CN101725357B - 地铁隧道下穿段施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地铁隧道下穿段施工方法，该施工方法通过在施工的不断阶段在地铁隧道的下方设置液压千斤顶根据地铁隧道结构的沉降来顶升地铁隧道结构，以防止地铁隧道结构的沉降变形，从而保证了能够使地铁交通在不间断运行的情况下完成地铁隧道下穿段的开挖施工，确保了地铁交通和下穿段施工的安全。

Description

地铁隧道下穿段施工方法

技术领域

本发明属于隧道建筑领域，尤其涉及城市地铁隧道建筑领域的地铁隧道下传段施工方法。 

背景技术

地铁隧道在下穿段施工时，随着下穿段结构开挖施工的进行，可能造成其顶部的地铁隧道结构及线路发生沉降、变形。为了保证地铁运行和下穿段施工的安全，往往要求下穿段施工在在地铁停止运行情况下进行，但是，由于下穿段施工往往工期较长，而地铁承担着城市公共交通的重要职能，地铁停止运行会给城市的公共交通带来极大的影响，因此，要求地铁停止运行来满足下穿段施工的需要是极其不现实的。但是，现有技术中的下穿段施工方法均是在上层交通停止运行情况下进行的，目前还没有保证上层地铁交通运行安全、对上层地铁交通运行不造成影响影响的地铁隧道下穿段施工方法。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对上层地铁交通运行不造成影响影响的地铁隧道下穿段施工方法，以克服现有技术存在的不足。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： 

一种地铁隧道下穿段施工方法，其步骤为： 

a、在地铁隧道下方两侧密贴地铁隧道结构底板分别开挖一个侧向导洞并施作初期支护，注浆加固外侧土体； 

b、在两侧向导洞内向下施作灌注桩并在导洞内位于灌注桩上施作托梁，托梁顶部密贴初期支护，同时在托梁顶预埋注浆管； 

c、在地铁隧道下方中间密贴地铁隧道结构底板再开挖一个中间导洞，施作初期支护并在底部施作条形基础，条形基础上埋置支撑地铁隧道结构底板的型钢支撑； 

d、再在侧向导洞和中间导洞之间开挖洞室，在洞室内施作初期支护，开挖洞室时或之前在侧向导洞和中间导洞内架设擎顶地铁隧道结构底板的液压千斤顶，开挖洞室时，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状； 

e、打通洞室、侧向导洞和中间导洞、施作下穿段结构顶板；随着下穿段结构顶板施工的进行，在下穿段结构顶板上间隔加设多个竖撑以及将液压千斤顶移位到下穿段结构顶板上顶住初期支护，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板再进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状； 

f、从下穿段结构顶板继续向下开挖土体，随开挖在两侧灌注桩上加设锚索和钢支撑，灌注桩间施作注浆锚管，同时两侧墙进行网喷支护。 

g、向下开挖土体到预定位置后施作下穿段结构底板，灌注桩和侧墙之间砌砖回填，拆除锚索和钢支撑，施作侧墙，完成下穿段结构施工，待下穿段结构施工达到设计强度后，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板再进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状； 

h、最后在地铁隧道结构底板和下穿段结构顶板之间灌注混凝土，同时进行压浆回填密实。 

所述液压千斤顶顶升使地铁隧道结构底板恢复原状后进行压浆处理。 

所述液压千斤顶由PLC液压同步控制系统进行控制。 

所述地铁隧道上安装有轨道标高变化测量装置，该测量装置向PLC液压同步控制系统发出轨道标高变化信号，PLC液压同步控制系统根据轨道标高变化信号自动控制各个液压千斤顶进行顶升。 

所述步骤d中，对应地铁隧道结构底板底部设置液压千斤顶的部位，对其底部进行清凿、喷砼找平形成初支喷射砼，安装提前预制好的倒锥体的钢筋砼预制块，钢筋砼预制块与初支喷射砼间采用橡胶条联接密封，钢筋砼预制块与液压千斤顶之间垫设锚垫钢板。 

所述托梁为L形梁，两侧的L形梁相对设置。 

所述步骤d中，液压千斤顶由钢支撑支撑位于L形梁的横向梁体上和条形基础上。 

所述步骤e中，液压千斤顶通过螺栓连接倒置在洞室顶部，其下可随时安装、拆除临时支撑结构。 

所述步骤e中，下穿段结构顶板建成后落坐在L形梁的横向梁体上。 

上述就是本发明的地铁隧道下穿段施工方法，该施工方法的关键点是在施工的不断阶段在地铁隧道的下方设置液压千斤顶根据地铁隧道结构的沉降来顶升地铁隧道结构，以防止地铁隧道结构的沉降变形，从而保证了能够使地铁交通在不间断运行的情况下完成地铁隧道下穿段的开挖施工，确保了地铁交通和下穿段施工的安全。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明： 

图1为本发明的步骤a施工后的工程结构示意图； 

图2为本发明的步骤b施工后的工程结构示意图； 

图3为本发明的步骤c施工后的工程结构示意图； 

图4为本发明的步骤d施工后的工程结构示意图； 

图5为本发明的步骤e施工后的工程结构示意图； 

图6为本发明的步骤f施工后的工程结构示意图； 

图7为本发明的步骤g施工后的工程结构示意图； 

图8为本发明的步骤h施工后的工程结构示意图； 

图9为侧向导洞内液压千斤顶的设置示意图； 

图10为中间导洞内液压千斤顶的设置示意图； 

图11为液压千斤顶的平面布置示意图。 

具体实施方式

为了更好的说明本发明的地铁隧道下穿段施工方法，下面以某地铁隧道下穿段工程为例具体阐述： 

该地铁隧道下穿段施工时，随着下穿段结构开挖施工的进行，可能造成其顶部的地铁隧道结构及线路发生沉降、变形，从而影响结构及线路的安全；为确保地铁隧道结构及线路安全就必须在下穿段施工的各个阶段都应制定相应措施，即当上部地铁隧道结构发生沉降变形时能够及时采取措施消除这些沉降变形。 

为此，采取液压同步控制顶升技术，在下穿段施工的各个阶段，根据上部地铁隧道结构与下穿段开挖的对应关系和由此而可能造成的结构沉降变形情况，结合现场轨道标高变化测量数据做为布置千斤顶点，以变化量为液压同步控制千斤顶的分级、分区界定点，当变形发生时，PLC液压控制系统将根据压力、位移指令，按照不同的沉降变形量进行顶升调整，将上部地铁隧道结构恢复原状，在将地铁隧道结构调整恢复原状后，及时采取相应措施(如压浆等)确保结构安全。具体地，该地铁隧道下穿段工程按如下施工步骤进行施工： 

1、如图1所示，在地铁隧道01下方两侧密贴地铁隧道结构底板001分别开挖一个侧向导洞100并施作初期支护200，注浆加固外侧土体101。 

2、如图2所示，在两侧向导洞100内向下施作灌注桩102并在导洞100内位于灌注桩102上施作托梁103，托梁103为L形梁，两侧向导洞100内 L形梁相对设置，L形梁顶部密贴导洞初期支护200，同时在L形梁顶预埋注浆管。 

3、如图3所示，在地铁隧道01下方中间密贴地铁隧道结构底板001再开挖一个中间导洞300，施作初期支护200并在底部施作条形基础301，条形基础301上埋置支撑地铁隧道结构底板的型钢支撑302。 

4、如图4所示，再在侧向导洞100和中间导洞300之间开挖洞室400，在洞室400内施作初期支护200，开挖洞室时或之前在侧向导洞100和中间导洞300内架设擎顶地铁隧道结构底板001的液压千斤顶500。 

如图9和图10所示，在侧向导洞100内，液压千斤顶500由钢支撑501支撑设置在L形梁(托梁103)的横向梁体和型钢支撑302两侧的条形基础上。对应设置液压千斤顶500的地铁隧道结构底板001底部位置，对其底部进行清凿、喷砼找平形成初支喷射砼503，安装提前预制好的倒锥体的钢筋砼预制块502，钢筋砼预制块502与初支喷射砼503间采用橡胶条504联接密封，以便压浆浆处理地铁隧道结构底板001与初期支护200间在顶升后形成的缝隙。在钢筋砼预制块502与液压千斤顶500之间垫设锚垫钢板505。 

在本地铁隧道下穿段工程中，如图11所示，在北侧(图示方向，上北下南)侧向导洞100中，设置6台200吨液压千斤顶500，中间导洞300内设置14台200吨液压千斤顶500；南侧侧向导洞100设置8台200吨液压千斤顶500。这些液压千斤顶500均由PLC液压同步控制系统进行控制，在这里共计使用一台PLC控制主站601，四台液压泵站602，共计28台200吨液压千斤顶。 

当开挖洞室时，由地铁隧道结构上安装的轨道标高变化测量装置检测地铁隧道结构标高的变化并将轨道标高变化信号传递给PLC液压同步控制系统，一旦地铁隧道有沉降变形时，PLC液压同步控制系统控制液压千斤顶500对地铁隧道结构底板001进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状；然后及时进行压浆等处理措施。完成压浆处理后，PLC液压同步控制系统将液压千斤顶500收油，让地铁隧道结构仍然由初期支护200受力支承；当需再次顶升调整时，再由PLC液压同步控制系统对液压千斤顶500加载，进行顶升调整，到位后仍将进行压浆等处理措施，处理完成后地铁隧道结构仍由其下部支护结构支承。 

5、如图5所示，然后打通洞室400、侧向导洞100和中间导洞300、施作下穿段结构顶板002，制作好的下穿段结构顶板002正好落座在L形梁(托梁103)的横向梁体上，型钢支撑302埋设在下穿段结构顶板002中并在下穿段结构顶板002上间隔加设多个竖撑401和液压千斤顶500顶住初 期支护200。 

在本步骤施工过程中，下穿段结构顶板002是从里至外约分为每6米为一段进行施工，在下穿段结构顶板002施工前，在液压千斤顶500对应位置处预埋钢结构支撑架，当地铁隧道结构需调整时，液压千斤顶500可以通过钢结构支撑架转力，与其它液压千斤顶500共同作用对地铁隧道结构进行调整。当下穿段结构顶板每一分段施工完成、砼强度达到设计强度后，及时将液压千斤顶500调整至本步骤图5所示的液压千斤顶500位置进行布置。同样，在液压千斤顶500顶升使铁隧道结构恢复原状后，及时进行压浆处理。 

6、如图6所示，下穿段结构顶板002施工完成后，从下穿段结构顶板002继续向下开挖土体，随开挖在两侧灌注桩102上加设锚索402和钢支撑403，灌注桩102间施作注浆锚管，同时两侧墙进行网喷支护404。 

7、如图7所示，向下开挖土体到预定位置后施作下穿段结构底板003，灌注桩102和侧墙之间砌砖回填，拆除锚索402和钢支撑403，施作侧墙，完成下穿段结构施工，待下穿段结构施工达到设计强度后，液压千斤顶500在地铁隧道有沉降变形时再次对地铁隧道结构底板001再进行顶升，使地铁隧道结构底板001恢复原状；同样，在液压千斤顶500顶升使铁隧道结构恢复原状后，及时进行压浆处理。 

8、如图8所示，最后在地铁隧道结构底板001和下穿段结构顶板002之间灌注混凝土，同时进行压浆回填密实，这样，整个地铁隧道下穿段工程完成。

以上就是本发明所述的地铁隧道下穿段施工方法，本发明通过在施工的不断阶段在地铁隧道的下方设置液压千斤顶根据地铁隧道结构的沉降来顶升地铁隧道结构，以防止地铁隧道结构的沉降变形，从而保证了能够使地铁交通在不间断运行的情况下完成地铁隧道下穿段的开挖施工，确保了地铁交通和下穿段施工的安全。 

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围。 

Claims (9)

1.一种地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于步骤为：

a、在地铁隧道下方两侧密贴地铁隧道结构底板分别开挖一个侧向导洞并施作初期支护，注浆加固外侧土体；

b、在两侧向导洞内向下施作灌注桩并在导洞内位于灌注桩上施作托梁，托梁顶部密贴初期支护，同时在托梁顶预埋注浆管；

c、在地铁隧道下方中间密贴地铁隧道结构底板再开挖一个中间导洞，施作初期支护并在底部施作条形基础，条形基础上埋置支撑地铁隧道结构底板的型钢支撑；

d、再在侧向导洞和中间导洞之间开挖洞室，在洞室内施作初期支护，开挖洞室时或之前在侧向导洞和中间导洞内架设擎顶地铁隧道结构底板的液压千斤顶，开挖洞室时，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状；

e、打通洞室、侧向导洞和中间导洞、施作下穿段结构顶板；随着下穿段结构顶板施工的进行，在下穿段结构顶板上间隔加设多个竖撑以及将液压千斤顶移位到下穿段结构顶板上顶住初期支护，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板再进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状；

f、从下穿段结构顶板继续向下开挖土体，随开挖在两侧灌注桩上加设锚索和钢支撑，灌注桩间施作注浆锚管，同时两侧墙进行网喷支护。

g、向下开挖土体到预定位置后施作下穿段结构底板，灌注桩和侧墙之间砌砖回填，拆除锚索和钢支撑，施作侧墙，完成下穿段结构施工，待下穿段结构施工达到设计强度后，液压千斤顶在地铁隧道有沉降变形时对地铁隧道结构底板再进行顶升，使地铁隧道结构底板恢复原状；

h、最后在地铁隧道结构底板和下穿段结构顶板之间灌注混凝土，同时进行压浆回填密实。

2.根据权利要求1所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述液压千斤顶顶升使地铁隧道结构底板恢复原状后还进行压浆处理。

3.根据权利要求1所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述液压千斤顶由PLC液压同步控制系统进行控制。

4.根据权利要求3所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述地铁隧道上安装有轨道标高变化测量装置，该测量装置向PLC液压同步控制系统发出轨道标高变化信号，PLC液压同步控制系统根据轨道标高变化信号自动控制各个液压千斤顶进行顶升。

5.根据权利要求1所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述步骤d中，对应地铁隧道结构底板底部设置液压千斤顶的部位，对其底部进行清凿、喷砼找平形成初支喷射砼，安装提前预制好的倒锥体的钢筋砼预制块，钢筋砼预制块与初支喷射砼间采用橡胶条联接密封，钢筋砼预制块与液压千斤顶之间垫设锚垫钢板。

6.根据权利要求1所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述托梁为L形梁，两侧的L形梁相对设置。

7.根据权利要求6所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述步骤d中，液压千斤顶由钢支撑支撑位于L形梁的横向梁体上和条形基础上。

8.根据权利要求1所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述步骤e中，液压千斤顶通过螺栓连接倒置在洞室顶部，其下可随时安装、拆除临时支撑结构。

9.根据权利要求6或7所述的地铁隧道下穿段施工方法，其特征在于：所述步骤e中，下穿段结构顶板建成后落坐在L形梁的横向梁体上。

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