CN110566212B - 一种先隧后井暗挖风道施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及地下工程施工技术领域，旨在提供一种先隧后井暗挖风道施工方法，其技术方案要点是：包括以下步骤：S1、在施工区间内采用暗挖隧道的方式，包括左线隧道和右线隧道，由南向北同步开挖，挖掘过程中对开挖隧道实施同步初期支护，并对断面结构局部加强，直至贯通至目标站点；S2、活塞风道明挖基坑采用钻孔灌注桩，并结合钢管内支撑进行支护施工；S3、活塞风道暗挖横通道采用多台阶法施工，设置临时仰拱和中隔壁；S4、将S1步骤中左线隧道侧边开孔与风道连接贯通，将S1步骤中右线隧道顶部开孔与风道连接贯通。本发明具有施工方法灵活、施工效率高、整体施工进度和质量可控的优点。
Description
技术领域
本发明专利涉及地下工程施工技术领域，特别涉及一种先隧后井暗挖风道施工方法。
背景技术
随着我国城市经济的快速持续发展，城市道路交通条件日趋紧张，地下交通车站运输逐渐成为大运量快速公共交通系统的主要交通要道。目前，对于地下车站通常采用明挖法或暗挖法。明挖法施工占地面积较大，而周围商业、居民楼等密集，交通繁忙，加之密集的地下管线及地下构筑物的制约，使得明挖法的应用受到一定的限制。暗挖法虽然施工占地面积较小，但如果采用全暗挖施工，其施工效率较明挖施工效率显著降低，而且两种方式单独施工都需要车站开挖完成后才能通车。
公告号为CN105298501A的中国专利公开了一种暗挖车站附属风道结构施工方法，包括车站横通道和风道横通道的施工，施工方法步骤如下：步骤一，采用倒挂井壁法施工风道出地面范围的竖井；步骤二，在竖井内设置临时支撑；步骤三，施工马头门加强环梁；步骤四，打设拱部180°布设的车站横通道超前支护；步骤五，半侧开挖风道横通道；步骤六，回填所述车站横通道和所述风道横通道至风道结构底板，回筑风道二衬结构，完成整体式结构。
这种现有技术方案虽然采用暗挖施工的方法进行车站附属风道施工，减少了施工过程中的占地面积，及施工对周围环境的影响，但是在实际使用过程中采用全部暗挖施工方法其施工效率相对较低，对整个施工工期会有所影响。
发明内容
本发明专利的目的是提供一种先隧后井暗挖风道施工方法，具有施工方法灵活、施工效率高、整体施工进度和质量可控的优点。
本发明专利的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种先隧后井暗挖风道施工方法，所述施工方法包括如下施工步骤：
S1、区间隧道施工：在施工区间内采用暗挖隧道的方式，所述区间暗挖隧道具体为矿山法隧道，包括左线隧道和右线隧道，由南向北同步开挖，挖掘过程中对开挖隧道实施同步初期支护，对风道位置隧道断面进行纠偏调整，并对断面结构局部加强，直至贯通至目标站点；
S2、活塞风道明挖竖井施工：活塞风道明挖基坑采用钻孔灌注桩，并结合钢管内支撑的支护结构形式施工；
S3、活塞风道暗挖横通道施工：活塞风道暗挖横通道采用多台阶法施工，设置临时仰拱和中隔壁；
S4、隧道与活塞风道贯通施工：将S1步骤中左线隧道侧边开孔与风道连接贯通，将S1步骤中右线隧道顶部开孔与风道连接贯通。
通过采用上述技术方案，当活塞风道施工区域受拆迁等前期工作影响而滞后时，采用先隧后井暗挖风道施工方法，在施工区域采用暗挖隧道的方式先对隧道进行挖掘施工，从而达到在不影响区间隧道施工进度的前提下，确保了区间隧道的洞通时间，并有效提高整体施工的进度的效果。
进一步的，所述暗挖隧道的掘进速度为1.5m/天，左线隧道需要约84天开挖至活塞风到处，右线隧道需要约50天开挖至活塞风到处。
通过采用上述技术方案，根据施工方式和施工整体情况确定1.5m/天的暗挖隧道的掘进速度，可以在保证施工质量的前提下，缩短工期，并能按预期完成施工，从而保证了整体施工进度。
进一步的，所述S2步骤中基坑围护桩采用Φ1000@1400mm的钻孔灌注桩，嵌固深度不小于8m；桩间喷射100mm厚C20混凝土护壁，内置Φ6@150mm•150mm钢筋网。
通过采用上述技术方案，钻孔灌注桩施工噪声和震动较沉入桩中的锤击法相比要小的多，且钻孔灌注桩能够建造比预制桩直径大的多的桩，因此能够适应更多的施工环境；在钻孔灌注桩之间喷射混凝土护壁可以进一步提高桩基的施工强度。
进一步的，所述钢管内支撑为竖向四道设置方式，采用Φ600、t=16mm的钢管，水平间距不超过2.35m，所述内支撑的冠梁尺寸为1000mm•1000mm。
通过采用上述技术方案，采用为竖向四道设置钢管内支撑的方式，可以有效提高内支撑结构的强度和稳固性，在满足基坑围护的同时可以保证施工效率和施工进度。
进一步的，所述内支撑的钢围檩采用2工45c组合型钢，斜撑处的钢围檩背面设置抗剪构件。
通过采用上述技术方案，在斜撑处的钢围檩背面设置抗剪构件，可以进一步提高钢围檩的抗剪切破坏力，从而有效提高内支撑的抗剪切性能。
进一步的，所述S3步骤中暗挖段风道结构分为大断面和小端面两段结构施工，大断面为双层结构，分10个导洞进行开挖施工,自风道明挖段至左线区间隧道，隧道左侧开活塞风孔相接；小段面为单层结构，分6个导洞进行开挖施工，先后上跨左、右线区间隧道，并在右线隧道顶部开活塞风孔相接。
通过采用上述技术方案，暗挖段风道通过大小两个断面进行开挖，可以有效提高施工效率，大断面双层结构可以增加风道内部的过风面积和过风效果，小断面单层结构有利于开挖施工，提高了施工效率。
进一步的，所述区间隧道与风道连接段调整为矩形断面，矩形断面布置区段为风道外轮廓两侧各约5m范围，矩形断面采用CRD工法开挖，主要支护措施为超前小导管加网喷钢格栅。
通过采用上述技术方案，区间隧道与风道连接段调整为矩形断面，有利于上部结构荷载的竖向传递；矩形断面布置区段为风道外轮廓两侧各约5m范围，除了能够承受上部结构荷载之外，加强隧道结构局部刚度，避免风道开挖期间引起区间隧道上浮的可能；CRD工法又叫交叉中隔墙法，是一种适用于软弱地层的隧道施工方法，特别是对于控制地表沉陷有很好的效果，矩形断面采用CRD工法开挖能够适应地下隧道的开挖，有效提高施工质量和施工效率。
进一步的，所述S3步骤中暗挖段采用超前注浆小导管+大管棚+格栅钢架+网喷混凝土的初期支护形式进行支护施工。
通过采用上述技术方案，可以有效适应活塞风道暗挖段的支护施工，提高支护强度，也便于后续施工。
进一步的，所述S2、S3步骤中的活塞风道主体结构均为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，并设置有外包防水层。
通过采用上述技术方案，现浇钢筋混凝土箱型框架结构施工灵活性高，结构强度大，外包防水层可以有效提高活塞风道主体结构的防水防渗效果，提高了活塞风道的运行寿命，并降低了后期维护成本和难度。
综上所述，本发明专利具有以下有益效果：
1.本发明先隧后井暗挖风道施工方法在不影响区间隧道施工进度的前提下，确保了区间隧道的洞通时间，有效提高了整体施工的进度；另一方面，也尽量避免对已施工的结构产生影响，保证了施工质量；
2.本发明区间隧道与风道连接段调整为矩形断面，有利于上部结构荷载的竖向传递；
3.本发明矩形断面布置区段为风道外轮廓两侧各约5m范围，除了能够承受上部结构荷载之外，加强隧道结构局部刚度，避免风道开挖期间引起区间隧道上浮的可能，提高了施工的安全性。
附图说明
图1为先隧后井暗挖风道施工方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施列对本发明专利作进一步详细说明。
实施例：
参照图1，一种先隧后井暗挖风道施工方法, 包括以下步骤：
S1、区间隧道施工：在施工区间内采用暗挖隧道的方式，区间暗挖隧道具体为矿山法隧道，包括左线隧道和右线隧道。右线隧道开挖面距离活塞风道约74m，左线开挖面距离活塞风道约125m，由南向北同步开挖，暗挖隧道的掘进速度为1.5m/天，左线隧道需要约84天开挖至活塞风道处，右线隧道需要约50天开挖至活塞风道处，挖掘过程中对开挖隧道实施同步初期支护，对风道位置隧道断面进行纠偏调整，并对断面结构局部加强，直至贯通至目标站点；
S2、活塞风道明挖竖井施工：基坑长17.65m,宽10.1m，深约26.7m，活塞风道明挖基坑采用钻孔灌注桩，并结合钢管内支撑的支护结构形式施工。围护桩采用Φ1000@1400mm的钻孔灌注桩，嵌固深度不小于8m，桩间喷射100mm厚C20混凝土护壁，内置Φ6@150mm•150mm钢筋网，钢管内支撑为竖向四道设置方式，采用Φ600、t=16mm的钢管，水平间距不超过2.35m，所述内支撑的冠梁尺寸为1000mm•1000mm，内支撑的钢围檩采用2工45c组合型钢，斜撑处的钢围檩背面设置抗剪构件；
S3、活塞风道暗挖横通道施工：暗挖段总长43.45m，开挖宽度11.3m，开挖高度约16.9～17.2m，活塞风道暗挖横通道采用多台阶法施工，设置临时仰拱和中隔壁，暗挖段采用超前注浆小导管+大管棚+格栅钢架+网喷混凝土的初期支护形式进行支护施工，活塞风道主体结构均为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，并设置有外包防水层；
S4、隧道与活塞风道贯通施工：将S1步骤中左线隧道侧边开孔与风道连接，将S1步骤中右线隧道顶部开孔与风道连接；暗挖段风道结构分为大断面和小端面两段结构施工，大断面为双层结构，共分10个导洞进行开挖施工，自风道明挖段至左线区间隧道，隧道左侧开活塞风孔相接；小断面为单层结构，共分6个导洞进行开挖施工，先后上跨左、右线区间隧道，并在右线隧道顶部开活塞风孔相接；区间隧道与风道连接段调整为矩形断面，矩形断面布置区段为风道外轮廓两侧各约5m范围，矩形断面采用CRD工法开挖，主要支护措施为超前小导管加网喷钢格栅。
工作原理如下：
遵循先隧后井暗挖风道施工方法，在施工区域采用暗挖隧道的方式，具体为矿山法隧道施工，对左线隧道和右线隧道，由南向北同步开挖，分别将左线、右线隧道开挖至活塞风道处；
接着对活塞风道进行施工作业，先明挖基坑作业，采用钻孔灌注桩，并结合钢管内支撑的支护结构形式施工，再暗挖活塞风道的横通道，采用多台阶法施工，设置临时仰拱和中隔壁，暗挖段采用超前注浆小导管+大管棚+格栅钢架+网喷混凝土的初期支护形式进行支护施工，活塞风道主体结构均为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，并设置有外包防水层；
最后再将左线隧道侧边开孔与风道连接，将右线隧道顶部开孔与风道连接，从而完成活塞风道与隧道的连接贯通。
当活塞风道施工区域受限滞后时，采用先隧后井暗挖风道施工方法在不影响区间隧道施工进度的前提下，确保了区间隧道的洞通时间，有效提高了整体施工的进度；另一方面，也尽量避免对已施工的结构产生影响，保证了施工质量。
本具体实施例仅仅是对本发明专利的解释，其并不是对本发明专利的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明专利的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于, 所述施工方法包括如下施工步骤：
S1、区间隧道施工：在施工区间内采用暗挖隧道的方式，所述区间暗挖隧道具体为矿山法隧道，包括左线隧道和右线隧道，由南向北同步开挖，挖掘过程中对开挖隧道实施同步初期支护，对风道位置隧道断面进行纠偏调整，并对断面结构局部加强，直至贯通至目标站点；
S2、活塞风道明挖竖井施工：活塞风道明挖基坑采用Φ1000@1400mm的钻孔灌注桩，嵌固深度大于等于8m，桩间喷射100mm厚C20混凝土护壁，内置Φ6@150mm•150mm钢筋网，并结合钢管内支撑的支护结构形式施工；钢管内支撑为竖向四道设置方式，采用Φ600、t=16mm的钢管，水平间距小于等于2.35m，内支撑的冠梁尺寸为1000mm•1000mm；
S3、活塞风道暗挖横通道施工：活塞风道暗挖横通道采用多台阶法施工，设置临时仰拱和中隔壁；其中，暗挖段风道结构分为大断面和小端面两段结构施工，大断面为双层结构，分10个导洞进行开挖施工，自风道明挖段至左线区间隧道，隧道左侧开活塞风孔相接；小段面为单层结构，分6个导洞进行开挖施工，先后上跨左、右线区间隧道，并在右线隧道顶部开活塞风孔相接；
S4、隧道与活塞风道贯通施工：将S1步骤中左线隧道侧边开孔与风道连接贯通，将S1步骤中右线隧道顶部开孔与风道连接贯通。
2.根据权利要求1所述的一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于：所述暗挖隧道的掘进速度为1.5m/天，左线隧道需要约84天开挖至活塞风道处，右线隧道需要约50天开挖至活塞风道处。
3.根据权利要求1所述的一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于：所述内支撑的钢围檩采用2工45c组合型钢，斜撑处的钢围檩背面设置抗剪构件。
4.根据权利要求1所述的一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于：所述区间隧道与风道连接段调整为矩形断面，矩形断面布置区段为风道外轮廓两侧各约5m范围，矩形断面采用CRD工法开挖，主要支护措施为超前小导管加网喷钢格栅。
5.根据权利要求1所述的一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于：所述S3步骤中暗挖段采用超前注浆小导管+大管棚+格栅钢架+网喷混凝土的初期支护形式进行支护施工。
6.根据权利要求1所述的一种先隧后井暗挖风道施工方法，其特征在于：所述S2、S3步骤中的活塞风道主体结构均为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，并设置有外包防水层。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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