀。目前，在城区内已经修建了高楼大厦以及大量地铁盾构隧道，新建的地下隧道难免要同时近接下穿既有盾构区间和地面建（构）筑物。既有的建（构）筑物和盾构区间结构的稳定性主要依靠主体结构与地层的共同作用，因此，地铁盾构隧道产生的地层扰动对于地面建筑物和盾构区间的安全问题尤为突出。此外，地下隧道土体开挖卸荷易导致地层沉陷，诱发的上部围岩和地基的承载能力失效，甚至塌陷直接导致既有地表建（构）筑物和盾构区间崩塌，故涉及的隧道同时下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系更具挑战性。
3.综上，同时保障盾构隧道自身安全与其掘进对上方建筑物和既有盾构区间的稳定性是至关重要的。然而现有措施大部分仅考虑单一结构的加固方式，并不能有效抵抗地下隧道施工安全与近接地面结构物和运营盾构区间安全同时存在的施工风险。尤其是在城市主城区修建地铁，盾构区间下穿施工不可避免会带来地层损失和应力扰动。当这种位移和影响超出一定范围时，必然对隧道结构本身和上部周边高层或老旧建筑物和小净距既有地铁隧道造成严重破坏。轻则建筑物和既有盾构衬砌开裂、不均匀沉降与倾斜，重则结构主体倒塌，威胁人民的生命财产安全。因此，研发一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系，对盾构隧道后续施工安全隐患防控是具有一定的工程意义。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系，该加固体系为了解决上述技术中存在的缺点，提供了一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系，能够有效对上部高层或老旧建筑物和既有盾构区间同时起到加固作用，并可以减少隧道施工产生的地层扰动。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系，包括既有盾构区间洞内注浆系统和建筑物底部地基注浆系统，所述既有盾构区间洞内注浆系统包括预埋注浆管、第一注浆机，所述预埋注浆管的一端通过软管与第一注浆机连接，所述预埋注浆管的另一端延伸至盾构区间的土体内，对盾构区间的土体进行注浆加固；
7.所述建筑物底部地基注浆系统包括袖阀管8、袖阀管钻机、第二注浆机，所述袖阀管8的一端用于连接袖阀管钻机或者第二注浆机，所述袖阀管8的另一端延伸至建筑物基础底部的土体内进行注浆加固堵水。
8.优选地，还包括新建隧道拱部超前管棚注浆系统，所述新建隧道拱部超前管棚注浆系统包括管棚，所述管棚的一端与管棚钻机或者第三注浆机相连，所述管棚钻机启动控
制管棚对隧道初衬结构外侧的土体进行钻孔。
9.优选地，所述管棚钻机放置在操作平台上，所述操作平台可升降设置。
10.优选地，所述第三注浆机通过管道与第三搅拌桶相连通，所述第三注浆机的另一端通过管道可与所述管棚相连，用于将浆液通过管棚注入到隧道初衬结构外侧的土体内。
11.优选地，所述新建隧道拱部超前管棚注浆系统的采用管棚是跟进式管棚，所述管棚连接采用丝扣连接。
12.优选地，所述第一注浆机通过管道连通有第一搅拌桶。
13.优选地，所述第二注浆机通过管道连通有第二搅拌桶。
14.优选地，所述建筑物底部地基注浆系统中的袖阀管采用梅花型布置；
15.所述袖阀管位于建筑物基础底部，用于实现注浆范围相互交叉，形成整体。
16.本实用新型的有益效果是：
17.（1）、本实用新型采用既有盾构区间洞内注浆系统、建筑物底部地基注浆系统和新建隧道拱部超前管棚注浆系统相结合的综合地层加固体系，利用wss深孔注浆工法，具有瞬结性一次喷射和浸透性二次喷射的复合比率，可以有效保证土体加固形成整体，大大改善该部分土体的物理力学性能；
18.（2）、本实用新型的采取深孔注浆方式从地面建筑基础和既有盾构区间洞内同时对基础与隧道之间的土体进行加固，采取新建隧道超前管棚对隧道与隧道之间的土体进行主动加固，各个注浆加固区相互叠合，充分保障近接构筑物安全。且所用注浆设备轻巧灵活、方便移动、容易操作、施工速度快等优点。
附图说明
19.图1为本实用新型一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系的结构示意图；
20.图中，1-管棚钻机，2-第一注浆机，4-袖阀管钻机，5-操作平台，6-管棚，7-预埋注浆管，8-袖阀管，11-第三注浆机，12-第三搅拌桶，21-第一搅拌桶，41-第二注浆机，42-第二搅拌桶。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
23.而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.如图1所示，一种隧道下穿既有盾构区间和地面建筑物的地层加固体系，包括既有盾构区间洞内注浆系统和建筑物底部地基注浆系统，既有盾构区间洞内注浆系统包括预埋注浆管7、第一注浆机2，预埋注浆管7的一端通过软管与第一注浆机2连接，预埋注浆管7的另一端延伸至盾构区间的土体内，对盾构区间的土体进行注浆加固；建筑物底部地基注浆系统包括袖阀管8、袖阀管钻机4、第二注浆机41，袖阀管8的一端用于连接袖阀管钻机4或者第二注浆机41，袖阀管8的另一端延伸至建筑物基础底部的土体内进行注浆加固堵水。并且为了加强体系的安全可靠，该加固体系还包括新建隧道拱部超前管棚注浆系统，新建隧道拱部超前管棚注浆系统包括管棚6，管棚6的一端与管棚钻机1或者第三注浆机11相连，管棚钻机1启动控制管棚6对隧道初衬结构外侧的土体进行钻孔。
25.进一步的，在具体实施的时候，为了整体加固的牢靠和质量，该加固体系包括既有盾构区间洞内注浆系统和建筑物底部地基注浆系统，既有盾构区间洞内注浆系统包括预埋注浆管7、第一注浆机2，预埋注浆管7的一端通过软管与第一注浆机2连接，预埋注浆管7的另一端延伸至盾构区间的土体内，对盾构区间的土体进行注浆加固；建筑物底部地基注浆系统包括袖阀管8、袖阀管钻机4、第二注浆机41，袖阀管8的一端用于连接袖阀管钻机4或者第二注浆机41，袖阀管8的另一端延伸至建筑物基础底部的土体内进行注浆加固堵水。首先，在实施的时候，将袖阀管钻机4连接上袖阀管8在建筑物底部地基指定的位置进行钻孔，为了能够实现稳定加固，在实施的过程，钻孔为多个，按照设计要求进行，钻好以后将袖阀管8置于在孔洞中，袖阀管8漏在洞外的一端从袖阀管钻机4取下，然后分别将每根袖阀管8连接上第二注浆机41，通过第二注浆机41，对盾构区间的土体进行注浆加固，实现在既有盾构区间全环内进行wss工法注浆。在整个体系结构中，还包括新建隧道拱部超前管棚注浆系统，新建隧道拱部超前管棚注浆系统包括管棚6，管棚6的一端与管棚钻机1或者第三注浆机11相连，管棚钻机1启动控制管棚6对隧道初衬结构外侧的土体进行钻孔；将管棚6的一端与管棚钻机1相连，通过管棚钻机1对隧道初衬结构外侧的土体按照设计要求进行钻孔若干个，钻好以后，将每根管棚6置于在钻好的孔洞中，管棚6的另一端从管棚钻机1取下，通过软管连接上第三注浆机11，通过第三注浆机11进行注浆加固。并且，第二注浆机41通过管道连通有第二搅拌桶42；在实施的时候，在既有上部建筑物基础底部按照梅花型布置袖阀管8，袖阀管8之间净距为1m，通过第二搅拌桶42拌合的浆液，经过第二注浆机41进入到袖阀管钻机4，通过袖阀管钻机4输送至袖阀管8对土体进行加固；然后调配注浆液（ab液混合物和c液），通过现有技术的喷浆混合器进行注浆液，通过喷浆混合器的瞬结性一次喷射和浸透性二次喷射。当新建地下隧道下穿地面建筑物时，根据监控量测的结果决定是否进行袖阀管8补充注浆。在该实施过程中，需在隧道掌子面拱部位置采取管棚钻机1钻孔并埋设管棚6；同时，新建隧道拱部超前管棚注浆系统的采用管棚6是跟进式管棚，管棚6连接采用丝扣连接；还有，建筑物底部地基注浆系统中的袖阀管8采用梅花型布置，间距l=1m；袖阀管8位于建筑物基础底部，用于实现注浆范围相互交叉，形成整体。在实施过程中，此阶段需将操作平台5
布置在掌子面处，为了能够更好方便的进行快速注浆，新建隧道拱部超前管棚注浆系统还包括第三搅拌桶12和操作平台5，管棚钻机1相安放在操作平台5上，操作平台5可升降设置；第三注浆机11通过管道与第三搅拌桶12相连通；这样设计可以通过操作平台5升降和管棚钻机1的调整来布设设计所需的管棚6各种角度，然后通过注浆机2按照wss工法进行单根管棚6注浆，按照管棚注浆顺序进行多根管棚6注浆；注浆结束之后，对隧道衬砌结构进行密封堵水，并根据监控量测的结果决定是否进行跟踪注浆；在该实施过程中，所使用的操作平台5可升降，可以通过现有技术来实现，在此没有对其进行详细的记载描述。
26.进一步的，在上述基础上，根据监控量测的结果判定上述注浆加固仍然不能满足下穿施工安全要求，则需要在既有盾构区间进行全环注浆加固；在该实施例中，既有盾构区间洞内注浆系统包括预埋注浆管7、第一注浆机2，预埋注浆管7的一端通过软管与第一注浆机2连接，预埋注浆管7的另一端延伸至盾构区间的土体内，对盾构区间的土体进行注浆加固；在实施的时候，需在既有盾构区间内安装第一注浆机2，第一注浆机2通过管道连通有第一搅拌桶21；通过第一搅拌桶21进行浆液的制备拌合，然后第一注浆机2通过管道将第一搅拌桶21内的浆液输送至预埋注浆管7内，通过预埋注浆管7向盾构区间全环进行wss深孔注浆止水。
27.进一步的，通过该加固体系采用既有盾构区间洞内注浆系统、建筑物底部地基注浆系统和新建隧道拱部超前管棚注浆系统相结合的综合地层加固体系，利用wss深孔注浆工法，具有瞬结性一次喷射和浸透性二次喷射的复合比率，可以有效保证土体加固形成整体，大大改善该部分土体的物理力学性能；同时该加固体系采取深孔注浆方式从地面建筑基础和既有盾构区间洞内同时对基础与隧道之间的土体进行加固，采取新建隧道超前管棚对隧道与隧道之间的土体进行主动加固，各个注浆加固区相互叠合，充分保障近接构筑物安全。且所用注浆设备轻巧灵活、方便移动、容易操作、施工速度快等优点。
28.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实说明书中实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内;同时，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。