CN111927477A - 超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法；步骤如下：首先，采用不排水沉井法建设第一沉井、第二沉井和第三沉井；在第二沉井和第三沉井之间进行短距离暗挖作业，形成短距离暗挖隧道；完成后，在第二沉井内组装盾构；盾构的机架通过第一沉井下井，并通过短距离暗挖隧道进入第二沉井；然后，在第二沉井始发盾构，在第三沉井接收盾构；最后，在第三沉井内，将盾构和机架分解后，从第三沉井内吊出，完成隧道土建结构。本发明的应用减少深大基坑的明挖作业，降低施工风险，在选择整体始发的基础上不仅提高工作效率，而且进一步减少资源浪费。

Description

超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法
技术领域
本发明涉及隧道建造技术领域，特别涉及超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法。
背景技术
修建超深埋隧道能够最大限度减少掘进对地面环境的影响，也能减少地面建设活动对地下隧道的影响。
在现有技术中，有以下几种情况的超深埋长距离隧道：
1、穿越长江综合管廊，例如苏通GIL综合管廊，最大埋深约79m，长度5.5km，直径11.6m；
2、黄河的综合管廊，例如银川穿黄供热管道，最大埋深约42m，长度1.5km，直径8.7m；
3、超深地下试验用的隧道，如上海硬X射线自由电子激光装置隧道，最大埋深约30m，隧道总长约5.5km，直径7m；
4.深层调蓄隧道，例如上海苏州河深层调蓄工程，最大埋深约57m，试验段长度约1.6km，直径11.3m。
目前，在长距离深埋隧道主要采用盾构法施工，掘进始发是隧道实施前的设备调试和设定施工参数的关键工序，至关重要。
常用的盾构始发分为整体始发和分体始发两种方式。整体始发即盾构与机架整体下井进行始发，常规始发方法，效率高，安全度高。分体始发即盾构先下井，在无机架时进行始发，注浆、泥浆泵等设备在井内不随盾构移动，泥浆压力控制难度大和注浆效果不理想易导致地面沉降等风险。此外，分体始发操作空间狭小，机架多次转接，效率低。
从风险、效率等多方面考虑，一般推荐采用如图1所示的整体始发或部分整体始发。但整体始发或部分整体始发都需要建设机架段，对于原本就不需要机架段的输水、输电、射线试验隧道存在较明显的资源和工期浪费。此外，传统工艺中机架段、始发井和接收井以明挖法为主，基坑深、风险大、工期长。
在现有技术中，采用明挖法建设机架段、始发井和接收井，主要缺点有：
1、基坑深度深，可能存在承压水治理等难题，风险大；
2、超深超大基坑需要施工支护结构、地基加固等施工工期长；
3、对于原本就不需要机架段的输水、输电、射线试验隧道存在较明显的资源和工期浪费。
因此，针对超深埋长距离隧道的始发和接收流程，如何减少深大基坑的明挖作业，降低施工风险成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法，实现的目的是减少深大基坑的明挖作业，降低施工风险，在选择整体始发的基础上不仅提高工作效率，而且进一步减少资源浪费。
为实现上述目的，本发明公开了超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法；步骤如下：
步骤1、采用不排水沉井法建设第一沉井、第二沉井和第三沉井；所述第一沉井、所述第二沉井和所述第三沉井均为超大沉井；所述第二沉井为盾构始发井，所述第三沉井为盾构接收井；
所述超大沉井即地面上预制或现浇断面直径在18米至20米的沉井结构，通过自重或辅助手段使其下沉，最终形成稳定的筒体结构。
步骤2、在依次完成所述第一沉井、所述第二沉井和所述第三沉井完成井结构和进出洞加固体后，在所述第一沉井内施工暗挖作业需要的加固和临时支撑；完成后，凿除所述第一沉井的部分井壁，并向所述第二沉井进行短距离暗挖作业；
步骤3、在暗挖作业到达第二沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在短距离暗挖段作业到达第二沉井时，凿除第二沉井内相应部分的井壁；
步骤4、在所述短距离暗挖段作业贯通后，浇筑所述第一沉井和所述第二沉井内的接头结构并完成密封，形成短距离暗挖隧道；
步骤5、在所述第二沉井内组装盾构；所述盾构的机架通过所述第一沉井下井，并通过所述短距离暗挖隧道进入所述第二沉井；
步骤6、在所述第二沉井内施作始发导墙，当所述盾构的各项组装工作完成后，凿除所述第二沉井对应所述始发导墙部分的井壁；所述盾构自所述始发导墙出洞始发；在盾构始发过程中做好所述第二沉井的接头密封工作；
步骤7、在盾构到达第三沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在所述盾构到达第三沉井时，在第三沉井对应盾构的行进方向的部位凿除部分井壁；在第三沉井凿除部分井壁的位置完成隧道接收后浇筑井接头；在盾构接收过程中做好第三沉井的接头密封工作；
步骤8、接收所述盾构后，在所述第三沉井内，将所述盾构和所述机架分解后，从所述第三沉井内吊出，完成隧道土建结构。
优选的，在所述步骤1中，通过设计钢刃脚和辅助水刀技术实现所述超大沉井的下沉和姿态调整。
优选的，在所述步骤2中，所述短距离暗挖作业采用顶管法或矿山法。
优选的，所述短距离暗挖隧道的尺寸和长度与所述机架相配。
本发明的有益效果：
本发明的应用使工作井采用沉井施工，提高施工效率。
本发明的应用减少了基坑支护，通过不排水下沉，降低了施工风险。
本发明的应用使盾构的车架段采用暗挖实施，减少资源浪费和降低工期。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出现有技术整体始发或部分整体始发施工布置。
图2示出本发明一实施例的纵剖面工艺流程图。
图3示出本发明一实施例的平面工艺流程图。
具体实施方式
实施例
如图2和图3所示，超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法；步骤如下：
步骤1、采用不排水沉井法建设第一沉井、第二沉井和第三沉井；第一沉井、第二沉井和第三沉井均为超大沉井，；第二沉井为盾构始发井，第三沉井为盾构接收井；
所述超大沉井即地面上预制或现浇断面直径在18米至20米的沉井结构，通过自重或辅助手段使其下沉，最终形成稳定的筒体结构。
步骤2、在依次完成所述第一沉井、所述第二沉井和所述第三沉井完成井结构和进出洞加固体后，在第一沉井内向施工暗挖作业需要的加固和临时支撑；完成后，凿除第一沉井的部分井壁，并向第二沉井进行短距离暗挖作业；
步骤3、在暗挖作业到达第二沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在短距离暗挖段作业到达第二沉井时，凿除第二沉井内相应部分的井壁；
步骤4、在短距离暗挖段作业贯通后，浇筑第一沉井和第二沉井内的接头结构并完成密封，形成短距离暗挖隧道；
步骤5、在第二沉井内组装盾构；盾构的机架通过第一沉井下井，并通过短距离暗挖隧道进入第二沉井；
步骤6、在第二沉井内施作始发导墙，当盾构的各项组装工作完成后，凿除第二沉井对应始发导墙部分的井壁；盾构自始发导墙出洞始发；在盾构始发过程中做好第二沉井的接头密封工作；
步骤7、在盾构到达第三沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在所述盾构到达第三沉井时，在第三沉井对应盾构的行进方向的部位凿除部分井壁；在第三沉井凿除部分井壁的位置完成隧道接收后浇筑井接头；在盾构接收过程中做好第三沉井的接头密封工作；
步骤8、接收盾构后，在第三沉井内，将盾构和机架分解后，从第三沉井内吊出，完成隧道土建结构。
本发明的原理在于，本发明将现有技术中采用明挖法施工的盾构的机架段改为短距离暗挖隧道，然在短距离暗挖隧道前再增加第一沉井用于机架的运输，能够避免大范围的明挖作业，大量的减少资源浪费并降低了工期。
在某些实施例中，在步骤1中，通过设计钢刃脚和辅助水刀技术实现超大沉井的下沉和姿态调整。
在某些实施例中，在步骤2中，短距离暗挖作业采用顶管法或矿山法。
在某些实施例中，短距离暗挖隧道的尺寸和长度与机架相配。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法；步骤如下：
步骤1、采用不排水沉井法建设第一沉井、第二沉井和第三沉井；所述第一沉井、所述第二沉井和所述第三沉井均为超大沉井；所述第二沉井为盾构始发井，所述第三沉井为盾构接收井；
步骤2、在依次完成所述第一沉井、所述第二沉井和所述第三沉井完成井结构和进出洞加固体后，在所述第一沉井内向施工暗挖作业需要的加固和临时支撑；完成后，凿除所述第一沉井的部分井壁，并向所述第二沉井进行短距离暗挖作业；
步骤3、在暗挖作业到达第二沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在短距离暗挖段作业到达第二沉井时，凿除第二沉井内相应部分的井壁；
步骤4、在所述短距离暗挖段作业贯通后，浇筑所述第一沉井和所述第二沉井内的接头结构并完成密封，形成短距离暗挖隧道；
步骤5、在所述第二沉井内组装盾构；所述盾构的机架通过所述第一沉井下井，并通过所述短距离暗挖隧道进入所述第二沉井；
步骤6、在所述第二沉井内施作始发导墙，当所述盾构的各项组装工作完成后，凿除所述第二沉井对应所述始发导墙部分的井壁；所述盾构自所述始发导墙出洞始发；在盾构始发过程中做好所述第二沉井的接头密封工作；
步骤7、在所述盾构到达所述第三沉井前，完成所述第二沉井结构，以及相应的进出洞加固和临时支撑；在所述盾构到达第三沉井时，在所述第三沉井对应所述盾构的行进方向的部位凿除部分井壁；在所述第三沉井凿除部分井壁的位置完成隧道接收后浇筑井接头；在盾构接收过程中做好所述第三沉井的接头密封工作；
步骤8、接收所述盾构后，在所述第三沉井内，将所述盾构和所述机架分解后，从所述第三沉井内吊出，完成隧道土建结构。
2.根据权利要求1所述的超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法，其特征在于，在所述步骤1中，通过设计钢刃脚和辅助水刀技术实现所述超大沉井的下沉和姿态调整。
3.根据权利要求1所述的超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述短距离暗挖作业采用顶管法或矿山法。
4.根据权利要求1所述的超深埋长距离隧道的盾构整体始发和接收方法，其特征在于，所述短距离暗挖隧道的尺寸和长度与所述机架相配。
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