CN110145316A - 一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法 - Google Patents

一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，将开挖面分割为多个洞室分块开挖，采用深孔注浆加固地层，依次施工中导洞初支并及时封闭，先行施工暗挖结构中隔墙形成竖向传力结构，左右对称开挖其他洞室结构，浇筑侧墙、部分顶底板等二衬结构同时做好侧边结构临时支撑，待开挖面全部开挖完后逐段换撑封闭结构顶底板。开挖面分割为多个洞室分块开挖，减小土体卸载规模，更有利于控制土层卸载回弹；先行施工的中隔墙作为竖向托换传力体系；侧边结构临时支撑为边导洞开挖过程中临时竖向传力体系，为边导洞开挖期间下层结构提供竖向支点。本发明可达到施工风险小，地层加固效果好，提高施工效率，有效控制既有结构隆起变形的有益效果。

Description

一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法
技术领域
本发明属于地下结构工程技术领域，特别涉及一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法。
背景技术
随着城市建设的高速发展，城市地上空间资源愈来愈匮乏，各大城市都加紧了对地下空间的开发和利用，涌现出大量的市政隧道工程。地下轨道交通作为一种方便、快捷并且能有效缓解城市交通运输压力的出行方式已经在一大批的大型城市中得到了广泛的应用。与此同时，随着地下轨道交通建设的日趋完善，埋藏于地下的隧道管线也变得越来越密集复杂，导致新建地铁隧道小净距上跨既有地铁隧道、市政交通隧道等类似工程越来越多，因既有结构对变形控制要求较为严格，该工程往往成为限制整个工程进展的关键节点。
后期在既有隧道上方进行城市地下空间开发或城市道路隧道建设时，地层土体开挖，导致地层应力释放产生地层卸载效应，使土层出现回弹隆起，由于隧道刚度与地层悬殊甚大，进而会导致既有结构随着地层一起回弹产生结构变形，继而影响已有结构的正常使用，更甚者导致既有结构破坏，造成安全事故。因此，在临近既有地下结构开挖过程中，需严格控制土体的隆起变形，确保结构安全。
为减小既有隧道的隆起变形，在修建既有隧道小净距上跨隧道工程中，一般会采用基坑土体分段分层开挖、堆载预压、对地层进行搅拌加固或在隧道两侧打设抗拔桩兼顾一定隔离作用、在既有隧道上方打设钢管棚等处理措施，这些技术措施往往更适用于修建明挖工程中。但当地面交通、周边环境及地下管线存在制约因素，新建工程往往会选择浅埋暗挖法施工，以上技术措施已不再适用，因此工程中需研究一种施工风险小、地层加固效果好、施工效率高、变形控制能力强上跨既有线的暗挖施工工法。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，可达到施工风险小，地层加固效果好，提高施工效率，有效控制既有结构隆起变形的有益效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在既有线布置既有结构监测点3，监测上跨作业，并建立监测值分析和自动预警系统，对穿越工程进行实时监控；
步骤二：根据结构断面将开挖面划分为十个洞室；
步骤三：采用深孔注浆对地层加固，为减小因土体大体积开挖而产生土体卸载隆起，开挖过程中预留核心土，依次开挖一号、二号洞室，并采用侧壁导管5加固墙脚，封闭初期支护；
步骤四：铺设永久结构防水层，依次施工部分顶板、中隔墙及部分底板结构6；
步骤五：依次开挖三号、四号洞室，采用侧壁导管5加固墙脚及时封闭边洞初期支护构7；对称开挖三一号、四一号洞室，为减小开挖面纵向相互错开一定间距；
步骤六：铺设相应部位防水层，依次施工两侧侧墙、部分顶板及部分底板结构8，并做好竖向临时支撑结构9；
步骤七：依次开挖五号、六号洞室，采用侧壁导管5加固墙脚及时封闭后浇结构初期支护10；对称开挖五一号、六一号洞室，为减小开挖面纵向相互错开一定间距；
步骤八：逐段进行施作竖向临时支撑结构9，施作侧墙、顶拱防水层11，浇注混凝土，进行二次衬砌背后注浆，待结构达到一定强度后，拆除竖向临时支撑结构9；
步骤九：施工车站土建风道及站台板的车站内部结构12。
作为优选，步骤一中，既有线监测贯穿整个施工的全过程，实时监测既有线结构变形、隆起，根据监测结果确定和调整下一步施工，并建立相应的应急预案；
步骤五中，为减小同一时间段内既有线结构上方土体的土体开挖面，对称洞室三号与三一号、四号与四一号洞室沿开挖面纵向前后错开开挖。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明可实现在地面交通、周边环境及地下管线等存在制约因素时，采用浅埋暗挖法修建上跨既有线的地下工程，通过改良基坑开挖过程中施工歩序，充分利用自身结构联系开挖面上下土层，减小土层开挖过程中因地层应力释放产生地层卸载效应继而发生的回弹隆起，与传统类似工程相比，本发明既加强对既有结构的保护，又可避免对周边环境干扰，同时减小施工造价，加快施工速度，施工风险小，施工效率高。
附图说明
图1为本发明新建暗挖结构上跨既有线结构剖面示意图(一)；
图2为本发明新建暗挖结构上跨既有线结构剖面示意图(二)；
图3为本发明的施工步骤1示意图；
图4为本发明的施工步骤2示意图；
图5为本发明的施工步骤3示意图；
图6为本发明的施工步骤4示意图；
图7为本发明的施工步骤5示意图；
图8为本发明的施工步骤6示意图；
图9为本发明的施工步骤7示意图；
图10为本发明的施工步骤8示意图；
图11为本发明的施工步骤9示意图。
图中1-新建暗挖地下结构，2-既有线结构，3-既有结构监测点，4-先行导洞初期支护结构，5-侧壁导管，6-部分顶板、中隔墙及部分底板结构，7-边洞初期支护构，8-侧墙、部分顶板及部分底板结构，9-竖向临时支撑结构，10-后浇结构初期支护，11-后浇顶板结构，12-车站内部结构。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，如图所示，其包括以下步骤：
步骤一：参见附图3所示，在既有线布置既有结构监测点3，监测上跨作业，并建立监测值分析和自动预警系统，对穿越工程进行实时监控；
步骤二：参见附图4所示，根据结构断面将开挖面划分为十个洞室；
步骤三：参见附图5所示，采用深孔注浆对地层加固，为减小因土体大体积开挖而产生土体卸载隆起，开挖过程中预留核心土，依次开挖一号、二号洞室，并采用侧壁导管5加固墙脚，封闭初期支护；
步骤四：参见附图6所示，铺设永久结构防水层，依次施工部分顶板、中隔墙及部分底板结构6；
步骤五：参见附图7所示，依次开挖三号、四号洞室，采用侧壁导管5加固墙脚及时封闭边洞初期支护构7；对称开挖三一号、四一号洞室，为减小开挖面纵向相互错开一定间距；
步骤六：参见附图8所示，铺设相应部位防水层，依次施工两侧侧墙、部分顶板及部分底板结构8，并做好竖向临时支撑结构9；
步骤七：参见附图9所示，依次开挖五号、六号洞室，采用侧壁导管5加固墙脚及时封闭后浇结构初期支护10；对称开挖五一号、六一号洞室，为减小开挖面纵向相互错开一定间距；
步骤八：参见附图10所示，步骤八：逐段进行施作竖向临时支撑结构9，施作侧墙、顶拱防水层11，浇注混凝土，进行二次衬砌背后注浆，待结构达到一定强度后，拆除竖向临时支撑结构9；
步骤九：参见附图11所示，施工车站土建风道及站台板的车站内部结构12。
作为优选，步骤一中，既有线监测贯穿整个施工的全过程，实时监测既有线结构变形、隆起，根据监测结果确定和调整下一步施工，并建立相应的应急预案；
步骤二中，将开挖面分割为多个洞室分块开挖可尽量减小土体扰动，减小土体卸载规模，更有利于控制土层卸载回弹；
步骤三中，深孔注浆加固可提高地层密实度，保证土层结构整体性，增加既有隧道顶部配重；
步骤三中，为减小既有结构因上方土体开挖而产生卸载作用，在开挖过程中应预留核心土；为避免初期支护结构出现沉降，应采用侧壁导管对墙脚进行加固处理；
步骤三中，先行施工的中隔墙作为竖向托换传力体系，可将开挖面以上土荷载传递至既有结构上，避免因土层开挖卸载导致既有结构在竖直方向缺少约束出现上浮；
步骤五中，为减小同一时间段内既有线结构上方土体的土体开挖面，对称洞室三号与三一号、四号与四一号洞室沿开挖面纵向前后错开开挖；
步骤六中，侧边结构临时支撑为边导洞开挖过程中临时竖向传力体系，避免边导洞开挖期间下层结构缺少竖向支点。
将开挖面分割为多个洞室分块开挖，采用深孔注浆加固地层，依次施工中导洞初支并及时封闭，先行施工暗挖结构中隔墙形成竖向传力结构，左右对称开挖其他洞室结构，浇筑侧墙、部分顶底板等二衬结构同时做好侧边结构临时支撑，待开挖面全部开挖完后逐段换撑封闭结构顶底板。深孔注浆加固可提高地层密实度，保证土层结构整体性，增加既有隧道顶部配重；开挖面分割为多个洞室分块开挖可尽量减小土体扰动，减小土体卸载规模，更有利于控制土层卸载回弹；先行施工的中隔墙作为竖向托换传力体系，可将开挖面以上土荷载传递至既有结构上，避免既有结构在竖直方向缺少约束而出现上浮；侧边结构临时支撑为边导洞开挖过程中临时竖向传力体系，为边导洞开挖期间下层结构提供竖向支点。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本发明的说明中省略了部分与本发明的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。

Claims (3)

1.一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在既有线布置既有结构监测点，监测上跨作业，并建立监测值分析和自动预警系统，对穿越工程进行实时监控；
步骤二：根据结构断面将开挖面划分为十个洞室；
步骤三：采用深孔注浆对地层加固，开挖过程中预留核心土，依次开挖一号、二号洞室，并采用侧壁导管加固墙脚，封闭初期支护；
步骤四：铺设永久结构防水层，依次施工部分顶板、中隔墙及部分底板结构；
步骤五：依次开挖三号、四号洞室，采用侧壁导管加固墙脚及时封闭边洞初期支护构；对称开挖三一号、四一号洞室；
步骤六：铺设相应部位防水层，依次施工两侧侧墙、部分顶板及部分底板结构，并做好竖向临时支撑结构；
步骤七：依次开挖五号、六号洞室，采用侧壁导管5加固墙脚及时封闭后浇结构初期支护10；对称开挖五一号、六一号洞室；
步骤八：逐段进行施作竖向临时支撑结构，施作侧墙、顶拱防水层11，浇注混凝土，进行二次衬砌背后注浆，待结构达到一定强度后，拆除竖向临时支撑结构；
步骤九：施工车站土建风道及站台板的车站内部结构。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，其特征在于，步骤一中，既有线监测贯穿整个施工的全过程，实时监测既有线结构变形、隆起，根据监测结果确定和调整下一步施工，并建立相应的应急预案。
3.根据权利要求1所述的一种浅埋密贴上跨既有隧道施工方法，其特征在于，步骤五中，对称洞室三号与三一号、四号与四一号洞室沿开挖面纵向前后错开开挖。
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