【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土木工程領域，尤其是涉及一種用于盾構隧道的加固結構以及盾構隧道的加固方法。
技術介紹
1、濱海地區廣泛分布著深厚的欠固結軟土地層，隨著城市的快速發展，越來越多的隧道盾構工程不得不在這一特殊的地質條件下進行施工。然而，欠固結軟土強度低、變形大，常常在盾構隧道施工前后出現穩定性差的問題，如開挖面失穩、地層變形以及工后沉降過大等，這些問題嚴重影響了施工安全和隧道的使用壽命。
2、相關技術中，為確保施工期間的穩定性及控制軟土地層的長期沉降，需要對隧道周邊一定范圍的軟弱地層進行預加固處理。然而，現有的加固方案不合理，導致開挖過程中開挖面的穩定性差，涌水突泥的風險較高，且隧道的工后沉降量大，隧道管片易開裂滲漏，進而影響盾構隧道在欠固結軟土地層中的施工質量和長期使用性能，并且，現有的加固方案對施工條件要求高，施工難度大。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種用于盾構隧道的加固結構，該用于盾構隧道的加固結構能夠對欠固結軟土地層進行加固，對土體變形進行有效控制，有利于提高盾構隧道的施工質量、提升盾構隧道長期使用性能。
2、本專利技術進一步地提出了一種盾構隧道的加固方法。
3、根據本專利技術的用于盾構隧道的加固結構包括：旋噴樁組，所述旋噴樁組包括至少一個第一旋噴樁組，所述第一旋噴樁組包括多個第一旋噴樁，所述第一旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第一旋噴樁的部分結構位于所述盾構隧道上方，且
4、根據本專利技術的用于盾構隧道的加固結構，通過使第一旋噴樁的部分結構位于盾構隧道上方，并使第一支撐樁、第二支撐樁均位于盾構隧道下方，能夠使盾構隧道上土體和下土體的加固結合，對盾構隧道施工過程中土體變形進行有效控制，提高盾構隧道開挖面的穩定性，減少盾構隧道的工后沉降，有利于提高盾構隧道的施工質量，保障盾構隧道長期使用性能，并且，加固結構便于施工，施工難度低。
5、在本專利技術的一些示例中，所述旋噴樁組包括至少一個第二旋噴樁組，所述第二旋噴樁組包括多個第二旋噴樁和多個第三旋噴樁，所述第二旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第二旋噴樁的部分結構位于所述盾構隧道上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第二旋噴樁的另一部分結構位于所述盾構隧道側方，所述第三旋噴樁與所述鉛垂線平行且位于所述盾構隧道上方，所述盾構隧道的兩側均具有所述第二旋噴樁。
6、在本專利技術的一些示例中，所述盾構隧道、所述旋噴樁組均位于欠固結軟土地層，所述盾構隧道的直徑為d；
7、所述盾構隧道底部以上的所述欠固結軟土地層厚度為z1，所述第一旋噴樁、所述第二旋噴樁與所述鉛垂線之間的夾角角度均為α，滿足關系式：和/或，所述盾構隧道底部以下的所述欠固結軟土地層厚度為z2，所述第二支撐樁與所述鉛垂線之間的夾角角度為β，滿足關系式：
8、在本專利技術的一些示例中，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組均為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述第一旋噴樁組依次間隔排布，且每預設數量的所述第一旋噴樁組之間設置有一個所述第二旋噴樁組。
9、在本專利技術的一些示例中，所述第一旋噴樁、所述第二旋噴樁、所述第三旋噴樁的直徑均為a，每相鄰的兩個所述第一旋噴樁組、相鄰的所述第一旋噴樁組與所述第二旋噴樁組之間的間隔距離為l，所述盾構隧道的直徑為d，滿足關系式：1800mm≤l/a≤2400mm。
10、在本專利技術的一些示例中，所述支撐樁組為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述支撐樁組依次間隔排布，每相鄰的兩個所述支撐樁組之間的間隔距離為2l，且每個所述支撐樁組均與所述第一旋噴樁組或所述第二旋噴樁組上下對應。
11、在本專利技術的一些示例中，所述盾構隧道的直徑為d，所述第一旋噴樁組的頂部寬度、所述第二旋噴樁組的頂部寬度均為d，所述第一旋噴樁組的底部寬度、所述第二旋噴樁組的底部寬度均為3d；
12、和/或，所述第一旋噴樁、所述第二旋噴樁、所述第三旋噴樁的直徑均為a，滿足關系式：600mm≤a≤800mm；
13、和/或，所述第一旋噴樁的水泥摻量為b，滿足關系式：15％≤b≤20％；
14、和/或，所述第二旋噴樁、所述第三旋噴樁的水泥摻量均為c，滿足關系式：20％≤c≤30％；
15、和/或，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組中的旋噴樁間距均為e，滿足關系式：400mm≤e≤600mm，且所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組中的旋噴樁咬合量均為f，滿足關系式：150mm≤f≤250mm。
16、在本專利技術的一些示例中，所述盾構隧道、所述第二支撐樁均位于欠固結軟土地層，所述第一支撐樁的部分結構位于所述欠固結軟土地層，所述第一支撐樁的另一部分結構位于所述欠固結軟土地層下方的底部持力層；
17、和/或，所述第一支撐樁的直徑為g，滿足關系式：2000mm≤g≤2500mm；
18、和/或，所述第二支撐樁的直徑為h，滿足關系式：1000mm≤h≤1500mm。
19、根據本專利技術的一種盾構隧道的加固方法包括：所述盾構隧道開挖前，從地表朝向所述盾構隧道的開挖區域打入旋噴樁組，所述旋噴樁組包括至少一個第一旋噴樁組，所述第一旋噴樁組包括多個第一旋噴樁，所述第一旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第一旋噴樁的部分結構位于所述開挖區域上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第一旋噴樁的另一部分結構位于所述開挖區域側方，所述開挖區域的兩側均具有所述第一旋噴樁；
20、所述盾構隧道拼裝完成后，通過所述盾構隧道內部管片預留的注漿孔施作支撐樁組，所述支撐樁組包括第一支撐樁和第二支撐樁，所述第一支撐樁與所述鉛垂線平行且位于所述盾構隧道下方，第二支撐樁與所述鉛垂線具有夾角，所述第二支撐樁位于所述盾構隧道下方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第一支撐樁兩側均設有所述第二支撐樁。
21、在本專利技術的一些示例中，所述旋噴樁組包括至少一個第二旋噴樁組，所述第二旋噴樁組包括多個第二旋噴樁和多個第三旋噴樁，所述第二旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第二旋噴樁的部分結構位于所述開挖區域上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第二旋噴樁的另一部分結構位于所述開挖區域側方，所述第三旋噴樁與所述鉛垂線平行且覆蓋所述開挖區域，所述開挖區域的兩側均具有所述第二旋噴樁。
22、在本專利技術的一些示例中，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組均為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述第一旋噴樁組依次間隔排布，且每預設數量的所述第一旋噴樁組之間設置有一個所述第二旋噴樁組。...
【技術保護點】
1.一種用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述旋噴樁組包括至少一個第二旋噴樁組，所述第二旋噴樁組包括多個第二旋噴樁和多個第三旋噴樁，所述第二旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第二旋噴樁的部分結構位于所述盾構隧道上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第二旋噴樁的另一部分結構位于所述盾構隧道側方，所述第三旋噴樁與所述鉛垂線平行且位于所述盾構隧道上方，所述盾構隧道的兩側均具有所述第二旋噴樁。
3.根據權利要求2所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述盾構隧道、所述旋噴樁組位于欠固結軟土地層，所述盾構隧道的直徑為D；
4.根據權利要求2所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組均為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述第一旋噴樁組依次間隔排布，且每預設數量的所述第一旋噴樁組之間設置有一個所述第二旋噴樁組。
5.根據權利要求4所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述第一旋噴樁、所述第二旋噴樁、所述第三旋噴樁的直徑均為A，每相鄰的兩個
6.根據權利要求5所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述支撐樁組為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述支撐樁組依次間隔排布，每相鄰的兩個所述支撐樁組之間的間隔距離為2L，且每個所述支撐樁組均與所述第一旋噴樁組或所述第二旋噴樁組上下對應。
7.根據權利要求2所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述盾構隧道的直徑為D，所述第一旋噴樁組的頂部寬度、所述第二旋噴樁組的頂部寬度均為D，所述第一旋噴樁組的底部寬度、所述第二旋噴樁組的底部寬度均為3D；
8.根據權利要求1-7中任一項所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述盾構隧道、所述第二支撐樁均位于欠固結軟土地層，所述第一支撐樁的部分結構位于所述欠固結軟土地層，所述第一支撐樁的另一部分結構位于所述欠固結軟土地層下方的底部持力層；
9.一種盾構隧道的加固方法，其特征在于，包括：
10.根據權利要求9所述的盾構隧道的加固方法，其特征在于，所述旋噴樁組包括至少一個第二旋噴樁組，所述第二旋噴樁組包括多個第二旋噴樁和多個第三旋噴樁，所述第二旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第二旋噴樁的部分結構位于所述開挖區域上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第二旋噴樁的另一部分結構位于所述開挖區域側方，所述第三旋噴樁與所述鉛垂線平行且覆蓋所述開挖區域，所述開挖區域的兩側均具有所述第二旋噴樁。
11.根據權利要求10所述的盾構隧道的加固方法，其特征在于，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組均為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述第一旋噴樁組依次間隔排布，且每預設數量的所述第一旋噴樁組之間設置有一個所述第二旋噴樁組。
...【技術特征摘要】
1.一種用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述旋噴樁組包括至少一個第二旋噴樁組，所述第二旋噴樁組包括多個第二旋噴樁和多個第三旋噴樁，所述第二旋噴樁與鉛垂線具有夾角，所述第二旋噴樁的部分結構位于所述盾構隧道上方，且沿所述盾構隧道的徑向方向，所述第二旋噴樁的另一部分結構位于所述盾構隧道側方，所述第三旋噴樁與所述鉛垂線平行且位于所述盾構隧道上方，所述盾構隧道的兩側均具有所述第二旋噴樁。
3.根據權利要求2所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述盾構隧道、所述旋噴樁組位于欠固結軟土地層，所述盾構隧道的直徑為d；
4.根據權利要求2所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述第一旋噴樁組、所述第二旋噴樁組均為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述第一旋噴樁組依次間隔排布，且每預設數量的所述第一旋噴樁組之間設置有一個所述第二旋噴樁組。
5.根據權利要求4所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述第一旋噴樁、所述第二旋噴樁、所述第三旋噴樁的直徑均為a，每相鄰的兩個所述第一旋噴樁組、相鄰的所述第一旋噴樁組與所述第二旋噴樁組之間的間隔距離為l，所述盾構隧道的直徑為d，滿足關系式：1800mm≤l/a≤2400mm。
6.根據權利要求5所述的用于盾構隧道的加固結構，其特征在于，所述支撐樁組為多個，沿所述盾構隧道的延伸方向，多個所述支撐樁組依次間隔排布，每...
【專利技術屬性】
技術研發人員：章榮軍，汪海博，陶鳳娟，鄭俊杰，楊友彬，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：
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