CN101294495A - 隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法 - Google Patents

Abstract

一种隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其在盾构推进的同时进行隧道内部道路的施工，以已铺设好的下层道路预制件作为运输通道进行现场浇筑上层道路的流水作业，其具体做法是，在推进着的盾构后方的各作业区中，按纵向顺序依次安排并同时进行下列施工操作工序：(1)采用预制件铺设下层道路；(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件；(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工；(4)上层道路的现场浇砼施工。本发明以预制件和现浇结构相结合的方式进行内部道路结构的同步施工，不仅缩短了工期，而且提高了施工灵活性以及工程结构的整体性和抗震性，同时减小了隧道本身质量对内部道路结构质量的影响，特别适用于大直径长距离双层隧道工程的施工。

Description

隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法

技术领域：

本发明涉及隧道工程的施工方法，特别涉及一种适用于大直径长距离隧道工程的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，属于隧道建筑工程领域。

背景技术：

随着城市地下空间的进一步开发和地下工程材料设备性能的不断提高，盾构法在更大直径、更长距离的隧道施工中得到了日益广泛的应用。然而大直径、长距离隧道的施工往往面临着施工工艺复杂、施工周期长、施工风险大的困难，为了缩短工期，就要合理统筹安排隧道盾构推进及内部结构施工。

经对现有技术文献检索发现，1999年7月出版的《上海市大型市政工程设计与施工丛书——隧道工程》介绍了上海市延安东路隧道南线内部道路结构的同步施工技术，该施工方法适用于单层公路隧道的施工过程。国家知识产权局专利申请号200410025247.5、名称为《双层公路隧道的盾构掘进与道路同步施工方法》的发明专利申请公开了一种双层隧道的同步施工方法，该方法在盾构掘进的同时，安装带有牛腿的成环管片，并且同步在牛腿上铺设分割上、下层的道路板；在工作井的负环管片处，设置一个带开口的井口钢平台，用做在井口处由地面向隧道下层输送工件的垂直通道入口，形成上下两层独立的运输通道和施工场所，从而成为盾构掘进在前、道路施工在后的同步施工方法，达到了缩短工期的效果。

然而上述专利所述同步施工方法存在以下不足：①该方法中铺设道路板的牛腿位置被成环管片所预先确定，这就限制了管片制造和拼装的施工灵活性，给盾构的轴线控制等施工环节带来不利的影响；②上下层道路采用预制件形式，其结构的整体性和抗震性都较差；③隧道本身的施工质量对其内部道路结构的质量产生的影响较大，二者的相关程度较高。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的问题，提供一种隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其在盾构推进的同时，以预制件和现浇结构相结合的方式进行内部道路结构的同步施工，从而不仅缩短了工期，而且提高了施工灵活性以及工程结构的整体性和抗震性，同时减小了隧道本身质量对内部道路结构质量的影响。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，在盾构推进的同时进行隧道内部道路的施工，其特征在于：以已铺设好的下层道路预制件作为运输通道进行现场浇筑上层道路的流水作业。

本发明所述隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法的做法是，在推进着的盾构后方的各作业区中，按纵向顺序依次安排并同时进行下列施工操作工序：

(1)采用预制件铺设下层道路；

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件；

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工；

(4)上层道路的现场浇砼施工。

本发明所述隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法的各施工操作工序的具体内容为：

(1)采用预制件铺设下层道路

在紧邻推进着的盾构的后方进行隧道成环管片的拼装，同时安装下层道路的车道板预制件，在安装预制件作业段的后方，浇注该下层道路预制件两侧的混凝土，过程中由双头车进行成环管片、车道板预制件和混凝土的水平运输。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

在上述铺设下层道路作业区的后方，进行下层道路防冲撞侧石的现场浇筑施工，同时预留出支撑上层道路的立柱的种植钢筋，过程中在下层道路路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在上述下层道路两侧结构件作业区的后方，进行支撑上层道路的立柱基座和立柱的现场浇砼施工，过程中在下层道路路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工

在下层道路路面上安装隧道内行车和台模车及其行走轨道，按照上层道路的设计标高对台模车进行测量定位；在下层道路两侧搭设脚手架，绑扎钢筋并支立模板，对上层道路和上层防冲撞侧石进行混凝土现场浇砼施工；所述的台模车采用型钢制作，每3只支承车架构成一组。

本发明所述隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法的各施工操作工序的具体内容也可以是：

(1)采用预制件铺设下层道路

在紧邻推进着的盾构的后方进行隧道成环管片的拼装，同时安装下层道路的口字形预制件，在铺设预制件作业段后方的凿毛作业段中，进行接合面的凿毛，过程中由双头车在已经形成的下层道路预制件顶部的行走通道上进行成环管片、预制件和混凝土的水平运输。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

在上述铺设下层道路作业区的后方，进行下层道路预制件两侧的压重块的现场浇筑施工，过程中在下层道路预制件顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在上述下层道路两侧结构件作业区的后方，进行模架搭设和支撑上层道路的牛腿的现场浇砼施工，过程中在下层道路预制件顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工。

绑扎钢筋并铺设模板，对上层道路和上层防冲撞侧墙进行混凝土现场浇砼施工。

与现有技术不同的是，本发明所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法采用现场浇砼的方式进行上层道路的施工，在盾构施工过程中将盾构推进和内部道路现浇结构施工有机地结合起来，根据内部道路的结构，在推进着的盾构后方依次安排施工区段并同时进行施工，以已铺设好的下层道路预制件作为运输通道进行现场浇筑上层道路的流水作业。与现有的同步施工方法相比，本发明所述施工方法的显著效果在于：(1)内部道路结构的现浇形式增强了结构的整体性和抗震性，提高了结构质量；(2)内部道路结构的现浇形式还提高了施工的灵活性，有利于盾构的轴线控制；(3)内部道路结构施工受隧道施工质量的影响较小，有利于内部道路结构施工质量的控制。总之，本发明所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法达到了缩短施工周期和提高隧道及内部道路结构施工质量的双重目的。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

图2为第一实施例现场施工示意图。

图3为图2第1工区A-A处剖视图。

图4为图2第2工区B-B处剖视图。

图5为图2第3工区C-C处剖视图。

图6为图2第4工区D-D处剖视图。

图7为第一实施例施工完毕后E-E处隧道内部双层道路结构剖视图。

图8为第二实施例隧道内部双层道路结构示意图。

图9为第二实施例现场施工示意图。

图10为图9中A1工区剖视图。

图11为图9中A2工区剖视图。

图12为图9中A3工区剖视图。

图13为图9中A4工区剖视图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法在盾构推进的同时进行隧道内部道路的施工，以已铺设好的下层道路预制件作为运输通道进行现场浇筑上层道路的流水作业，请参阅图1本发明的工艺流程图，所述同步施工方法的做法是，在推进着的盾构后方的各作业区中，按纵向顺序依次安排并同时进行下列施工操作工序：

(1)采用预制件铺设下层道路；

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件；

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工；

(4)上层道路的现场浇砼施工。

换句话说，上述按时间顺序实施的施工工序被依次安排在推进着的盾构后方的各作业区的空间中同时进行操作。

下面以两个实施例并结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

请参阅图2，在推进着的盾构11的后方，按纵向顺序设置有第1、第2、第3和第4共四个进行作业的工区，在各作业工区中，依次安排并同时进行下列施工操作工序：

(1)采用预制件铺设下层道路

在紧随盾构机11之后的第1工区中，盾构机11在最前方进行掘进施工，紧邻其后方随即进行隧道成环管片8的拼装；盾构机11每拼装一环管片8，就立即同时安装铺设下层道路的车道板预制件1，即同步进行车道板预制件1的铺设与隧道衬砌成环管片8的拼装。再请结合参阅图3，在安装车道板预制件1的作业段的后方为浇筑混凝土作业段，在该浇筑混凝土作业段中进行浇注该下层道路车道板预制件1两侧混凝土2的施工，并且对之进行养护，从而完成下层道路路面的施工，形成水平运输的行走通道，该浇筑作业段与安装作业段的施工至少错开一个工作时间班次。在上述施工过程中，成环管片8和车道板预制件1以及混凝土从地面通过吊装口垂直吊运至隧道，随后由双头车13在已经形成的下层道路的行走通道上水平运输至架设在第1作业区的1号车架9和2号车架10之下(见图2)，然后由管片输送机将成环管片8运至盾构机11前进行拼装，用吊运设备将车道板预制件1吊至预定位置进行安装。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

请结合参阅图2和图4，在上述铺设下层道路的第1工区的后方，与2号车架10距离60m处安排有约60m长的第2工区，该第2工区分成2个30m长的作业段，进行下层道路防冲撞侧石3的现场浇筑施工，具体施工内容为：首先按设计要求进行种植钢筋施工，随后绑扎下层道路防冲撞侧石3的钢筋，并且支立模板，然后进行混凝土浇注，最后进行混凝土养护。在进行下层道路防冲撞侧石3施工的同时，预留出支撑上层道路的立柱的种植钢筋。在上述施工过程中，由双头车13在已经形成的下层道路1路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在本实施例中，支撑上层道路的支撑件为立柱5和立柱基座4。请结合参阅图2和图5，在上述下层道路防冲撞侧石3施工的第2工区的后方，与2号车架10距离120m处安排有约60m长的第3工区，该第3工区分成2个30m长的作业段以分别进行立柱基座4和立柱5的现场浇筑施工，具体施工内容为：绑扎立柱基座4的钢筋，支立模板，进行混凝土浇注和养护；焊接立柱5的钢筋，绑扎钢筋并支立模板，进行混凝土浇注和养护。在上述施工过程中，仍然由双头车13在已经形成的下层道路1路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工

请结合参阅图2和图6，在上述立柱基座4和立柱5施工的第3工区的后方，与2号车架10距离180m处安排有约60m长的第4工区，该第4工区分成2个30m长的作业段以分别进行上层道路6和上层防冲撞侧石7的现场浇筑施工。该上层道路6为现浇钢筋混凝土结构，如果采用满堂支架支模方式进行施工，则势必影响隧道的正常推进。为了在进行上层道路6施工的同时确保盾构的正常推进，采用了可行走的台模车12，该台模车12采用型钢制作，每3只支承车架构成一组，每只支承车架沿隧道纵向长度为10m，每组支承车架完成一个作业段的施工。第4工区的具体施工内容为：在下层道路1路面上安装隧道内行车和台模车12及其行走轨道，按照上层道路6的设计标高对台模车12进行测量定位；在下层道路1两侧搭设脚手架，绑扎上层道路6和上层防冲撞侧石7的钢筋并支立模板，然后利用地面上的混凝土固定泵进行混凝土浇注并随后进行混凝土养护；待混凝土养护达到要求后，利用台模车12上的千斤顶脱模，收缩并移动台模车12，以便进行下一施工内容。

全部施工完毕后隧道内部双层道路的结构可参阅图7隧道E-E处的剖视图。

实施例二：

实施例二所述隧道工程全长约7.5km，隧道圆形截面内径为13.7m、外径为15m，管片宽2m、厚0.65m，其内部结构为双层道路，上层为双向6车道，下层为通行轨道交通。请参阅图8本实施例的隧道内部结构示意图，该隧道在结构上与上述实施例一不同的是，其下层道路采用截面为口字形的预制件01，支撑上层道路04的支撑件为牛腿03。该实施例二施工同样采用盾构连续掘进、后续下层道路预制件01安装铺设与上层道路04现场浇筑同时进行的方式。请参阅图9，在推进着的盾构07的后方，按纵向顺序设置有A1、A2、A3和A4共四个进行作业的工区，在各作业工区中，依次安排并同时进行下列施工操作工序：

(1)采用预制件铺设下层道路

请参阅图9和图10，工程采用全长132m、直径15.43m的泥水平衡盾构机进行施工。在紧随盾构机07之后的A1工区中，盾构机07在最前方进行掘进施工，紧邻其后方随即进行隧道成环管片05的拼装，在拼装好的隧道成环区域中架设有1号车架08、2号车架09和3号车架010。所述A1工区分成两个作业段，前一个为铺设作业段，后一个为凿毛作业段。在铺设作业段中，外形尺寸为4.5m×4.3m、环宽为2m的口字形预制件01被运至2号车架09处，由布置在2号车架09上的专用30T吊具将预制件01安装就位；安装时，在已定位的最前端一块预制件01下部的吊装孔处设置有卡槽，用以辅助后一块预制件01的定位，预制件01就位后采用四只千斤顶进行微调，结合钢楔和灌注MU7.5砂浆进行定位，然后通过预制件01之间的三根螺栓进行连接固定。为了保障安全，预制件01就位后在其顶部道路面的两侧安装钢制防冲墙。下层道路预制件01的安装铺设与隧道衬砌成环管片05的拼装同步进行，即每拼装一环管片05，就立即同时安装铺设预制件01。在后续的凿毛作业段中，接着在管片05与牛腿03的接合面上进行凿毛。下层道路预制件01铺设的完工为工程提供了水平运输的行走通道，在上述施工过程中，成环管片05和预制件01以及施工用浆桶等从地面通过吊装口垂直吊运至隧道，随后由双头车在已经形成的下层道路预制件01顶部的行走通道上水平运输至1号车架08、2号车架09和3号车架010之下，然后成环管片05和浆桶尾部在3号车架010处由50T吊具提起，经由2号车架09上层空间运送至1号车架08，盾构机07接管工作在1号车架08上进行，预制件01由2号车架09上的专用吊具吊至预定位置进行安装。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

请结合参阅图9和图11，在上述铺设下层道路预制件01的A1工区的后方安排有A2工区，进行下层道路预制件01两侧的结构件压重块02的现场浇筑施工，该压重块02通过植筋手段与成环管片05连接，具体施工内容为：首先在下层道路预制件01下部两侧的成环管片05上进行种植钢筋施工，植筋24小时后进行原位绑扎钢筋，节点要可靠绑扎，确保人踩无明显变形，同时合理布置垫块，保证保护层厚度；随后支立模板，将定制模板用直径Φ48的钢管固定于预制件01上；然后进行混凝土浇注，混凝土从预制件01顶面以串筒(可沿钢防冲墙行走)放至作业面，同时振捣密实；最后进行混凝土可靠养护。在上述施工过程中，在已经形成的下层道路预制件01顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在本实施例中，支撑上层道路的支撑件为牛腿03，牛腿03通过植筋手段与成环管片05连接，牛腿03的植筋在压重块02施工前完成。请结合参阅图9和图12，在上述下层道路预制件01两侧的压重块02施工的A2工区的后方安排有A3工区，该A3工区的主要施工内容为进行模架搭设和牛腿03的现场浇筑施工，其具体施工步骤为：压重块02施工完成24小时后，可以开始模架搭设工作，模架搭设分两个步骤，第一步搭设出立杆、三角撑，布置人行走道板；随后进行牛腿03的钢筋绑扎，牛腿模板分为上下两段，横向支撑于支架上(该步骤有预埋管埋设，模板支撑完成后放置固定)；然后混凝土从预制件01顶面以溜槽放至作业面以现场浇筑牛腿03，并且振捣密实，进行混凝土的可靠养护；牛腿03浇筑完成后进行模架搭设的第二步，在立杆顶头安设螺旋顶托，并架设纵向主梁方钢。在上述施工过程中，仍然在已经形成的下层道路预制件01顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工

请结合参阅图9和图13，在上述牛腿03施工的A3工区的后方安排有A4工区，该A4工区进行上层道路04和上层防冲撞侧墙06的现场浇筑施工，其具体施工内容为：首先在纵向主梁方钢上布置横向次梁、铺设模板，然后安装横向连接主筋，并绑扎钢筋笼，随后浇筑混凝土以进行上层道路04和上层防冲撞侧墙06的现场浇砼施工，最后进行上层道路04的养护。全部施工完毕后隧道内部双层道路的结构可参阅图8。

Claims (5)

1、一种隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，在盾构推进的同时进行隧道内部道路的施工，其特征在于：以已铺设好的下层道路预制件作为运输通道进行现场浇筑上层道路的流水作业。

2、根据权利要求1所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其特征在于：所述同步施工方法的做法是，在推进着的盾构后方的各作业区中，按纵向顺序依次安排并同时进行下列施工操作工序：

(1)采用预制件铺设下层道路；

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件；

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工；

(4)上层道路的现场浇砼施工。

3、根据权利要求2所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其特征在于：所述各施工操作工序的具体内容为：

(1)采用预制件铺设下层道路

在紧邻推进着的盾构的后方进行隧道成环管片的拼装，同时安装下层道路的车道板预制件，在安装预制件作业段的后方，浇注该下层道路预制件两侧的混凝土，过程中由双头车进行成环管片、车道板预制件和混凝土的水平运输。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

在上述铺设下层道路作业区的后方，进行下层道路防冲撞侧石的现场浇筑施工，同时预留出支撑上层道路的立柱的种植钢筋，过程中在下层道路路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在上述下层道路两侧结构件作业区的后方，进行支撑上层道路的立柱基座和立柱的现场浇砼施工，过程中在下层道路路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工

在下层道路路面上安装隧道内行车和台模车及其行走轨道，按照上层道路的设计标高对台模车进行测量定位；在下层道路两侧搭设脚手架，绑扎钢筋并支立模板，对上层道路和上层防冲撞侧石进行混凝土现场浇砼施工。

4、根据权利要求3所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其特征在于：步骤(4)所述的台模车采用型钢制作，每3只支承车架构成一组。

5、根据权利要求2所述的隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法，其特征在于：所述各施工操作工序的具体内容为：

(1)采用预制件铺设下层道路

在紧邻推进着的盾构的后方进行隧道成环管片的拼装，同时安装下层道路的口字形预制件，在铺设预制件作业段后方的凿毛作业段中，进行接合面的凿毛，过程中由双头车在已经形成的下层道路预制件顶部的行走通道上进行成环管片、预制件和混凝土的水平运输。

(2)浇筑下层道路预制件两侧的结构件

在上述铺设下层道路作业区的后方，进行下层道路预制件两侧的压重块的现场浇筑施工，过程中在下层道路预制件顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(3)上层道路支撑件的现场浇砼施工

在上述下层道路两侧结构件作业区的后方，进行模架搭设和支撑上层道路的牛腿的现场浇砼施工，过程中在下层道路预制件顶部的路面上进行钢筋和混凝土的水平运输。

(4)上层道路的现场浇砼施工。

绑扎钢筋并铺设模板，对上层道路和上层防冲撞侧墙进行混凝土现场浇砼施工。

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