CN110424398A - 零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法 - Google Patents

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赵朋
刘旭东
曾凡福
谭学敏
靳增
张立锋
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China Railway First Group Co Ltd
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Xiamen Construction Engineering Co ltd Of China Railway First Group Co ltd
China Railway First Group Co Ltd
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02Foundation pits
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/08Lining with building materials with preformed concrete slabs

Abstract

本发明提供了零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,首先采用单层结构可有效的减少基坑深度约8m,施工风险随着基坑深度减小而变小。其次四线交错基坑开挖范围大、基坑为不规则形状、支撑体系复杂,采用单层结构可有效控制施工安全风险、降低施工难度。再次采用双层结构区间施工时需对临近两侧区间进行盾构机的四次始发、四次接收,而本工法后盾构正线直接穿过,只有两次接收。综上所述,本工法具有施工风险低、工程造价底、工期短等特点。

Description

零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法
技术领域
本发明涉及一种地铁隧道的施工方法。
背景技术
城市地铁进入停车场的出入线一般从车站引出,在车站内设计道岔区引出两条并行线于正线内侧,四条线并行出车站,在出入线上跨主线里程设计双层明挖结构将出入线上跨主线引入停车场。双层明挖结构先施工完成,并在两端提供盾构始发与接收条件。
如果设计方案不具备先施工双层明挖结构为两端盾构提供始发与接收条件,无法保证正线先贯通。需拆迁后施工双层明挖结构,为相邻区间提供始发与接收条件时间长,无法满足整体工期要求。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是,提供零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,盾构掘进先行通过与出入线交叉区,使正线盾构区间贯通,贯通后明挖法施工出入线单层结构,开挖中制定施工技术措施对既有盾构区间的管片进行保护,开挖见底后制定技术方案在主线盾构区间顶部零距离施工明挖区间主体结构。
为了解决上述的技术问题,本发明提供了零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,包括如下步骤:
1)地面施作降水管井,将井点管埋设到待开挖隧道底部以下10m或者进入岩层6m,利用管井内外水位差,使土层或破碎岩层里的地下水通过渗透流入井管内,再通过井管内的抽水泵排出地面,最终使得待开挖隧道内地下水位降低至既有盾构管片底以下1m;
2)通过模拟计算确定在既有盾构管片内加载总重量,按计算要求在开挖影响既有盾构管片上部覆土前,在既有盾构管片内部进行加载,采用分段压载抵抗开挖土体释放的应力,防止引起既有盾构管片沉降或上浮;
3)基坑开挖前为,在基坑开挖影响范围内设置盾构管片拉紧装置对多环既有盾构管片进行纵向拉紧,使各环既有盾构管片连接成整体受力,并保持到基坑回填完成;
4)基坑开挖过程中结合既有盾构管片内压载确定分层、分段开挖高度和长度;对既有盾构管片影响范围的基坑土方根据开挖覆土情况采用不同重载的机械进行开挖,基坑底以上0.5m部分采用人工开挖;
5)在基坑底部施工明挖区间主体结构。
在一较佳实施例中:步骤2中,在既有盾构管片内部放置砂袋或水袋进行加载。
在一较佳实施例中:步骤2中,在开挖至既有盾构管片顶部覆土3m时,砂袋或水袋要堆载至既有盾构管片高度的2/3,砂袋或水袋加载时应预留出洞内监测点部位。
在一较佳实施例中:步骤3中,对基坑开挖影响范围向两端各延长20m的既有盾构管片进行拉紧加固;加固每个断面采用8根槽钢将既有盾构管片纵向连接,槽钢与既有盾构管片之间利用管片的吊装孔及配套的螺栓进行紧固。
在一较佳实施例中:既有盾构管片与基坑的底部之间零距离紧贴,既有盾构管片的外表面覆盖有注浆层;既有盾构管片的顶部还有一层HDPE防水层,防水板之间喷涂沥青封堵层。
相较于现有技术,本发明的技术方案具备以下有益效果:
本工法通过模拟计算分析基坑开挖揭露盾构管片过程中管片的应力状态及变形情况,采取相关的措施使盾构管片在整个明挖基坑开挖施工过程中处于一个应力平衡状态,从而达到保护既有盾构管片的目的。该工法在应用过程中较原明挖双层区间结构施工具有以下特点。
首先采用单层结构可有效的减少基坑深度约8m,施工风险随着基坑深度减小而变小。其次四线交错基坑开挖范围大、基坑为不规则形状、支撑体系复杂,采用单层结构可有效控制施工安全风险、降低施工难度。再次采用双层结构区间施工时需对临近两侧区间进行盾构机的四次始发、四次接收,而本工法后盾构正线直接穿过,只有两次接收。综上所述,本工法具有施工风险低、工程造价底、工期短等特点。
附图说明
图1为本发明优选实施例的施工流程图;
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参考图1,本实施例提供了零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,包括如下步骤:
1)地面施作降水管井,将井点管埋设到待开挖隧道底部以下10m或者进入岩层6m,利用管井内外水位差,使土层或破碎岩层里的地下水通过渗透流入井管内,再通过井管内的抽水泵排出地面,最终使得待开挖隧道内地下水位降低至既有盾构管片底以下1m;
降水工程需在基坑开挖前开始,基坑前期开挖过程中需保持地下水位在开挖面以下1.0m,待开挖距既有盾构管片3m范围时,需地下水位降至盾构管片底以下1.0m。降水井参数应根据计算验收结果设计。降水井应沿主线盾构区间两侧纵向布置,井深设置在盾构管片以下10m,一般直径为300mm,采用直径127mm(t=4mm)无缝钢管。降水井施工同时根据上跨范围合理打设地下水位监测井,监测频率根据施工进度情况确定,确保基坑浅层土方开挖时地下水位位于开挖面以下1.0m以下,开挖至盾构管片3.0m范围内覆土时地下水位位于盾构管片底以下1.0m。
2)通过模拟计算确定在既有盾构管片内加载总重量,按计算要求在开挖影响既有盾构管片上部覆土前,在既有盾构管片内部进行加载,采用分段压载抵抗开挖土体释放的应力,防止引起既有盾构管片沉降或上浮;
3)基坑开挖前为,在基坑开挖影响范围内设置盾构管片拉紧装置对多环既有盾构管片进行纵向拉紧,使各环既有盾构管片连接成整体受力,并保持到基坑回填完成;
4)基坑开挖过程中结合既有盾构管片内压载确定分层、分段开挖高度和长度;对既有盾构管片影响范围的基坑土方根据开挖覆土情况采用不同重载的机械进行开挖,基坑底以上0.5m部分采用人工开挖;
5)在基坑底部施工明挖区间主体结构。
6)基坑回填。
明挖区间主体结构施工完成后,各项监测数据稳定,且对既有管片进行评估能满足设计要求后即可对基坑进行回填作业。回填按要求对称、分层、分段回填,回填过程中仍需对管片内部进行监测,分析数据后同步卸载洞内压载。
步骤2中,在既有盾构管片内部放置砂袋或水袋进行加载。并且在开挖至既有盾构管片顶部覆土3m时,砂袋或水袋要堆载至既有盾构管片高度的2/3,砂袋或水袋加载时应预留出洞内监测点部位。
步骤3中,对基坑开挖影响范围向两端各延长20m的既有盾构管片进行拉紧加固;加固每个断面采用8根槽钢将既有盾构管片纵向连接,槽钢与既有盾构管片之间利用管片的吊装孔及配套的螺栓进行紧固。
既有盾构管片与基坑的底部之间零距离紧贴,既有盾构管片的外表面覆盖有注浆层;既有盾构管片的顶部还有一层HDPE防水层,防水板之间喷涂沥青封堵层。
本工法通过模拟计算分析基坑开挖揭露盾构管片过程中管片的应力状态及变形情况,采取相关的措施使盾构管片在整个明挖基坑开挖施工过程中处于一个应力平衡状态,从而达到保护既有盾构管片的目的。该工法在应用过程中较原明挖双层区间结构施工具有以下特点。
首先采用单层结构可有效的减少基坑深度约8m,施工风险随着基坑深度减小而变小。其次四线交错基坑开挖范围大、基坑为不规则形状、支撑体系复杂,采用单层结构可有效控制施工安全风险、降低施工难度。再次采用双层结构区间施工时需对临近两侧区间进行盾构机的四次始发、四次接收,而本工法后盾构正线直接穿过,只有两次接收。综上所述,本工法具有施工风险低、工程造价底、工期短等特点。
上文所述,仅为本发明较佳的实施范例,不能依此限定本发明实施的范围。即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (5)

1.零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,其特征在于包括如下步骤:
1)地面施作降水管井,将井点管埋设到待开挖隧道底部以下10m或者进入岩层6m,利用管井内外水位差,使土层或破碎岩层里的地下水通过渗透流入井管内,再通过井管内的抽水泵排出地面,最终使得待开挖隧道内地下水位降低至既有盾构管片底以下1m;
2)通过模拟计算确定在既有盾构管片内加载总重量,按计算要求在开挖影响既有盾构管片上部覆土前,在既有盾构管片内部进行加载,采用分段压载抵抗开挖土体释放的应力,防止引起既有盾构管片沉降或上浮;
3)基坑开挖前,在基坑开挖影响范围内设置盾构管片拉紧装置对多环既有盾构管片进行纵向拉紧,使各环既有盾构管片连接成整体受力,并保持到基坑回填完成;
4)基坑开挖过程中结合既有盾构管片内压载确定分层、分段开挖高度和长度;对既有盾构管片影响范围的基坑土方根据开挖覆土情况采用不同重载的机械进行开挖,基坑底以上0.5m部分采用人工开挖;
5)在基坑底部施工明挖区间主体结构。
2.根据权利要求1所述的零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,其特征在于:步骤2中,在既有盾构管片内部放置砂袋或水袋进行加载。
3.根据权利要求2所述的零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,其特征在于:步骤2中,在开挖至既有盾构管片顶部覆土3m时,砂袋或水袋要堆载至既有盾构管片高度的2/3,砂袋或水袋加载时应预留出洞内监测点部位。
4.根据权利要求1所述的零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,其特征在于:步骤3中,对基坑开挖影响范围向两端各延长20m的既有盾构管片进行拉紧加固;加固每个断面采用8根槽钢将既有盾构管片纵向连接,槽钢与既有盾构管片之间利用管片的吊装孔及配套的螺栓进行紧固。
5.根据权利要求1所述的零距离上跨既有盾构区间明挖施工工法,其特征在于:既有盾构管片与基坑的底部之间零距离紧贴,既有盾构管片的外表面覆盖有注浆层;既有盾构管片的顶部还有一层HDPE防水层,防水板之间喷涂沥青封堵层。
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