CN105378222A - 用加固杆加固邻接构造的平行隧道的立柱部件的方法和挖掘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加固立柱部分以使相邻构造的两个或更多个隧道之间的地层作为立柱部分的方法以及一种挖掘方法。该方法的特征在于包括以下步骤：首先挖掘第一隧道的前部，所述第一隧道与第二隧道平行地形成并形成有给定空间；在所述第一隧道的侧壁中形成的孔中插入多个加强杆并注浆，以用作第一隧道和第二隧道之间的立柱部分，所述加强杆穿过立柱部分的未挖掘部分(12)进入第二隧道侧，以在挖掘第二隧道时暴露所述加强杆；浇筑表面加固喷射混凝土至通过挖掘第二隧道而暴露的加强杆(20’)以形成板结构(40)，压力板放置至所述板结构并且所述板结构由螺母紧固；以及浇筑表面加固喷射混凝土至通过挖掘第一隧道侧的立柱部分的未挖掘部分(12)而暴露的加强杆以形成板结构(40)，压力板放置至所述板结构并且所述板结构由螺母紧固。

Description

用加固杆加固邻接构造的平行隧道的立柱部件的方法和挖掘方法

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及加固和挖掘构造立柱的方法，以使得在对至少两个隧道进行闭合构造时使用相邻隧道之间的地层作为立柱的替代物。

背景技术

在本说明书中使用的术语之中，前一隧道(用作与后一隧道相反含义)意指被完全或部分挖掘的隧道；后一隧道意指靠近前一隧道进行挖掘的隧道，同时在隧道长度方向上保持预定间隔并且跟随前一隧道，以使得确保在挖掘后一隧道之前用于加固立柱的工作空间在前一隧道中；相邻隧道意指其中前一隧道和后一隧道彼此靠近的隧道。

近来，在全国，当形成相邻隧道时，隧道被设计成彼此分隔达隧道挖掘宽度的1.5倍或更大，这是用于确保结构稳定行的最小间隔。

然而，由于隧道入口的障碍物或者过量的挖掘切割，导致会出现环境问题，因此，隧道之间分隔的距离需要小于隧道挖掘宽度的1.5倍。为了解决以上问题，作为加固隧道之间的地层之间的方法，已经提出，通过在立柱两侧使用作为加强件的系杆或钢丝在隧道之间进行压缩和限制的各种方法。

相关技术已经提出了通过系杆或钢丝在立柱两侧的隧道之间进行压缩的技术。韩国专利No.10-1096664公开了一种通过如下方式加固立柱的技术：将管插入穿通孔中并且进行注浆；将下一隧道挖掘到对应于前一隧道的深度；将张紧构件插入将前一隧道连接到下一隧道的各管中；使用安装在各管外部的压块的外部处的连接构件，在立柱的压缩方向上拉动并且固定张紧构件的两端；并且在被插入张紧构件的管的内部执行注浆。

然而，相关技术的问题在于，由于因在挖掘前一隧道之后立即就挖掘下一隧道立柱而立柱在张紧构件被插入管中并且张紧之前停留在未压缩状态，所以立柱可能初始没有应用于难以自支撑的不结实地层，在没有压缩和加固立柱的侧壁的情况下，将预铸前板与管孔对准安装是非常困难的；因为前板不可压实地粘附于爆破挖掘表面或喷射混凝土表面，由通过在现场直接注入挖掘表面中而完全粘附于挖掘表面的结构产生的粘附剪切强度没有被显露出来；并且由于张紧构件的压缩力没有被施加到将通过搭建的管用来支撑前板的结构来加固的地层，因此由于初始的挖掘，导致在出现松弛变形之后只产生约束效果。另外，即使隧道入口和出口处存在的软土地层约束了立柱的两侧，由于地层本身是可压缩材料，因此地层也不可用作立柱。

作为相关技术的韩国专利No.10-1028535公开了以下的技术：将系紧螺栓安装于立柱，贯穿前一隧道至下一隧道，以约束立柱；当通过将立柱穿孔将系紧螺栓安装在立柱中时，将微水泥乳浆注入立柱中；并且在现场将喷射混凝土、钢肋和钢筋组装在立柱的侧壁上，从而仅仅针对立柱的侧壁提供约束效果。

作为另一个相关技术的韩国专利No.10-0844104公开了以下的技术：将立柱水平穿孔，以将钢筋插入立柱中并且进行注浆；将框架附接于立柱两侧；并且压缩和支撑框架，以仅仅针对原始地层提供约束效果，但由于张紧构件的伸长，导致并没有基于弹性回弹力压缩原始地层的效果。

由于被插入在挖掘时初始移位的立柱中的张紧构件像钉子一样行为是被动的(在通过注浆将所有穿通孔附接到立柱的状态下)，因此由于施加到立柱的轴向力导致的变形大于主动结构中的变形，其中像锚固器一样由于预应力出现伸长。

图1和图2是示出根据相关技术的相邻隧道的结构的剖视图和平面图。如图1和图2中所示，位于前一隧道10和后一隧道11之间的立柱2被穿孔并且加强件20被安装在穿通孔中，其中，在挖掘前一隧道10的同时，向着后一隧道11对支柱进行水平穿孔，并且插入加强件20，进行注浆，并且将加强件20固定在穿通孔中。

图2示出根据相关技术的挖掘相邻隧道的方法并且是通过挖掘直至立柱的侧壁而在前一隧道10的立柱处未留有未挖掘部分来构造系杆的方法的平面图。

根据相关技术的方法具有以下问题；第一，与挖掘隧道时原始地层出现的初始移位差不多地使立柱变松，然后对立柱进行加固；第二，当加强件被插入立柱并随后经历加压注浆时，当封隔器被安装在立柱的壁上时，并且当地层是不结实地层时，为了安装封隔器，需要用1.5m至2.0m的深度来耐受约束压力并且未通过注浆来加固这部分，以致难以使隧道的立柱薄(这是相邻隧道的目的)；第三，当在挖掘难以自支撑的地层(如同断层角砾岩带)期间立柱的地层突出时，难以确保立柱加固的耐用时间。因此，根据相关技术的方法具有许多问题。

总结相关技术没有解决的问题，在挖掘隧道之后马上，在出现变形之前就尽可能快地通过预应力压缩立柱两侧是重要的，但相关技术仅仅具有约束的构思，因此仍然保留现有的锁紧螺栓构思，没有约束由于后一隧道被挖掘并且张紧于立柱的两侧之前由于施加到立柱的外力而导致的变形，并且没有改进立柱的可压缩性以及即便立柱外部受约束，由于颗粒之间存在的空隙和水也导致其刚性不足，因为在隧道坑口入口处经常存在诸如土和沙的软土地层是颗粒状物质。因此，需要克服以上问题的技术。

另外，当通过注浆和预应力来压缩立柱两侧以加固立柱时，由于地层本身的可渗透性减小，因此在软土和沙中，立柱的上部部分达到饱和，并且因此当有效应力减小并且剪切强度减小时，隧道的结构安全性减小，使得问题在于，需要安装立柱上方的地下水可通过其平稳排出的排水路径。

发明内容

技术问题

本发明的实施方式涉及提供了一种如下的方法：挖掘除了由于挖掘前一隧道而导致变松的区域之外的剩余部分以防止立柱在挖掘前一隧道时被加固之前变形，将立柱水平穿孔以将钉子或锚固器插入立柱中，对立柱进行注浆，并且另外挖掘未挖掘部分，因为立柱由于隧道的挖掘而承受另外的应力和变形。

本发明的另一个实施方式涉及通过用前侧附接系紧螺栓(诸如，钉子、其中可引入预应力的锚固器等)加固立柱加固材料并且使用板结构来施加粘附剪切强度和支撑的效果，所述板结构用作通过将喷射混凝土或加固钢罩(RSC)安装到立柱的侧壁上并且将喷射混凝土注入立柱的侧壁中来压缩立柱侧壁的板。

本发明的另一个实施方式涉及提供一种设计和构造立柱的两个侧壁的板结构使其用作立柱的方法，该方法允许板结构完全取代用于钢筋混凝土的根据相关技术的双隧道的立柱，因为即使立柱的侧壁被压缩，软风化岩石或软土地层也由于土壤中含有空气或水而不可完全提高可压缩性。

本发明的另一个实施方式涉及提供当地层是软土并且土被浅时隧道外部的地层表面上加固立柱之后挖掘隧道的方法。

技术方案

在一个实施方式中，一种加固和挖掘构造立柱的方法包括：挖掘除了由于挖掘而变松的区域之外的一部分，以防止当挖掘相邻隧道时加固所述相邻隧道的立柱之前立柱发生变形；将立柱(包括含有变松区域的立柱)水平穿孔，以预先将钉子或锚固器插入立柱中并且对立柱进行加固和注浆以加固立柱；另外挖掘作为未挖掘部分的立柱侧未挖掘部分。

在另一个实施方式中，首先挖掘前一隧道的挖掘部分，以在隧道长度方向上与后一隧道保持预定距离；对所述立柱进行穿孔、插入和注浆，从而当通过允许所述前一隧道的侧壁上的多个加强件穿过留下的立柱侧未挖掘部分并随后穿透所述立柱来挖掘所述后一隧道时暴露加固加强件，其中，所述立柱被安排成形成在所述后一隧道和所述前一隧道之间；将作为所述板结构的挖掘表面加固喷射混凝土注入在挖掘所述后一隧道时暴露的加强件中，将承重板附接到所述加强件，并且将所述螺母与所述加强件紧固在一起；并且将作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土注入通过挖掘所述前一隧道的留下的立柱侧未挖掘部分而暴露的加强件中，将所述承重板附接到所述加强件，并且将所述螺母与所述加强件紧固在一起。

所述加固加强件可具有以下形式，该形式能够引入预应力并且能够向所述加强件施加张力，以在将作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土注入通过挖掘所述后一隧道和所述前一隧道的留下的立柱侧未挖掘部分和暴露的加强件中、固化所述喷射混凝土、将所述承重板附接到所述加强件并且将螺母与其紧固在一起的过程中向所述立柱施加压缩。

可通过将加固钢罩安装在所述挖掘表面上并且注入所述喷射混凝土来形成作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土。

所述注浆是加压注浆。

可通过在挖掘隧道之前以规则间隔将地层表面上的所述立柱上垂直或倾斜地进行穿孔以形成穿通孔、将微纵件插入所述穿通孔中并且对所述穿通孔进行加压注浆以挖掘隧道来执行对由具有浅土被的不结实地层中的土和沙组成的所述立柱的加固。

所述穿通孔可具有76mm至150mm的穿孔直径并且可在穿孔之后进行加压注浆。

带孔排水管安装在所述立柱的上部部分上并位于侧壁内，以防止水经过加固所述立柱的所述喷射混凝土从而引导排水并且不施加残余水压。

在其它实施方式中，一种加固相邻隧道的立柱的锚固器，其中，作为引入张力的加固加强件的、具有钢筋形状的管型固定件被固定于与两个前端分隔达差不多钢筋额外长度的两个固定件，两个前端处的钢筋保护盖通过螺杆连接被固定于两个固定件，钢筋(除了与这两个固定件联接的固定件外)被PE涂覆部分和受到保护盖保护的两个螺母固定部分涂覆，使得即使钢筋被埋在注浆中，钢筋也在张力作用下伸长，PE涂覆部分和固定件被伸缩联接管涂覆和联接。

技术效果

如上所述，本发明的示例性实施方式挖掘前一隧道的挖掘部分并且通过在未挖掘部分保留在作为变松区域的前一隧道的立柱侧的状态下的立柱变形之前穿透前一隧道的未挖掘部分来加固和挖掘立柱，从而相比于挖掘整体前一隧道并随后进行加固的情况，进一步减小原始地层的变形，并且在首先构造挖掘部分并且弥补问题的过程期间，可具有足够的时间并且以各种方式应用加固方法，以在之前确认地层信息(诸如，节理、喷涌水和原始地层的一致性)。

当基于通过挖掘挖掘部分而弄清的地层信息确定地层不结实时，因为仅仅通过加固立柱无法确保隧道的安全性，所以立柱两个壁上的构件被设计成是厚的，以充当根据相关技术的双隧道的钢筋混凝土立柱的立柱构件。在这种情况下，构造方法可在以单元长度挖掘立柱侧未挖掘部分时将带型RSC安装在挖掘侧壁部分并且注入和加固喷射混凝土。

由于根据本发明的示例性实施方式的RSC是钢筋混凝土，因此可以加固与原始地层的粘附剪切强度，适应挖掘表面的坚固性，并且减小喷射混凝土的回弹量，由于RSC的长度和宽度是自由设计的，因此可以通过使用建筑对接杆混凝土执行逐片的连接构造。

加固立柱的张紧材料可通过使用端部固定锚固器充当钉子，固定件可用作能够方便施加张力的诸如承重板的底座，充当与板结构一起施加指压效果的摩擦，首先从立柱的两侧中的一侧引入，并且在弹性回弹力作用下拉伸从而能够连续引入预应力时张紧构件产生伸长。

另外，由于地层本身包括含有空隙和水的土壤并且即使立柱的两侧被约束在具有浅土被的不结实地层中也具有可压缩性，因此加固方法使用以下方法作为手段：在挖掘隧道之前，垂直或倾斜地以预定间隔穿透立柱，以插入微纵件，执行加压注浆，然后挖掘隧道，并且加固立柱，从而确保初始挖掘时的安全性，地层表面上的微纵件被构造成以下状态：没有由于原始地层的隧道挖掘而导致在原始地层中出现拉伸变形，从而在隧道挖掘的同时施加支撑效果。

另外，可通过将穿孔插入水泥乳浆注入立柱中来加固加强件，使得当在挖掘隧道时立柱的两侧另外被作为加强件水平加固时，微纵件没有彼此重叠，因此加强件可按预定间隔安装和施加。

附图说明

将根据以下结合附图进行的详细描述，更清楚地理解以上和其它方面、特征和其它优点，其中：

图1是示出根据相关技术的在两个隧道处约束和加固相邻隧道的立柱的方法的示图；

图2是示出根据相关技术的挖掘相邻隧道的方法的平面图；

图3是图6的剖视图并且是示出对立柱进行注入和加固并且将加强件与立柱形成一体以将加强件和立柱一起操作(通过将加强件插入达加固板结构的预定长度所暴露的长度并且将封隔器安装在形成在留下的立柱侧未挖掘部分中的穿通孔中，以在前一隧道的挖掘部分被挖掘、前一隧道的立柱侧的立柱和未挖掘部分被穿透和穿孔、立柱的两个侧壁被挖掘时加压注入水泥乳浆)的示图；

图4是本发明的代表性示图和图6的“B-B”的剖视图并且是示出以下状态的示图：在后一隧道中，用喷射混凝土注入挖掘表面以加固板结构并且将被暴露的加固件与承重板附接并且用螺母进行紧固；

图5是图6的“C-C”的剖视图并且是示出以下状态的示图：挖掘前一隧道和后一隧道并且两侧的加强件与承重板附接并且用螺母进行紧固；

图6是作为剖视图的图3至图5的平面图；

图7是示出以下状态的示图：用于排出立柱中收集的地下水的带孔排水管被安装成上倾并且被水平安装；

图8是示出以下状态的剖视图：在不结实地层中的隧道外部的地面上，通过在挖掘隧道之前构造微纵件来加固立柱；

图9是通过在不结实地层中的隧道外部的地层表面上挖掘隧道之前构造微纵件并且在前一隧道立柱侧将未挖掘部分(即，变松区域)穿孔从而穿透构造好的微纵件之间的立柱来执行穿孔，插入加强件，并且通过对立柱进行注浆得到的复合加固状态剖视图；

图10是通过如图9中所示被加固的后一隧道中的承重板将加强件与隧道板结构联接并且进行构造并且挖掘后一隧道的剖视图；

图11是示出以下状态的示图：在前一隧道和后一隧道中构造被微纵件加固的立柱；

图12是示出在节理存在于歪斜方向的情况下挖掘隧道时立柱在节理方向上变形的易碎形状的示图并且示出在隧道没有被加固的情况下挖掘隧道时出现的地层变形的示图；

图13是示出以下状态的剖视图：暴露于在挖掘隧道时被加固的立柱挖掘表面的加强件20'的前端设置有RSC并且被注入喷射混凝土，其中，被暴露的加强件20'据称是加强件额外长度并且是作为板结构的厚度与对应于螺母紧固的额外长度的长度之和的长度并且可使用钢筋、钢丝等作为加强件并且当使用钢筋作为加强件时，钢筋额外长度是加强件额外强度；

图14是RSC的立体详图；

图15是沿着图14的“Y-Y”线截取的剖视图，“Y-Y”线是作为整体图的曲线，像作为部分图的隧道的挖掘线；

图16是沿着图14的“X-X”线截取的剖视图；

图17是示出以下状态的示图：使用加强件作为端部固定锚固器来加固相邻隧道；

图18是图17的详细图并且是示出以下状态的详细剖视图：通过在前一隧道中引入张力以安装RSC喷射混凝土板结构并且将承重板安装在板结构的表面上来引入预应力；

图19是以下状态的详细图：端部固定锚固器的两端设置有保护盖；

图20是相关技术中通常使用的系紧螺栓的详细图；以及

图21是示出以下状态的示图：除了立柱的加固之外，用加固钉子和通用的锁紧螺栓来加固隧道的内部。

具体实施方式

本发明的示例性实施方式具有像立柱一样承受压缩力的结构，在挖掘相邻隧道的情况下，当隧道没有彼此分开达分隔距离(例如，不造成隧道之间的结构问题的隧道挖掘宽度的1.5倍或更大)时，相比于隧道之间的原始地层比分隔距离大的情况，该结构承受更大的压缩力。该部件是立柱2并且将描述加固立柱2的方法。

当挖掘相邻隧道时，施加到挖掘表面的土压力是自支撑的，而在隧道周围形成拱力。拱力在相邻隧道之间的原始地层产生重叠，因此施加更大的压缩力，并且因为隧道之间的间隔窄，所以较大应力施加到隧道，使得隧道被加固，耐受应力。

根据相关技术的加固立柱的方法通过在相邻隧道两侧使用系紧螺栓作为加强件约束板结构40来加固隧道。在这种情况下，还未解决的技术问题没有控制从挖掘时刻起到安装系紧螺栓初始出现的移位。再进行描述，挖掘时刻变成非支撑状态，并且在这种情况下，取决于隧道挖掘的全部变形中的大部分完成，因此隧道在不结实地层发生坍塌。

本发明涉及相邻隧道的立柱的加固和挖掘构造的方法，其中，所述方法包括：挖掘除了由于挖掘导致的变松区域外的部分，使得当挖掘相邻隧道时在加固相邻隧道的立柱之前立柱没有变形；将包括作为变松区域的立柱侧未挖掘部分12的立柱完全水平穿孔并且提前将钉子或锚固器插入立柱中；通过对立柱进行加固和注浆来加固立柱；另外挖掘作为未挖掘部分的立柱侧未挖掘部分12。

根据该方法，当在作为在对挖掘部分14进行挖掘时产生的变松区域的立柱侧未挖掘部分12保留的状态下通过穿孔形成用于加固的穿通孔来加固立柱2时，在立柱2没有变松并且在从留下的立柱侧未挖掘部分12被挖掘的时刻起向加强件施加应力时执行支撑的状态下，用加强件20加固立柱2。

详细地描述作为变松区域的立柱处的未挖掘部分12，当挖掘隧道时，挖掘表面在挖掘表面的向右方向上变形，而由于挖掘而原始施加到地下的应力被释放。变形在挖掘表面表现出最大变形；随着挖掘表面变深，变形变小；变形可根据地层的种类而不同，但在从大约2m至6m的深度，变形非常小。根据本发明的示例性实施方式，该区域被定义为变松区域并且通过以下方法来加固立柱：用立柱侧的变松区域固定作为土被的立柱侧未挖掘部分12，使得待加固的立柱没有变松；以及用钻机将立柱穿孔，穿透立柱2到达其外部的挖掘部分，将线性张紧加强件插入立柱中并且对立柱进行注浆。

另外，可应用时间余量和各种加固方法，即在首先构造挖掘部分14并且弥补问题的过程期间提前确认地层信息(诸如，节理、喷涌水和原始地层的一致性)。

用前侧附接系紧螺栓(诸如，钉子、引入预应力的锚固器等)加固加固立柱的加强件。在将加强件穿孔并且插入之后，根据诸如原始地层的节理和空隙的状况，执行加压注浆，以加固立柱的原始地层。

以各种方式应用通过使立柱侧未挖掘部分保留在立柱侧的隧道原始地层来执行挖掘并且在发生变形之前执行加固的技术思路，来变化和构造挖掘顺序并且划分上剖面和下剖面以将立柱侧未挖掘部分12的剖面划分成上部分和下部分并且保持剖面，从而加固和挖掘立柱。

图3是沿着图6的“A-A”线截取的剖视图，其中，首先挖掘前一隧道10的挖掘部分14。接下来，从前一隧道的立柱侧未挖掘部分12向着立柱侧的挖掘排线，水平穿孔形成穿通孔。将加强件20插入穿通孔并且对穿通孔进行注浆，使其与立柱的地层形成一体。

图4是本发明的代表示图和图6的“B-B”的剖视图，其中，挖掘后一隧道11直至挖掘排线。当挖掘后一隧道11直至挖掘排线时，加强件20被暴露。在这种情况下，注入喷射混凝土以形成板结构40，然后，在将被暴露加强件20'与承重板附接并且用螺母进行紧固的状态下使用液压千金顶张紧被暴露加强件20'以便进行简单固定，或者使用液压千金顶用螺母紧固被暴露加强件20'并随后再用螺母进行紧固达差不多张紧长度以引入张力。

图5是沿着图6的“C-C”线截取的剖视图并且当挖掘前一隧道10和后一隧道11的挖掘部分14时，挖掘留在前一隧道10中的前一隧道的立柱侧未挖掘部分12，挖掘前一隧道10的挖掘排线，暴露加强件20。在这种情况下，通过注入喷射混凝土形成板结构40，然后在将被暴露加强件20'与承重板附接并且用螺母进行紧固以便进行简单固定，或者在使用液压千金顶用螺母紧固被暴露加强件20'并随后再用螺母进行紧固达差不多张紧长度的状态下张紧被暴露加强件20'以引入张力。

图6是图3至图5的平面图并且当首先挖掘前一隧道10的挖掘部分14从而在隧道长度方向上保持与后一隧道11分开并且通过使前一隧道10侧壁上的多个加强件20(其中，立柱2将形成在后一隧道11和前一隧道10之间)穿过留下的立柱侧未挖掘部分12来挖掘后一隧道10，该构造是按以下顺序执行的：进行穿孔以形成暴露于挖掘表面的穿通孔；将加强件20插入穿通孔并且进行注浆；在挖掘前一隧道的留下的立柱侧未挖掘部分2之前用在挖掘后一隧道11时作为板结构的挖掘表面加固喷射混凝土注入被暴露加强件20'，并且将被暴露加强件20'与承重板附接并且用螺母进行紧固；然后用作为板结构40的挖掘表面加固喷射混凝土注入通过挖掘前一隧道10的留下的立柱侧未挖掘部分12而暴露的加强件20'，并且将加强件20'与承重板附接并且用螺母进行紧固。

在以上描述中，当挖掘留下的立柱侧未挖掘部分12时用火药装填留下的立柱侧未挖掘部分12中形成空心孔13，因此空心孔13被用作炮眼。在这种情况下，在装填火药时，首先插入缓冲材料，并以此方式需要执行爆破，以防止加强件20受损。

图7的图示出：当通过注浆来加固立柱2并因此立柱2是不可渗透层时，因为原始地层的渗透系数小，所以用于排出收集到的地下水以消除残余水压的带孔排水管25被安装成上倾并且进行水平安装。水平以及倾斜的带孔排水管25通过软管连接到隧道下排水路径，因此在不经过隧道挖掘表面的喷射混凝土的情况下直接排出地下水。

在图3中，首先挖掘右边的前一隧道的挖掘部分14，使得通过穿透作为变松区域的前一隧道的立柱2和立柱侧未挖掘部分12，进行穿孔以形成穿通孔，并且当挖掘立柱2的两个侧壁时，用螺母69紧固具有盘条形状的张紧加强件20并且插入用于加固板结构40的预定长度达差不多被暴露长度并且作为残留挖掘部分的立柱侧未挖掘部分12中形成的空心穿通孔设置有用于加压注入水泥乳浆的封隔器，使得立柱2被加固并且加强件20与立柱2形成一体，一起进行操作。接下来，当挖掘后一挖掘部分11以暴露被加固的加强件20时，立柱2的挖掘表面设置有板结构40并且将加强件20与承重板附接并且用螺母进行紧固，以便被压缩。当立柱2和前一隧道10的立柱侧未挖掘部分12处于未挖掘状态时，执行后一隧道11的挖掘，使得在相邻隧道的中间宽度后并且将立柱与板结构40和承重板附接并且用螺母进行紧固的状态下，挖掘后一隧道11，使得可按结构上更安全的状态执行构造。在挖掘步骤中，挖掘前一隧道的立柱侧未挖掘部分12并且被暴露加强件20'设置有板结构40并且与承重板附接并且用螺母进行紧固，以便被压缩。

描述本发明的第一示例性实施方式，首先更深地挖掘前一隧道10的挖掘部分14，以在隧道长度方向上与后一隧道11保持恒定距离。

将立柱2穿孔形成孔并且进行插入和注浆，通过将立柱2穿过前一隧道的立柱侧未挖掘部分12从而将立柱2穿透前一隧道10侧壁上的多个加强件20(其中，立柱2将形成在后一隧道11和前一隧道10之间)来挖掘后一隧道11时暴露立柱2。

用挖掘表面加固喷射混凝土注入挖掘后一隧道11时暴露的加强件20'，挖掘表面加固喷射混凝土具有板结构40并且通过螺母与承重板紧固在一起。

通过将具有板结构40的挖掘表面加固喷射混凝土注入因挖掘前一隧道10的立柱侧未挖掘部分12而暴露的加强件20'中并且通过螺母将承重板与加强件20'紧固在一起，执行相邻隧道的立柱的加固和挖掘构造的方法。

另外，通过用螺母紧固承重板而产生的粗糙表面另外与用于防水工艺的喷射混凝土附接，以平滑该表面。

参照图3至图7描述本发明的第一示例性实施方式的构造顺序，执行以下步骤：挖掘前一挖掘部分14，通过用钻机穿孔形成用于加固的穿通孔使其穿透未挖掘部分12和立柱2，插入使用通过挖掘达差不多所需长度以将板结构40安装在立柱2两侧而产生的间隔可张紧的加强件20；使用作为用于穿通孔的加固相关区域的立柱侧未挖掘部分12的穿通孔安装封隔器并且进行加压注浆；在用螺母紧固板结构40的同时将板结构40附接到通过挖掘后一隧道11并且压缩板结构而暴露的加强件20'；挖掘留下的立柱侧未挖掘部分12并且将板结构40附接到承重板40并且用螺母紧固它们。

加固紧固件20具有可引入张力的形式并且在挖掘前一隧道的立柱侧未挖掘部分12以将作为板结构40的挖掘表面加固喷射混凝土注入被暴露加强件20'并且进行固化并随后将加强件20'附接于承重板并且用螺母加固它们的步骤中，通过向加强件20施加张力，压缩立柱2，从而加固相邻隧道的立柱2。

图8是通过在不结实地层(诸如，隧道的入口和出口处会经常存在的土和土壤)的情况下隧道外部的地层表面上挖掘隧道之前通过加固微纵件30而加固的立柱的剖视图。

图9至图11示出以下状态：在挖掘隧道之前，通过图3至图5中示出的方法，构造用于在不结实地层中的隧道外部的地层表面上加固立柱2的微纵件30，图3至图5示出以下状态：立柱2被穿孔使其穿透通过将作为前一隧道的挖掘部分14中的立柱的侧壁的变松区域部分的前一隧道的立柱侧未挖掘部分12而构造的微纵件30并且被插入加强件20并且进行注浆，从而实现复合加固状态。

图12是示出其中通过在基岩中的节理存在于偏斜方向16上的情况下挖掘隧道时向立柱施加压缩负荷在节理方向上出现滑动变形的不结实形式的示图并且是示出在不执行加固的情况下挖掘隧道时出现的地层变形的示图。

图13是RSC41安装在挖掘隧道时被加固而暴露的加强件的前端并且注入喷射混凝土的状态的剖视图。

图14是图13的RSC41的立体详图，图15是沿着图14的“Y-Y”线截取的剖视图，图16是沿着图14的“X-X”线截取的剖视图。在图15中，参考标号42代表RSC41的横截面方向上的主加固杆并且参考标号43是下主加固杆。参考标号45是将主加固杆彼此连接的桁架加固杆。在图16中，参考标号44通过用桁架加固杆45彼此连接纵向上加固杆和下加固杆保持纵向上加固杆和下加固杆的形式。参考标号42与作为主加固杆的纵向加固杆44相交成直角。参考标号46是保持间隔的长条。

图17是示出以下状态的示图：使用作为加强件的端部固定锚固器60来加固相邻隧道。

图18是一个端部固定锚固器60的详细图，并且各种形式的加强件之中的本发明的加强件是端部固定锚固器60，并且当详细描述其功能、构造和构造方法时，在功能上，从锚固器的两端引入张力并且在像钉子一样引入张力之前，其总长度被附接，以通过在穿通孔内进行注浆与地层形成一体，当地层变形时约束地层。

在构造中，钢筋的两端设置有螺纹，以便与螺母紧固在一起，加固立柱2的侧壁的板结构40的厚度和用于将螺母紧固于钢筋两端的长度是钢筋额外长度，并且当固定件67在保持差不多长度的同时被插入钢筋两侧并且钢筋通过固定于钢筋的挡块71被固定于两侧并且从任一侧张紧时，该钢筋被固定挡块71固定于另一个钢筋并且在张紧侧出现由于拉伸导致的拉伸变形。

前固定件安装有其端部向着锚固器两侧的前端停止的锚固器保护盖66，通过切断注浆液体保护在穿通孔内执行注浆时形成螺纹的钢筋额外长度。两个固定件的内侧端都与固定件63固定联接，固定件63具有外部设置有突出部64的管，固定件和金刚彼此分开并且当任一侧的钢筋被张紧时，与固定件67联接的固定件被固定于另一侧钢筋的挡块71固定并且固定件的长度是通过根据地层的种类和张力进行计算而确定的。

两个固定件63之间的钢筋被涂覆PE，PE涂覆部分62和固定件通过伸缩联接管69彼此联接。用PE涂覆部分62和固定件涂覆张紧构件将在被注浆孔内的张力作用下使作为张紧构件的钢筋的修改形式自由地变形，并且将防止永久性腐蚀，即使出现诸如固化注浆开裂的损伤。

包围两侧的锚固器保护盖66的海绵70用于当挖掘后一隧道11并且挖掘立柱处的未挖掘部分12时以及当保护盖66由于在挖掘隧道时的爆炸而受损时，防止保护盖66在注浆过程中受损，当通过用喷射混凝土包围作为张紧构件的钢筋来构造板结构时，海绵保护作为张紧构件的螺纹不受喷射混凝土的影响，使挡块在张紧时自由地变形。

端部固定锚固器60的优点可因从两侧中的任一侧张紧而引入张力并且可抵抗在引入张力之前像钉子一样的原始地层的变形。

为了加固立柱，在前一隧道挖掘部分14中，通过穿透立柱侧未挖掘部分12和立柱2执行穿孔，端部固定锚固器被安装成执行注浆，然后端部固定锚固器通过安装在两侧的固定件而用作钉子，并且当挖掘后一隧道11时，被暴露锚固器设置有被暴露锚固器并且与承重板附接并且随后拉伸进行固定，使得端部固定锚固器60用作锚固器。

描述构造方法，在其中挖掘前一隧道10的挖掘部分14的空间中，加固立柱侧壁以穿透立柱侧未挖掘部分12的挖掘表面处的立柱2的板结构40的厚度和螺母紧固的长度被称为钢筋额外长度，当通过使穿孔略大于端部固定锚固器长度、插入端部固定锚固器、执行注浆、然后挖掘后一隧道11而暴露受到海绵保护的保护盖时，首先安装加固隧道挖掘表面的板结构并且在固化之后去除保护盖66，并且当设置有被暴露螺纹的钢筋设置有承重板并且与螺母联接并随后通过液压千金顶引入所需的张力从而产生伸长时，螺母更紧。

接下来，为立柱2施加张力并且形成预应力。

接下来，当通过在前一隧道10的立柱侧挖掘未挖掘部分12来暴露锚固器时，安装板结构40，去除保护盖66，用螺母68旋紧承重板64并且可通过使用液压千金顶额外引入张力。

根据引入张力的方法，与液压活塞连接的钢筋通过设置有螺杆的连接器连接，与气缸部分连接的鞍形架设备被支撑于加固立柱2侧壁的板结构40并且被张紧。

作为用于引入张力的一种加固加强件20，端部固定锚固器60被固定于两个固定件67，这些固定件67通过将固定件插入钢筋外部使其通过钢筋额外强度与两个前端分隔开而固定，这两个固定件通过与钢筋的两个外部固定联接的挡块来固定钢筋的张力。

前端侧钢筋保护盖处的两个固定件通过螺杆连接而固定到两个固定件67。钢筋(除了与两个固定件联接的固定件之外)被PE涂覆部分62和受到保护盖66保护的两个螺母固定部分涂覆，使得即使钢筋被埋在注浆中，钢筋也在张力作用下伸长，并且PE涂覆部分和固定件被伸缩联接管69涂覆和联接。

后一隧道11或在挖掘立柱侧未挖掘部分12时加固的加强件的前端受到保护盖66和海绵保护，使得它容易暴露而没有受损，并且在执行挖掘并且加固诸如喷射混凝土的板结构之后，去除保护盖66和海绵。

作为板结构40用于用约束压力和粘附剪切强度加固立柱2侧壁的挖掘表面加固喷射混凝土使用通用喷射混凝土作为板结构40或者通过将RSC41安装在挖掘表面上并且注入喷射混凝土进行施加，其中，RSC41通过桁架形式将钢加固焊接在隧道剖面方向上并且如图14中所示地制造并且在必要时通过以桁架形式在纵向方向上执行焊接来制造。在这种情况下，当纵向长度短，在1.5m内时，桁架钢加固件45没有被加固并且只有桁架钢加固件被加固并且附接到加固加强件20从而被承重板联接并且与喷射混凝土附接进行固化。

另外，可设想到应用各种板结构40。

当为了允许板结构40由于不结实地层而压缩立柱2侧面的功能而额外需要立柱孔时，立柱2的两个壁部分上的板结构40被设计成具有耐受施加到立柱2的负荷的厚度并且可用作充当立柱的壁结构。

在这种情况下，为了使侧壁的基础部分耐受支撑力，基础结构被设计成将底板安装于板结构40的下部部分以增加支撑力或者将微纵件额外安装在底板的下部部分以进一步加固基础并且侧壁的上部部分连接到支撑隧道挖掘表面的板结构40。在这种情况下，立柱40的宽度可以更薄。另外，计算负荷的方法可在假设前一隧道10和后一隧道11中的一个是大横截面隧道的情况下并且在假设这个大横截面隧道的内部横截面和相邻隧道的内部横截面之间的地层充当负荷的情况下执行计算，或者在没有形成拱的浅土被的情况下，可将直至两个相邻隧道的中线之间的地层表面的地层自身的重量计算为负荷。

另外，由于地层本身包括含有空隙和水的土壤并且即使立柱的两侧被约束在具有浅土被的不结实地层中也具有可压缩性，因此作为加固地层的方法，如图8中所示，使用的是在挖掘隧道以插入微纵件之前以预定间隔垂直或倾斜地穿透立柱、执行加压注浆并随后挖掘隧道的方法。

另外，作为图9、图10和图11的构造顺序，当在挖掘隧道时额外用加强件20垂直加固立柱2的两侧时，立柱2被水平穿孔并且被插入加强件20，以注入加固注入材料并且以预定间隔设置，从而加固立柱2。可使用加固注入材料，即，注入水泥和微水泥的各种注入材料与水的混合物。

在这种情况下，用于插入微纵件的穿孔直径具有76mm至150mm并且进行注浆，从而得到优良的构造能力，并且当地层不结实时，使直径大来增大浆泡和摩擦面积对于结构是有利的。

另外，当为了加固立柱2通过注浆和预应力来压缩立柱2的两侧时，地层本身的可渗透性减小，因此立柱2的上部部分中地下水达到饱和，使得当剪切强度随着应力减小而减小时，隧道的结构安全性减小，并且需要安装排水沟渠，在设计排水隧道沟渠时，可通过排水沟渠排出立柱2的上部部分的地下水。在这种情况下，当排出的水溶解有隧道喷射混凝土的化学物质从而与空气中的二氧化碳反应时，出现水垢。结果，需要防止水垢通过喷射混凝土。

因此，为了防止在加固立柱2之后水通过喷射混凝土，将带孔排水管25安装在立柱2的上部部分和侧壁部分中以引导排水并且防止排水时承受残留的水压。

图18是图17的详细图并且是可通过在前一隧道10中引入张力并来引入预应力以将RSC41安装到喷射混凝土板结构40上并且将承重板65安装在板结构40的表面上的端部固定锚固器60的详细剖视图。

图19是以下状态的详细示图：保护盖66被固定于端部固定锚固器60的两个端部处。海绵70也可被附接，以容易地在挖掘时暴露保护盖66。

图20是相关技术中通常使用的系紧螺栓的详细示图。

图21是示出通用的加固锁紧螺栓8和加固钉80，其中，加固钉被加固在隧道内部。

当加固立柱时，根据立柱的地层状况和厚度，通过设计者的确定和结构计算来确定加强件的间隔和数量。

Claims (8)

1.一种加固和挖掘构造相邻隧道的立柱的方法，该方法包括：

预先更深地挖掘前一隧道的挖掘部分，以在隧道长度方向上与后一隧道保持预定距离；

对所述立柱进行穿孔、插入和注浆，从而当通过允许所述前一隧道的侧壁上的多个加强件穿过所述前一隧道的立柱侧未挖掘部分并随后穿透所述立柱来挖掘所述后一隧道时暴露加固加强件，其中，所述立柱被安排成形成在所述后一隧道和所述前一隧道之间；

将作为板结构的挖掘表面加固喷射混凝土注入在挖掘所述后一隧道时暴露的加强件中，将承重板附接到所述加强件，并且将螺母与所述加强件紧固在一起；以及

将作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土注入通过挖掘所述前一隧道的留下的立柱侧未挖掘部分而暴露的所述加强件中，将所述承重板附接到所述加强件，并且将所述螺母与所述加强件紧固在一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加固加强件具有以下的形式，该形式能够引入预应力并且向所述加强件施加张力，以在将作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土注入通过挖掘所述前一隧道的留下的立柱侧未挖掘部分而暴露的加强件中、固化所述喷射混凝土、将所述承重板附接到所述加强件并且将所述螺母与所述加强件紧固在一起的过程中向所述立柱施加压缩。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将加固钢罩安装在所述挖掘表面上并且注入所述喷射混凝土来形成作为所述板结构的所述挖掘表面加固喷射混凝土。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述注浆是加压注浆。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在挖掘所述隧道之前以规则间隔在地层表面上的所述立柱上垂直或倾斜地进行穿孔以形成穿通孔、将微纵件插入所述穿通孔中并且对所述穿通孔进行加压注浆以挖掘隧道来执行对由具有浅土被的不结实地层中的土和沙组成的所述立柱的加固。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述穿通孔具有76mm至150mm的穿孔直径并且在穿孔之后进行加压注浆。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，带孔排水管安装在所述立柱的上部部分上并位于侧壁内成上倾或水平，以防止水经过加固所述立柱的所述喷射混凝土，从而引导排水并且不施加残余水压。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过计算承受施加到所述立柱的负荷的所述立柱的侧壁的所述板结构的厚度来设计所述板结构，以同时执行压缩所述立柱的一侧的功能和作为立柱的功能，并且所述板结构的与所述隧道的底部连接的一部分被设计为基础结构。