CN111779490A - 一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法及结构 - Google Patents

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Abstract

一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，采用洞桩法隧道边导洞到达端头后继续向前延伸，延伸长度满足横向通道施工空间要求，之后在两侧的边导洞侧墙对向开洞，临时横通道连通两侧所述边导洞开洞，完成周边土体加固及临时结构加强后，开始破除联拱隧道正线马头门，并进行联拱隧道上半断面开挖；下半断面开挖则待洞桩法隧道端墙二衬扣拱完成后展开。利用洞桩法隧道边导洞提前开辟了一条施工联拱隧道的施工通道，将串联工序改变为并联关系工序，有效地提高了施工工效，较好地缓解了工程占地困难与工期压力的矛盾，也符合绿色、节能之理念，社会效益与经济效益显著，意义重大。

Description

一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法及结构
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，特别是涉及一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法及结构，适用于场地条件复杂、沉降要求高的暗挖工程及设计方法。
背景技术
现有技术中洞桩法隧道法，由边桩、中桩(柱)、顶底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载；其主要思想是将盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶盖的保护下可以逐层向下开挖土体，施作二次衬砌，可采用顺作和逆作两种方法施工，最终形成由初期支护和二次衬砌组合而成的永久承载体系。结构形式一般参见图1所示。洞桩法为一种应用于复杂环境条件下的施工方法，由于其先形成稳固的支护体系，再进行大范围的土体开挖，因此，该工法可有效减小地层的沉降变形，从而达到保护周边环境的目的。但该工法工序转换多，工效不高，影响工程工期，在具体的工程设计中，暗挖隧道多结合实际条件采用不同工法相结合的方案。另外，在城市闹市区，外界提供给工程实施的场地十分有限，不同工法的暗挖隧道只能从一处掌子面进行施工，在这种情况下多选择从洞桩法隧道开始施工，待洞桩法隧道施工完成再开挖其它工法隧道，该常规做法导致工效低下，工期难以保证。
联拱隧道则是受场地条件、线路条件、地质条件限制并满足功能需要的一种结构型式，其优点是避免结构大断面开挖及空间有效利用。初支联拱二衬分离隧道则采用CD法或CRD开挖，结构形式及施工步骤一般如图2(1)-(8)所示。
现有技术中洞桩法隧道进入联拱隧道常规设计方法是，第一步，完成洞桩法隧道的边导洞、边桩、中桩柱及初支、二衬扣拱；第二步，提前对洞桩法隧道端墙破门处周边进行预加固，破除端桩；第三步，开挖联拱隧道土体并完成初支施工。洞桩法隧道与联拱隧道接口处示意图见图3；该做法联拱隧道与洞桩法隧道工序形成串联关系，不利于工序提高，难以保证工期需要；故亟需解决。
发明的内容
本发明提供一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法及结构，其目的在于解决提高工效，减轻工期压力的技术问题，本发明人提出了洞桩隧道提前进入联拱隧道的施工方法，本设计方案通过设置转换过渡段，提前提供联拱隧道施工工作面、进出料通道，达到优化施工步序，提高工效的目的。
本发明所采用的技术方案是：
一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，采用洞桩法隧道边导洞到达端头后继续向前延伸，延伸长度满足横向通道施工空间要求，之后在两侧的边导洞侧墙对向开洞，临时横通道连通两侧所述边导洞开洞，完成周边土体加固及临时结构加强后，开始破除联拱隧道正线马头门，并进行联拱隧道上半断面开挖；下半断面开挖则待洞桩法隧道端墙二衬扣拱完成后展开。
本发明的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，具体包括以下几个步骤：
步骤一、洞桩法隧道边导洞继续延伸至端部横通道位置，
步骤二、实施加强措施后，破除两侧所述洞桩法隧道边导洞延伸段对向马头门，开挖所述洞桩法隧道边导洞联络横通道，为了尽可能提高横通道开挖高度，联络横通道起拱采用割圆形式，
步骤三、加固所述横通道自身及周边后，自所述横通道破除联拱隧道马头门，逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面，
步骤四、开挖完成后，所述联拱隧道由远及近模筑二衬结构，最后施作端部所述横通道范围内联拱隧道二衬，在破马头门附近均利用型钢对结构进行加强处理。
本发明的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工结构，包括洞桩法隧道、联拱隧道，所述洞桩法隧道包括洞桩法隧道边导洞；两侧的所述洞桩法隧道边导洞继续延伸至超过端部临时横通道位置，两侧所述洞桩法隧道边导洞对向开马头门，所述洞桩法隧道边导洞马头门连通所述临时横通道，所述洞桩法隧道自所述临时横通道向联拱隧道正线开马头门，自所述临时横通道联拱隧道马头门处逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面做为外扩段联拱隧道初支D，连接到所述联拱隧道标准断面初支，所述临时横通道范围内施作联拱隧道二衬。
所述临时横通道起拱采用割圆形式。
发明的效果
本发明将联拱隧道开挖支护时间由洞桩法隧道扣拱完成后提前至洞桩法隧道边导洞施工完成后。该工法利用洞桩法边导洞继续向前开挖一段距离后，在端部施作横向临时通道，借助临时通道破马头门，提前开挖联拱隧道。利用洞桩法隧道边导洞提前开辟了一条施工联拱隧道的施工通道，将串联工序改变为并联关系工序，有效地提高了施工工效，较好地缓解了工程占地困难与工期压力的矛盾，也符合绿色、节能之理念，社会效益与经济效益显著，意义重大。
附图说明
图1为现有技术洞桩法隧道施工结构示意图；
图2为现有技术联拱隧道施工步骤结构示意图；其中①代表1号洞室、②代表2号洞室、③代表3号洞室、④代表4号洞室；
图3为现有技术洞桩法隧道与联拱隧道接口处结构示意图；
图4为现有技术区间洞桩法隧道断面结构示意图；
图5为现有技术区间联拱隧道断面结构示意图；
图6为本发明洞桩法隧道与联拱隧道接口处结构示意图；
图7为图7的1-1断面图；
图8为图7本发明洞桩法隧道与联拱隧道接口处断面结构示意图；
图9为图8的1-1横通道断面图；
图10(1)-(3)为本发明洞桩法隧道端部横通道联拱断面格栅钢架外扩方式流程图；(1)为扩挖段1-3榀格栅钢架总装图，(2)为扩挖段第4榀格栅钢架总装图，(3)标准断面格栅钢架总装图，
图11为本发明洞桩法隧道与联拱隧道施工工序图；图中箭头表示施工方向；
附图编号说明：
洞桩法隧道1、洞桩法隧道边导洞101，初支扣拱102，边桩103，中桩(柱)104，临时横通道105，洞桩法隧道端墙106、联拱隧道2，联拱隧道初支201、临时仰拱202、核心土203、联拱隧道二衬结构204、边导洞初支1011、边导洞深孔注浆A，轨顶面B，联拱隧道初支反掏接洞桩法隧道端墙C，外扩段联拱隧道初支D，表示逐榀格栅钢架初支逐渐外扩到标准断面，横通道环向支撑E，封闭工22a型钢支撑F、在破马头门之前架立，区间线路中心线G，区间过渡线段H，边导洞延伸K，端部通道进洞初支201a，联拱隧道初支逐榀外扩201b，联拱隧道标准断面初支201c，
具体实施方式
参见图6所示，本发明一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，采用洞桩法隧道边导洞101到达端头后继续向前延伸，延伸长度满足临时横向通道105施工空间要求，之后在两侧的边导洞101侧墙对向开洞，并连通临时横通道105，完成周边土体加固及临时结构加强后，自临时横通道105开始破除联拱隧道正线马头门，并进行联拱隧道2上半断面开挖；下半断面开挖则待洞桩法隧道端墙106二衬扣拱完成后展开。
本发明的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，具体包括以下几个步骤：见图6，图11箭头为施工方向；
步骤一、洞桩法隧道边导洞101继续延伸至端部临时横通道105位置，
步骤二、实施加强措施后，破除两侧所述洞桩法隧道边导洞101对向马头门，开挖所述洞桩法隧道边导洞101联络临时横通道105，为了尽可能提高横通道开挖高度，联络横通道起拱采用割圆形式，见图7、9；
步骤三、加固临时所述横通道105自身及周边后，破除联拱隧道马头门，逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面，见图6、11中初支逐渐外扩到保标准断面构成外扩段联拱隧道初支D，图7从横通道105联拱隧道马头门处开始逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面连接联拱隧道初支201，图10(1)-图10(3)逐榀格栅钢架由201a外扩至201c截面图；
步骤四、开挖完成后，所述联拱隧道由远及近(向临时横通道方向)模筑二衬结构，最后施作端部所述临时横通道范围内联拱隧道二衬，在破马头门附近均利用型钢对结构进行加强处理。
参见图6、8所示，本发明所述的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工结构，包括洞桩法隧道1、联拱隧道2，所述洞桩法隧道包括洞桩法隧道边导洞101；两侧的所述洞桩法隧道边导洞101继续延伸至超过端部临时横通道105位置，目的是满足横向通道施工空间要求，两侧所述洞桩法隧道边导洞延伸段对向开马头门，连通所述临时横通道，所述洞桩法隧道自所述临时横通道向联拱隧道2正线开马头门，自所述临时横通道联拱隧道马头门处逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面做为外扩段联拱隧道初支D，连接到标准断面所述联拱隧道初支201；所述临时横通道范围内施作联拱隧道二衬。
优选所述临时横通道起拱采用割圆形式。
本发明进一步说明如下：
1、继续延伸洞桩法隧道边导洞，边导洞可根据联拱隧道尺寸要求进行微调，在破马头门处附近按传统施工方法做好结构加强及周边土体加固等辅助措施。
2、临近洞桩法隧道端部适当位置设置施工临时横通道，满足施工联拱隧道及渣土、设备、材料进去等需要。在破马头门处附近按传统施工方法做好结构加强及周边土体加固等辅助措施。
本发明一种自洞桩法隧道并联联拱隧道的施工方法，洞桩法隧道边导洞到达端头后继续向前延伸，延伸长度满足横向通道及洞桩法边桩的施工空间要求；之后所述边导洞侧墙开洞，临时横通道连通两侧边导洞开洞，所述临时横通道净空尺寸满足进入联拱隧道施工需要，在按传统施工方法完成周边土体加固及临时结构加强后，开始破除联拱隧道正线马头门，并进行联拱隧道上半断面开挖；下半断面开挖则待洞桩法隧道端墙二衬扣拱完成后展开。
利用上半断面则可提前完成对下半断面土体加固、地下水处理。
为满足洞桩法隧道边导洞破马头门、临时横通道破马头门存在的受力转换复杂，工程风险大等问题，在破马头门附近均利用型钢按传统施工方法对结构进行加强处理。
本发明施工做法在某机场线二期(西延)工程的进行了运用，提前约6个月进入联拱隧道初支结构开挖。工程施工过程中还取消了一座竖井横通道(该竖井横通道需要作为联拱隧道的施工作业空间)，最终节约工程投资约400万。
本工程中，将联拱隧道开挖支护时间由洞桩法隧道扣拱完成后提前至上层导洞施工完成后。该工法利用洞桩法导洞继续向前开挖一段距离后，在端部施作横向临时通道，借助临时通道破马头门，提前开挖联拱隧道。
洞桩法隧道边导洞、端部横通道、联拱隧道主要施工工序分为以下几个步骤：
1、洞桩法隧道边导洞继续延伸至端部横通道位置。
2、实施加强措施，破除小导洞马头门，开挖洞桩法隧道边导洞联络横通道，为了尽可能提高横通道开挖高度，联络横通道起拱采用割圆形式。
3、加固临时横通道自身及周边，破除联拱隧道马头门，逐榀格栅钢架外扩至区间标准断面。
4、开挖完成后，联拱隧道由远及近模筑二衬结构，最后施作端部横通道范围内联拱隧道二衬。
联拱隧道施工步骤如下为传统技术：见图2(1)-(8)
1.采用水泥水玻璃双液浆深孔注浆改良左线导洞初支外皮3m范围内的土体。采用留核心土开挖1#洞室，打设锁脚锚杆，及时架设格栅钢架和临时仰拱，封闭成环，进行初支背后注浆(距开挖面5m)。见图2(1)
2：1#洞室超前大约6～10m时，全断面开挖2#洞室，及时封闭初期支护钢架并进行背后注浆(距开挖面5m)。见图2(2)
3：采用水泥水玻璃双液浆深孔注浆改良右线导洞初支外皮3m范围内未加固土体。采用留核心土开挖3#洞室(左右线开挖掌子面错距≥20m)，打设锁脚锚杆，及时架设格栅钢架和临时仰拱，封闭成环，进行初支背后注浆。见图2(3)
4：3#洞室超前大约6～10m时，全断面开挖4#洞室，及时封闭初期支护钢架并进行背后注浆。见图2(4)
5：左线初支贯通后，施做左线洞室仰拱防水层及二次衬砌结构。见图2(5)
6：根据监控量测数据拆除1、2#洞室临时仰拱，拆除长度不大于6m(根据现场监控量测确定具体长度)，施做左线隧道侧墙及顶拱的防水层和二次衬砌结构。见图2(6)
7：待右线初支贯通后，施做右线洞室仰拱防水层及二次衬砌结构。见图2(7)
8：根据监控量测数据拆除3、4#洞室临时支撑，拆除长度不大于6m(根据现场监控量测确定具体长度)，施做右线隧道侧墙及顶拱的防水层和二次衬砌结构。见图2(8)

Claims (4)

1.一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，其特征在于，采用洞桩法隧道边导洞到达端头后继续向前延伸，延伸长度满足横向通道施工空间要求，之后在两侧的边导洞侧墙对向开洞，临时横通道连通两侧所述边导洞开洞，完成周边土体加固及临时结构加强后，开始破除联拱隧道正线马头门，并进行联拱隧道上半断面开挖；下半断面开挖则待洞桩法隧道端墙二衬扣拱完成后展开。
2.如权利要求1所述的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：
步骤一、洞桩法隧道边导洞继续延伸至端部横通道位置，
步骤二、实施加强措施后，破除两侧所述洞桩法隧道边导洞延伸段对向马头门，开挖所述洞桩法隧道边导洞联络横通道，为了尽可能提高横通道开挖高度，联络横通道起拱采用割圆形式，
步骤三、加固所述横通道自身及周边后，自所述横通道破除联拱隧道马头门，逐榀格栅钢架外扩至区间联拱隧道标准断面，
步骤四、开挖完成后，所述联拱隧道由远及近模筑二衬结构，最后施作端部所述横通道范围内联拱隧道二衬，在破马头门附近均利用型钢对结构进行加强处理。
3.权利要求1所述的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工结构，包括洞桩法隧道(1)、联拱隧道(2)，所述洞桩法隧道包括洞桩法隧道边导洞(101)；其特征在于，两侧的所述洞桩法隧道边导洞(101)继续延伸至超过端部临时横通道(105)位置，两侧所述洞桩法隧道边导洞对向开马头门，所述洞桩法隧道边导洞马头门连通所述临时横通道，所述洞桩法隧道自所述临时横通道向联拱隧道(2)正线开马头门，自所述临时横通道联拱隧道马头门处逐榀格栅钢架(5)外扩至区间联拱隧道标准断面做为外扩段联拱隧道初支D，连接到准断面所述联拱隧道标初支(201)，所述临时横通道范围内施作联拱隧道二衬。
4.如权利要求3所述的一种自洞桩法隧道提前进入联拱隧道的施工结构，其特征在于，所述临时横通道起拱采用割圆形式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112483094A (zh) * 2020-12-09 2021-03-12 中国铁路设计集团有限公司 老旧隧道加固开马头门结构的施工方法

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