CN112682045A - 一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法，承力结构包括支撑部件；支撑部件用于设置在隧道的两侧，隧道两侧的支撑部件之间设有横撑，横撑用于设置在隧道的上方；横撑的顶部覆盖有盖板。在隧道两侧的支撑部件能够保障隧道开挖时公路路基的稳定性，隧道两侧的支撑部件之间设有横撑，且盖板覆盖在横撑的顶部在保证承力结构强度的同时还可以减小盖板的挠度，并承受上部附加荷载，并且施工完毕后，横撑和盖板可以拆除重复利用，节约了成本，该承力结构不仅可以支撑上部车辆荷载，还可以起到围护作用，且由于隧道上部已经设有承力结构，下部隧道暗挖时可以减少超前支护的强度。

Description

一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法

技术领域

本发明涉及地下与隧道工程技术领域，特别是一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，地下工程的建设已成为当下的热点问题。而在地下工程中，隧道近接既有工程的问题常常是不可避免的，为了解决隧道下穿公路路基带来的土体扰动及沉降问题，保证既有公路的运营安全，需要对隧道的设计和施工提出更高的要求。但更高的要求往往就意味着需要更长的工期、更多的管理成本。目前隧道浅埋下穿公路路基的施工方法主要有浅埋暗挖法，明挖法和盖挖法。

当隧道埋深小于隧道直径时，此时的隧道为超浅埋隧道。针对隧道超浅埋下穿公路的情况，在现有技术中，若采用浅埋暗挖法施工，地表及洞周围岩变形较大，该变形难以控制。若采用CD法、CRD法、双侧壁导坑法等进行隧道开挖，虽然可以尽量减少沉降，但工法本身工序相对复杂，两者叠加，导致施工效率十分低下，会极大限制该段公路的运营，对周围公众环境造成较大影响，影响周围群众生活的质量。

若采用明挖法，需施做围护结构或放坡，施工风险较大，成本较高，经济效益差，整体施工周期较长，且施工期间必须进行交通疏解、中断行车，该方法对公共交通秩序影响较大，且往往很难实现。

若采用盖挖法，施工工艺复杂，该方法更适用于车站等大型结构，在隧道超浅埋下穿公路路基时，因场地受限，大型机械难以操作，功效低下。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，包括支撑部件；

所述支撑部件用于设置在隧道的两侧，隧道两侧的所述支撑部件之间设有横撑，所述横撑用于设置在隧道的上方；

所述横撑的顶部覆盖有盖板。

一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，通过上述结构，在隧道两侧的支撑部件能够保障隧道开挖时公路路基的稳定性，隧道两侧的支撑部件之间设有横撑，且盖板覆盖在横撑的顶部在保证承力结构强度的同时还可以减小盖板的挠度，并承受上部附加荷载，并且施工完毕后，横撑和盖板可以拆除重复利用，节约了成本，经济实用，该承力结构不仅可以支撑上部车辆荷载，还可以起到围护作用，在下部隧道开挖卸载时，承受一定的水平方向力，保证下方隧道开挖的顺利进行，此外，由于隧道上部已经设有承力结构，下部隧道暗挖时可以减少超前支护的强度，进一步节省成本。

作为本发明的优选方案，隧道每侧的所述支撑部件包括至少两根桩体，至少两根桩体沿隧道长度方向间隔设置。

作为本发明的优选方案，所述横撑沿隧道宽度方向设置，所述横撑的数量为至少两个，至少两个所述横撑沿隧道长度方向间隔设置。

作为本发明的优选方案，所述横撑与对应的所述桩体之间设有围檩，所述围檩包括工字钢，所述工字钢的两端设有连接缀板。

作为本发明的优选方案，所述围檩通过连接装置分别与对应的所述横撑和所述桩体连接。

作为本发明的优选方案，所述连接装置包括L型角钢和紧固件，所述L型角钢与所述紧固件相连。通过上述结构，连接装置采用L型角钢和紧固件的形式能够方便横撑的拆除。

作为本发明的优选方案，所述围檩的上表面与所述桩体上表面齐平，所述围檩的上表面与所述横撑的上表面齐平。通过上述结构，该结构能够最大程度的缩短工期，同时保证横撑的强度。

作为本发明的优选方案，所述盖板的两端部分别伸出对应的所述支撑部件外侧。

一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的施工方法，用于施工上述暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，包括以下步骤：

S1：采用SMW工法桩将所述桩体设置在隧道的两侧；

S2：在隧道两侧的桩体的内侧施作所述围檩；

S3：施作所述横撑，所述横撑两端通过所述连接装置与所述围檩连接；

S4：在所述横撑的上方设置所述盖板，所述盖板的两端伸出所述桩体外侧，所述盖板施作完毕后，恢复地面交通；

S5：采用台阶法开挖下方隧道；

S6：隧道施工完毕后，拆除所述盖板和所述横撑，并回填入土，回填完成后施作公路路基和路面。

通过上述施工方法，桩体采用施工场地受限较小且易于施工的SMW工法桩，施工效率高，可以保证承力结构功能性和安全性的前提下，最大程度地缩短工期，同时可以在隧道贯通后拔出重复利用，节省投资；

该施工方法在盖板施作完成后，路面交通即可恢复，下方隧道即可施工，本发明施工周期短，可在最大程度缩短工期的前提下，保证下方隧道施工的安全性与施工效率，同时将结构施工对公众生活的负面影响降到最低。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，通过上述结构，在隧道两侧的支撑部件能够保障隧道开挖时公路路基的稳定性，隧道两侧的支撑部件之间设有横撑，且盖板覆盖在横撑的顶部在保证承力结构强度的同时还可以减小盖板的挠度，并承受上部附加荷载，并且施工完毕后，横撑和盖板可以拆除重复利用，节约了成本，经济实用，该承力结构不仅可以支撑上部车辆荷载，还可以起到围护作用，在下部隧道开挖卸载时，承受一定的水平方向力，保证下方隧道开挖的顺利进行，此外，由于隧道上部已经设有承力结构，下部隧道暗挖时可以减少超前支护的强度，进一步节省成本。

2、通过上述施工方法，桩体采用施工场地受限较小且易于施工的SMW工法桩，施工效率高，可以保证承力结构功能性和安全性的前提下，最大程度地缩短工期，同时可以在隧道贯通后拔出重复利用，节省投资；

该施工方法在盖板施作完成后，路面交通即可恢复，下方隧道即可施工，本发明施工周期短，可在最大程度缩短工期的前提下，保证下方隧道施工的安全性与施工效率，同时将结构施工对公众生活的负面影响降到最低。

附图说明

图1是本发明所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的结构示意图。

图2是本发明所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的平面布置图。

图3是本发明所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的纵断面示意图。

图4是本发明所述的围檩与所述横撑的连接示意图。

图5是图4中沿A-A的剖视图。

图标：1-支撑部件；2-盖板；3-围檩；4-连接装置；5-横撑；6-隧道。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例提供了一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，包括支撑部件1、盖板2、围檩3和横撑5；

支撑部件1用于设置在隧道6的两侧，隧道6每侧的支撑部件1包括至少两根桩体，至少两根桩体沿隧道6长度方向间隔设置；

具体的，桩体可以为钢筋混凝土桩或钢板桩，实际情况应根据地层性质进行选择，本申请中桩体采用SMW工法桩，SMW工法桩桩体为“H型钢+水泥搅拌桩”，应根据实际情况选择是否施工水泥搅拌桩，若地层较好且地下水不发育则取消水泥搅拌桩；

桩体沿隧道6轴线方向间距为1m，H型钢规格为300×300(高度×宽度)，插入方向垂直向下，高度方向垂直于隧道走向，竖向深度为隧道6基底以下0.5倍洞径处；可以在保障隧道6开挖时近接公路路基的稳定性同时，缩短工期，经济实用；

隧道6两侧的桩体距离隧道6两腰约1m；

横撑5设置在隧道6两侧的支撑部件之间，且横撑5位于隧道6上方，横撑5沿隧道6宽度方向设置，横撑5的数量为至少两个，至少两个横撑5沿隧道6长度方向间隔设置，

横撑5和桩体之间设有围檩3，具体的，围檩3位于桩体顶部，与桩体上表面齐平，沿隧道6轴线方向设置；围檩3沿垂直于隧道6轴线方向高度为0.474m，且沿隧道6轴线方向长度与桩体布置范围相同，宜为4m一段；

围檩3包括工字钢，工字钢的两端设有连接缀板，具体的，围檩3采用“双拼工字钢+缀板”的型式，双拼工字钢型号为I45b，缀板宽度为12cm，厚度为1.2cm；

施做围檩3前，需开挖桩基内侧部分土层条带，预留围檩3施工空间；

围檩3的两侧通过连接装置4分别与横撑5和桩体连接，或者围檩3的两侧分别与横撑5和桩体焊接；

连接装置4包括L型角钢和紧固件；

围檩3与桩体连接一侧上，L型角钢的一侧与围檩3通过紧固件连接，L型角钢的另一侧与桩体通过紧固件连接；

围檩3与横撑5连接一侧上，L型角钢的一侧与围檩3通过紧固件连接，L型角钢的另一侧与横撑5通过紧固件连接；

具体的，紧固件为螺栓；

具体的，开挖横撑5所在位置条带土层，横撑5沿隧道6横断面方向设置，横撑5左右两端与围檩3通过连接装置4连接，上部与围檩3上表面齐平，可最大限度缩短工期，同时保证横撑5强度，横撑5沿隧道6轴线方向间距为2m，可根据地层情况适当调整间距；

横撑5采用H型钢，H型钢规格为200×200(高度×宽度)；

盖板2设置在横撑5的顶部，且盖板2的两端部分别伸出桩体外侧，具体的，盖板2上表面与横撑5上表面平行，为厚1.8cm的钢板；可以在保证承力结构完整性的前提下，大幅度缩短工期，提高施工效率；

盖板2分节拼接，每节沿隧道6方向长度为4m；盖板2宽度稍稍超出两边桩体，宜为50cm。

本实施例还提供了一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：采用SMW工法桩将桩体设置在隧道6的两侧；

具体的，施作步骤S1之前，进行测量放样，在下方隧道6与上方既有公路交界处进行测量放样，根据桩基的布置方式(成排布置)和相邻间隔要求、尺寸等，进行桩位标定；

采用SMW工法钢板桩，根据实际情况选择是否施工水泥搅拌桩，若地层较好且地下水不发育则取消水泥搅拌桩，桩体沿隧道6轴线方向间距为1m，H型钢规格为300×300(高度×宽度)，插入方向垂直向下，高度方向垂直于隧道6走向，竖向深度为隧道6基底以下0.5倍洞径处；

S2：在隧道6两侧的桩体的内侧施作围檩3；

具体的，施做围檩3前，需开挖桩基内侧部分土层条带，预留围檩3施工空间；围檩3采用H型钢；围檩3位于桩体顶部，与桩体上表面齐平，围檩3沿垂直于隧道轴线方向高度为0.474m，且沿隧道6轴线方向长度与桩体布置范围相同，宜为4m一段；围檩3采用“双拼工字钢+缀板”的型式，双拼工字钢型号为I45b，缀板宽度为12cm，厚度为1.2cm；围檩3与钢板桩1之间使用连接装置2连接；连接装置2为螺栓连接或焊接；

S3：施作横撑5，横撑5两端通过连接装置4与围檩3连接；

具体的，开挖横撑5所在位置条带土层，施作横撑5，横撑5采用H型钢，H型钢规格为200×200(高度×宽度)，横撑5左右两端通过连接装置4与围檩3连接，上部与围檩3上表面齐平，连接装置4由L型角钢和螺栓构成，横撑5沿隧道6轴线方向间距为2m，实际施工可根据地层情况调整间距；

S4：在横撑5的上方设置盖板2，盖板2的两端伸出桩体外侧，盖板2施作完毕后，恢复地面交通；

具体的，于横撑5上方设置盖板2，盖板2采用1.8cm厚的钢板，上表面与横撑5上表面平行，左右两端超出桩体外侧50cm，盖板2分节拼装，每节沿隧道轴线方向长度为4m，盖板2施作完成后，即恢复地面交通；

S5：采用台阶法开挖下方隧道6；

具体的，采用台阶法开挖下方隧道6，同时隧道6衬砌强度应能满足上部公路荷载的要求，以保证上部围护结构及钢板拆除后能独自承受公路附加荷载；

S6：隧道6施工完毕后，拆除盖板2和横撑5，并回填入土，回填完成后施作公路路基和路面；

具体的，隧道6施工完成后，拆除盖板2和横撑5，并回填入土，必要时可拔除桩体中的H型钢，桩孔内回填入水泥砂浆，回填完成后施做公路路基和路面。

本实施例提供的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构及施工方法的有益效果在于：

在隧道6两侧的支撑部件1能够保障隧道6开挖时公路路基的稳定性，隧道6两侧的支撑部件1之间设有横撑5，且盖板2覆盖在横撑5的顶部在保证承力结构强度的同时还可以减小盖板2的挠度，并承受上部附加荷载，并且施工完毕后，横撑5和盖板2可以拆除重复利用，节约了成本，经济实用，该承力结构不仅可以支撑上部车辆荷载，还可以起到围护作用，在下部隧道6开挖卸载时，承受一定的水平方向力，保证下方隧道6开挖的顺利进行，此外，由于隧道6上部已经设有承力结构，下部隧道6暗挖时可以减少超前支护的强度，进一步节省成本；

桩体采用施工场地受限较小且易于施工的SMW工法桩，施工效率高，可以保证承力结构功能性和安全性的前提下，最大程度地缩短工期，同时可以在隧道6贯通后拔出重复利用，节省投资；

该施工方法在盖板2施作完成后，路面交通即可恢复，下方隧道6即可施工，本方案施工周期短，可在最大程度缩短工期的前提下，保证下方隧道6施工的安全性与施工效率，同时将结构施工对公众生活的负面影响降到最低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，包括支撑部件(1)；

所述支撑部件(1)用于设置在隧道(6)的两侧，隧道(6)两侧的所述支撑部件(1)之间设有横撑(5)，所述横撑(5)用于设置在隧道(6)的上方；

所述横撑(5)的顶部覆盖有盖板(2)。

2.根据权利要求1所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，隧道(6)每侧的所述支撑部件(1)包括至少两根桩体，至少两根桩体沿隧道(6)长度方向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述横撑(5)沿隧道(6)宽度方向设置，所述横撑(5)的数量为至少两个，至少两个所述横撑(5)沿隧道(6)长度方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述横撑(5)与对应的所述桩体之间设有围檩(3)，所述围檩(3)包括工字钢，所述工字钢的两端设有连接缀板。

5.根据权利要求4所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述围檩(3)通过连接装置(4)分别与对应的所述横撑(5)和所述桩体连接。

6.根据权利要求5所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述连接装置(4)包括L型角钢和紧固件，所述L型角钢与所述紧固件相连。

7.根据权利要求6所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述围檩(3)的上表面与所述桩体上表面齐平，所述围檩(3)的上表面与所述横撑(5)的上表面齐平。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，其特征在于，所述盖板(2)的两端部分别伸出对应的所述支撑部件(1)外侧。

9.一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构的施工方法，其特征在于，用于施工上述权利要求8所述的一种暗挖隧道超浅埋下穿公路的承力结构，包括以下步骤：

S1：采用SMW工法桩将所述桩体设置在隧道(6)的两侧；

S2：在隧道(6)两侧的所述桩体的内侧施作所述围檩(3)；

S3：施作所述横撑(5)，所述横撑(5)两端通过所述连接装置(4)与所述围檩(3)连接；

S4：在所述横撑(5)的上方设置所述盖板(2)，所述盖板(2)的两端伸出所述桩体外侧，所述盖板(2)施作完毕后，恢复地面交通；

S5：采用台阶法开挖下方隧道(6)；

S6：隧道(6)施工完毕后，拆除所述盖板(2)和所述横撑(5)，并回填入土，回填完成后施作公路路基和路面。

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