一種控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法及其管片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制盾構(gòu)隧道上浮量的排水減壓方法及其管片型式，主要適用于可液化地層。
【背景技術(shù)】
[0002]可液化土主要包括砂土和低塑性粉土，在我國(guó)分布很廣。隨著我國(guó)地鐵發(fā)展，越來(lái)越多盾構(gòu)隧道穿越可液化土地層。由于盾構(gòu)隧道多采用全封閉防水設(shè)計(jì)，地層液化時(shí)隧道周圍孔隙水壓力迅速提高，容易促使隧道上浮，嚴(yán)重危及隧道結(jié)構(gòu)安全。目前國(guó)內(nèi)外常采用在隧道沿線布設(shè)碎石排水通道、隔離粧或者注漿加固隧道所處地層的方案來(lái)防止隧道所處地層液化，進(jìn)而控制隧道上浮量，這樣的整治方案對(duì)于隧道這樣的長(zhǎng)結(jié)構(gòu)而言，往往需要大量的工程成本。為了降低隧道上浮控制成本，本發(fā)明根據(jù)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出一種盾構(gòu)隧道抗浮的新方法顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低且效果好的控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法。
[0004]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)該控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法的管片。
[0005]為了解決第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法，在盾構(gòu)隧道起拱線下的管片上布設(shè)泄壓閥，常時(shí)泄壓閥關(guān)閉，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)隧道所處可液化地層孔隙水壓力一旦上升到壓力預(yù)警值時(shí)，泄壓閥自動(dòng)打開排水泄壓，將隧道所處地層孔隙水壓力控制到壓力預(yù)警值范圍內(nèi)，進(jìn)而控制隧道上浮。
[0006]在所述的隧道起拱線以下的每個(gè)所述的管片上布設(shè)兩個(gè)泄壓閥。
[0007]基于土動(dòng)力學(xué)理論，防止管片上浮所對(duì)應(yīng)的所述的管片壁后壓力允許值，確定沿隧道縱向每十環(huán)所述的管片范圍內(nèi)需布設(shè)所述的泄壓閥的管片環(huán)數(shù)以及單位時(shí)間排水量。
[0008]對(duì)于每十環(huán)所述的管片內(nèi)不需布設(shè)泄壓閥的管環(huán)，用普通管片即可。
[0009]背離隧道中心側(cè)的所述的泄壓閥上放置有過(guò)濾層以防止所述的泄壓閥減壓排水時(shí)砂土進(jìn)入隧道內(nèi)。
[0010]在預(yù)制所述的管片時(shí)在所述的管片內(nèi)預(yù)埋好鋼套，并在隧道現(xiàn)場(chǎng)拼裝所述的管片前安裝好所述的泄壓閥，所述的管片拼裝好后，卸下所述的泄壓閥進(jìn)行排水泄壓，然后再次裝上所述的泄壓閥，確保所述的鋼套和所述的泄壓閥排水順暢，對(duì)泄壓閥的工作性能檢查驗(yàn)收。
[0011]將所述的泄壓閥的壓力預(yù)警值設(shè)為防止管片上浮所對(duì)應(yīng)的壓力允許值的70%，常時(shí)所述的泄壓閥關(guān)閉，地震時(shí)管片壁后水壓力允許值立即自動(dòng)排水泄壓。
[0012]為了解決第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法的管片，包括管片，在所述的管片上布設(shè)有泄壓閥。
[0013]所述的管片上布設(shè)有鋼套，所述的泄壓閥采用螺紋安裝在所述的鋼套內(nèi)。
[0014]在所述的泄壓閥背離隧道中心的一側(cè)放置有過(guò)濾層。
[0015]采用上述技術(shù)方案的控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法及其管片，泄壓閥優(yōu)選在隧底中間布置，然后往隧底兩側(cè)管片布置泄壓閥，要求所有泄壓閥在隧道起拱線以下管片上。以防止管片上浮時(shí)壁后水壓力為依據(jù)，得到泄壓閥的壓力預(yù)警值(設(shè)為壓力閥值的70%)和數(shù)量。在得到泄壓閥的設(shè)計(jì)參數(shù)后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)泄壓閥安裝。針對(duì)盾構(gòu)隧道管片均在預(yù)制場(chǎng)制作完成的特點(diǎn)，可將泄壓閥在預(yù)制場(chǎng)按照設(shè)計(jì)要求預(yù)埋在管片內(nèi)。為了在現(xiàn)場(chǎng)隧道內(nèi)管片拼裝后方便排查泄壓閥是否存在因?yàn)楣芷巫{封堵等故障，要求泄壓閥可拆卸，并且拆卸后的泄壓孔不影響管片結(jié)構(gòu)受力。現(xiàn)場(chǎng)隧道二次注漿完成后，排查泄壓閥減壓排水的性能，如果打開泄壓閥發(fā)現(xiàn)不漏水，要拆卸泄壓閥對(duì)泄壓孔進(jìn)行清排，確保泄壓閥打開后能起到減壓排水效果。
[0016]在地震發(fā)生時(shí)，管片壁后壓力值一旦達(dá)到泄壓閥所設(shè)置的壓力預(yù)警值，泄壓閥自動(dòng)打開進(jìn)行排水泄壓，否則關(guān)閉。由于地震是不可預(yù)料的偶發(fā)事故，要求根據(jù)泄壓閥的廠家說(shuō)明，在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中定期進(jìn)行泄壓閥維護(hù)和管理。
[0017]本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，技術(shù)手段易于掌握；相對(duì)傳統(tǒng)的隧道所處地層抗液化方案，工程成本大大降低；并且可以用于盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中控制管片上浮，即打開隧道起拱線以下泄壓閥進(jìn)行排水減壓，防止管片上浮，待二次注漿的漿液凝固后再關(guān)閉所有泄壓閥。
[0018]本發(fā)明依據(jù)減壓排水的原理來(lái)控制地震發(fā)生時(shí)隧道壁后孔隙水壓力的大小。在盾構(gòu)隧道起拱線以下的管片結(jié)構(gòu)上預(yù)埋泄壓閥，設(shè)定隧道壁后孔隙水壓力的預(yù)警值。常時(shí)泄壓閥關(guān)閉，地震發(fā)生時(shí)，一旦孔隙水壓力超過(guò)預(yù)警值，泄壓閥自動(dòng)打開進(jìn)行減壓排水，使隧道壁后孔隙水壓力的降到安全范圍內(nèi)，從而控制隧道上浮量。因此，本發(fā)明是一種有效而低價(jià)的控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法及其管片。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是沿隧道橫斷面上泄壓閥的布置示意圖。
[0020]圖2是管片上泄壓閥的布置示意圖
[0021]圖3是泄壓閥與鋼套的剖面簡(jiǎn)圖。(注:市場(chǎng)上有泄壓閥產(chǎn)品，這里不對(duì)泄壓閥具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹)
[0022]圖中:1-管片、2-隧道中線、3-隧道起拱線、4-泄壓閥、5-鋼套、6_過(guò)濾層。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參見圖2和圖3，在管片I上布設(shè)有泄壓閥4，優(yōu)選地，在管片I上布設(shè)有二個(gè)泄壓閥4，二個(gè)泄壓閥4布置在管片I的中心線上。
[0025]具體地，管片I上布設(shè)有鋼套5，泄壓閥4采用螺紋安裝在鋼套5內(nèi)。
[0026]進(jìn)一步地，在泄壓閥4背離隧道中心的一側(cè)放置有過(guò)濾層6。
[0027]參見圖1、圖2和圖3，一種控制盾構(gòu)隧道上浮的排水減壓方法，多塊管片I圍成一個(gè)隧道并形成有隧道中線2和隧道起拱線3，在盾構(gòu)隧道起拱線3下的管片I上布設(shè)泄壓閥4，常時(shí)泄壓閥4關(guān)閉，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)隧道所處可液化地層孔隙水壓力一旦上升到壓力預(yù)警值時(shí)，泄壓閥4自動(dòng)打開排水泄壓，將隧道所處地層孔隙水壓力控制到壓力預(yù)警值范圍內(nèi)，進(jìn)而控制隧道上浮。
[0028]進(jìn)一步地，在隧道起拱線3以下的每個(gè)管片I上布設(shè)兩個(gè)泄壓閥4。
[0029]基于土動(dòng)力學(xué)理論，防止管片上浮所對(duì)應(yīng)的管片