CN112727484B - 一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，包括土体内上下平行叠交的两条隧道，分别为上部顶管通道和下部盾构隧道，上部顶管通道的通道中线和下部盾构隧道的隧道中线上下正对并且空间平行设置。在盾构掘进施工之前先施工顶管工作井的部分围护结构，该部分围护结构按施工区域分为盾构影响区和非盾构影响区，盾构机刀盘切削的围护结构影响区域即盾构影响区采用玻璃纤维筋混凝土材料，有针对性的对围护结构进行设计。本发明能够较好地解决顶管管节不均匀沉降带来的漏水等质量通病，适用于城市闹市区地下管线复杂、可利用空间紧张的地铁施工，具有显著的经济效益。

Description

一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造及其施工方法

技术领域

本发明属于地下隧道施工领域，特别是一种采用顶管、盾构不同工艺的上下平行叠交隧道构造及其施工方法。

背景技术

随着经济的快速发展和基础设施行业的腾飞，同一城市中多条规划地铁相交织，相应的地铁密度越来越大，施工环境越来越复杂，伴随而来的施工难度和风险越来越高，地铁车站换乘通道与区间的上下平行叠交也不可避免地越来越多。

上下平行叠交隧道的施工工艺及施工顺序的选择决定着施工质量的好坏、工期和成本的控制，甚至影响后续地铁的运行，容易发生如盾构隧道的上浮、顶管通道的不均匀变形和漏水等施工质量问题。

特别是现有的施工方法一般为在一条已经成型运行的隧道基础上，再施工另一条隧道，对上下平行叠交的隧道同时施工的工程已不具有可参考性。

发明内容

本发明的目的是提供一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造及其施工方法，解决现有的上下平行叠交隧道的施工工艺及施工顺序选择不当影响后续地铁的运行，易发生盾构隧道的上浮、顶管通道的不均匀变形和漏水等施工质量问题的技术问题，还要解决现有的施工方法无法应用在上下平行叠交的隧道同时施工工程中的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，位于先期施工完毕的地铁车站一侧土体内，土体内留有车站基坑的地连墙，包括土体内上下平行叠交的两条隧道，分别为上部顶管通道和下部盾构隧道，所述上部顶管通道的通道中线和下部盾构隧道的隧道中线上下正对并且空间平行设置，

所述上部顶管通道包括始发井、接收井和连通两者的顶管顶进通道，所述始发井的外侧有始发井围护结构，所述接收井的外侧有接收井围护结构，

所述始发井包括始发井底板和始发井底板上侧四周围合的始发井内衬墙，所述始发井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置始发井前衬墙和始发井后衬墙，还包括平行顶管顶推方向设置的两片始发井侧衬墙，

所述始发井围护结构包括始发井后衬墙的双层围护结构、始发井前衬墙的双层围护结构、始发井侧衬墙的围护结构和始发井加固止水桩，

所述始发井后衬墙的双层围护结构包括始发井后衬墙基坑支护墙和始发井后衬墙基坑土体加固桩，始发井后衬墙基坑支护墙位于背基坑方向的始发井后衬墙后侧土体内、紧贴始发井后衬墙通长设置，始发井后衬墙基坑支护墙的深度为所处始发井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述始发井后衬墙基坑土体加固桩位于背基坑方向的始发井后衬墙基坑支护墙后侧土体内，紧贴始发井后衬墙基坑支护墙通长设置，始发井后衬墙基坑土体加固桩的加固深度向下超过始发井底板的底标高至少3m，

所述始发井前衬墙的双层围护结构包括始发井前衬墙基坑支护墙和始发井前衬墙基坑土体加固桩，始发井前衬墙基坑支护墙位于背基坑方向的始发井前衬墙的前侧土体内、紧贴始发井前衬墙通长设置，始发井前衬墙基坑支护墙的支护深度为所处始发井基坑深度的1.85-2.0倍，

所述始发井前衬墙基坑土体加固桩位于背基坑方向的始发井前衬墙基坑支护墙前侧土体内、紧贴始发井前衬墙基坑支护墙，始发井前衬墙基坑土体加固桩的加固深度向下超过始发井底板至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m，

所述始发井侧衬墙的围护结构包括始发井侧衬墙基坑支护桩和始发井侧衬墙基坑止水帷幕，始发井侧衬墙基坑支护桩位于始发井侧衬墙的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙通长设置，始发井侧衬墙基坑止水帷幕位于始发井侧衬墙基坑支护桩的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙基坑支护桩通长设置，始发井侧衬墙基坑支护桩和始发井侧衬墙基坑止水帷幕的加固深度均为始发井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述始发井加固止水桩始发井加固止水桩封堵于始发井侧衬墙的围护结构的端部分别与始发井后衬墙的双层围护结构以及始发井前衬墙的双层围护结构之间的防水空隙，

所述接收井包括接收井底板和接收井底板上侧四周围合的接收井内衬墙，所述接收井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置接收井前衬墙和接收井后衬墙，还包括平行顶管顶推方向设置的两片接收井侧衬墙，所述接收井前衬墙为地铁车站预先施工完毕的地连墙的一部分，

所述接收井围护结构包括接收井后衬墙的双层围护结构、接收井侧衬墙的围护结构和接收井加固止水桩，

所述接收井后衬墙的双层围护结构包括接收井后衬墙基坑支护墙和接收井后衬墙基坑土体加固桩，接收井后衬墙基坑支护墙位于背基坑方向的接收井后衬墙后侧土体内、紧贴接收井后衬墙通长设置，接收井后衬墙基坑支护墙的支护深度为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述接收井后衬墙基坑土体加固桩位于背基坑方向的接收井后衬墙基坑支护墙后侧土体内、紧贴接收井后衬墙基坑支护墙，接收井后衬墙基坑土体加固桩的加固深度向下超过接收井底板至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m，

所述接收井侧衬墙的围护结构包括接收井侧衬墙基坑支护桩和接收井侧衬墙基坑止水帷幕，接收井侧衬墙基坑支护桩位于接收井侧衬墙的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙通长设置，接收井侧衬墙基坑止水帷幕位于接收井侧衬墙基坑支护桩的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙基坑支护桩通长设置，接收井侧衬墙基坑支护桩和接收井侧衬墙基坑止水帷幕的加固深度均为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述接收井加固止水桩封堵于接收井侧衬墙的围护结构的端部分别与接收井后衬墙的双层围护结构以及地连墙之间的防水空隙，

所述始发井后衬墙基坑支护墙、始发井前衬墙基坑支护墙和接收井后衬墙基坑支护墙均包括盾构影响区和非盾构影响区，所述盾构影响区为各墙与下部盾构隧道横截面半径外扩0.5m-1m的重叠区域，所述盾构影响区采用玻璃纤维筋混凝土材料制成，

所述下部盾构隧道包括隧道自身的盾构管片及盾构管片周围的土体加固注浆区。

所述始发井后衬墙基坑支护墙、始发井前衬墙基坑支护墙和接收井后衬墙基坑支护墙均为地连墙。

所述始发井侧衬墙基坑支护桩和接收井侧衬墙基坑支护桩均为钻孔灌注桩；所述始发井侧衬墙基坑止水帷幕、接收井侧衬墙基坑止水帷幕、始发井后衬墙基坑土体加固桩、始发井前衬墙基坑土体加固桩和接收井后衬墙基坑土体加固桩均为三轴搅拌加固桩。

所述始发井后衬墙基坑土体加固桩的加固长度为始发井后衬墙基坑支护墙在水平面的长度，始发井后衬墙基坑土体加固桩的加固宽度为至少3m；所述始发井前衬墙基坑土体加固桩的加固长度为始发井前衬墙基坑支护墙每侧外延至少4m，始发井前衬墙基坑土体加固桩的加固宽度为至少4m；

所述接收井后衬墙基坑土体加固桩的加固长度范围为接收井后衬墙基坑支护墙每侧外延至少4m，接收井后衬墙基坑土体加固桩的加固宽度为至少4m。

所述始发井侧衬墙基坑支护桩和接收井侧衬墙基坑支护桩均为钻孔灌注桩。

所述始发井加固止水桩和接收井加固止水桩均采用高压旋喷桩。

同一个加固位置的高压旋喷桩至少设置有两排。

各排桩的顶部均连接有冠梁，始发井和接收井均设有内支撑和降水井。

所述盾构管片为多孔注浆管片。

一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，管线切改及场地平整：

进行隧道各环节的施工设计，将上部顶管隧道的始发井和接收井基坑围护结构施工范围内的所有管线临时切改至影响范围以外，验收移交给产权单位后，进行场地平整；然后预制顶管管节和盾构管片，根据使用计划运至施工现场；

步骤二，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑围护结构：

测量放线，做好始发井后衬墙基坑支护墙、始发井前衬墙基坑支护墙和接收井后衬墙基坑支护墙的定位工作，根据盾构机刀盘的尺寸划定盾构影响区和非盾构影响区，分两部分进行施工，盾构影响区内围护结构采用玻璃纤维筋混凝土材料；非盾构影响区内围护结构采用钢筋混凝土材料；盾构影响区的范围为盾构隧道直径上、下、左、右各向外扩大0.5m-1m范围；

步骤三，下部盾构隧道施工：

盾构管片采用多孔注浆管片，盾构机掘进过程中进行同步注浆和二次注浆形成注浆加固区，保证盾构隧道周围土层的加固效果满足设计要求；盾构机掘进至盾构影响区时直接破除即可；

步骤四，施工与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构：

提前做好下部盾构隧道的位置复核，确定与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构位置，随后施工始发井侧衬墙基坑支护桩和接收井侧衬墙基坑支护桩；然后施工始发井侧衬墙基坑止水帷幕和接收井侧衬墙基坑止水帷幕；该步骤始发井侧衬墙基坑止水帷幕和接收井侧衬墙基坑止水帷幕均为三轴搅拌加固桩，

步骤五，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑外层加固土体：

施工始发井后衬墙基坑土体加固桩、始发井前衬墙基坑土体加固桩和接收井后衬墙基坑土体加固桩，该步骤加固桩均采用三轴搅拌加固桩加固；最后施工始发井加固止水桩和接收井加固止水桩；该步骤始发井加固止水桩和接收井加固止水桩均采用高压旋喷施工工艺；

步骤六，在始发井和接收井内进行的降水井施工，并进行降水试验；对始发井和接收井的基坑进行土方开挖及内支撑的施工；分别施工始发井和接收井的底板以及各片内衬墙；

步骤七，安装顶管机进行顶管顶推施工，在上部顶管隧道内依次对各个顶管管节进行施工：

顶推施工过程中，加强对下部盾构隧道的变形及位移监测，若盾构隧道变形和位移数据超出控制值，停止上部顶管隧道的顶推作业，及时进行下部盾构隧道的洞内深孔注浆，达到要求后，再恢复上部顶管隧道的顶推施工；

步骤八，车站过渡段结构施工：

顶管管节顶推结束后，拆解顶管机，运出场地；然后凿除顶管顶进通道与地铁车站之间的地连墙，剔凿通道连接范围内地铁车站侧墙的混凝土，清理设置在地铁车站侧墙内的预埋接驳器，然后施工防水节点，绑扎过渡结构的钢筋然后浇筑混凝土，形成供车站换乘的通道；

步骤九，将始发井和接收井的基坑进行回填，管线复位及移交。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明提出了一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造及其施工方法，能够较好地解决顶管管节不均匀沉降带来的漏水等质量通病，适用于城市闹市区地下管线复杂、可利用空间紧张的地铁施工，具有显著的经济效益。具体效果如下：

本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造中，根据后续顶管隧道施工的可能存在的风险，为保证后续盾构隧道的顺利实施，在盾构掘进施工之前先施工顶管工作井的部分围护结构，该部分围护结构按施工区域分为盾构影响区和非盾构影响区，该部分围护结构采用地连墙，盾构机刀盘切削的围护结构影响区域即盾构影响区采用玻璃纤维筋混凝土材料，有针对性的对围护结构进行设计。这种方式将顶管工作拆分成两个阶段，盾构隧道施工前，实施与盾构隧道线型垂直的围护结构，同时在盾构掘进影响范围内采用玻璃纤维筋混凝土材料。既解决因先施工盾构隧道顶管工作井围护结构不能施工的难题，又避免了盾构机刀盘磨损的弊端，降低盾构机刀盘维修保养成本，延长盾构机寿命。

本发明为避免上部顶管隧道顶推过程中，下部盾构隧道的上浮，在盾构掘进过程中进行注浆加固，包括同步注浆和深孔注浆。并且顶管始发井围护结构因盾构掘进切削，损失一定的强度，顶管顶推过程中会出现围护结构支撑反力不足的问题，为解决该问题，在顶管始发井围护结构外侧进行三轴搅拌桩的土体加固，增加支撑反力，弥补因盾构刀盘切削始发井围护结构而产生的支撑反力损失，保障顶管机的顺利顶推。

本发明将顶管工序由关键工作变为非关键工作，关键路线进行调整，节省工期三个月。这种“先下部后上部”的施工工艺安排，最大限度地避免盾构隧道对顶管通道的影响，防止顶管通道的不均匀沉降、开裂和漏水等现象发生。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的俯视图。

图2是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的纵剖图。

图3是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的始发井位置横剖图。

图4是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的接收井位置横剖图。

图5是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道始发井盾构影响区的范围示意图。

图6是本发明先盾构后顶管上下平行叠交隧道接收井盾构影响区的范围示意图。

附图标记：1－地铁车站、2－地连墙、3－下部盾构隧道、4－始发井、41－始发井后衬墙、42－始发井前衬墙、43－始发井侧衬墙、44－始发井底板、5－接收井、51－接收井后衬墙、52－接收井侧衬墙、53－接收井底板、6－顶管顶进通道、7－始发井加固止水桩始发井加固止水桩、8－始发井后衬墙基坑支护墙、9－始发井后衬墙基坑土体加固桩、10－始发井前衬墙基坑支护墙、11－始发井前衬墙基坑土体加固桩、12－始发井侧衬墙基坑支护桩、13－始发井侧衬墙基坑止水帷幕、14－接收井加固止水桩、15－接收井后衬墙基坑支护墙、16－接收井后衬墙基坑土体加固桩、17－接收井侧衬墙基坑支护桩、18－接收井侧衬墙基坑止水帷幕、19－盾构影响区、20－非盾构影响区、21－冠梁、22－内支撑、23－降水井、24－管线、25－顶管管节、26－盾构管片、27－注浆加固区。

具体实施方式

参见图1-5所示，一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，位于先期施工完毕的地铁车站1一侧土体内，土体内留有车站基坑的地连墙2，包括土体内上下平行叠交的两条隧道，分别为上部顶管通道和下部盾构隧道3，所述上部顶管通道的通道中线和下部盾构隧道的隧道中线上下正对并且空间平行设置。本工程具体要求，上部顶管通道和下部盾构隧道需要正对设置，施工顺序需要先盾构后顶管，并且两个隧道均为新建隧道，需要在同一工期内施工完成。

所述上部顶管通道包括始发井4、接收井5和连通两者的顶管顶进通道6，所述始发井的外侧有始发井围护结构，所述接收井的外侧有接收井围护结构，

所述始发井4包括始发井底板44和始发井底板上侧四周围合的始发井内衬墙，所述始发井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置始发井前衬墙42和始发井后衬墙41，还包括平行顶管顶推方向设置的两片始发井侧衬墙43，

所述始发井围护结构包括始发井后衬墙41的双层围护结构、始发井前衬墙42的双层围护结构、始发井侧衬墙的围护结构和始发井加固止水桩7。

所述始发井后衬墙41的双层围护结构包括始发井后衬墙基坑支护墙8和始发井后衬墙基坑土体加固桩9，始发井后衬墙基坑支护墙8位于背基坑方向的始发井后衬墙41后侧土体内、紧贴始发井后衬墙41通长设置，始发井后衬墙基坑支护墙8的深度为所处始发井基坑开挖深度的1.85-2.0倍。

所述始发井后衬墙基坑土体加固桩9位于背基坑方向的始发井后衬墙基坑支护墙8后侧土体内，紧贴始发井后衬墙基坑支护墙8通长设置，始发井后衬墙基坑土体加固桩9的加固深度向下超过始发井底板44的底标高至少3m。

所述始发井前衬墙42的双层围护结构包括始发井前衬墙基坑支护墙10和始发井前衬墙基坑土体加固桩11，始发井前衬墙基坑支护墙10位于背基坑方向的始发井前衬墙42的前侧土体内、紧贴始发井前衬墙42通长设置，始发井前衬墙基坑支护墙10的支护深度为所处始发井基坑深度的1.85-2.0倍。

所述始发井前衬墙基坑土体加固桩11位于背基坑方向的始发井前衬墙基坑支护墙10前侧土体内、紧贴始发井前衬墙基坑支护墙10，始发井前衬墙基坑土体加固桩11的加固深度向下超过始发井底板44至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m。

所述始发井侧衬墙43的围护结构包括始发井侧衬墙基坑支护桩12和始发井侧衬墙基坑止水帷幕13，始发井侧衬墙基坑支护桩12位于始发井侧衬墙43的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙43通长设置，始发井侧衬墙基坑止水帷幕13位于始发井侧衬墙基坑支护桩12的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙基坑支护桩12通长设置，始发井侧衬墙基坑支护桩12和始发井侧衬墙基坑止水帷幕13的加固深度均为始发井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述始发井加固止水桩始发井加固止水桩7封堵于始发井侧衬墙43的围护结构的端部分别与始发井后衬墙41的双层围护结构以及始发井前衬墙42的双层围护结构之间的防水空隙。

所述接收井5包括接收井底板53和接收井底板上侧四周围合的接收井内衬墙，所述接收井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置接收井前衬墙和接收井后衬墙51，还包括平行顶管顶推方向设置的两片接收井侧衬墙52，所述接收井前衬墙为地铁车站预先施工完毕的地连墙2的一部分。

所述接收井围护结构包括接收井后衬墙51的双层围护结构、接收井侧衬墙52的围护结构和接收井加固止水桩14。

所述接收井后衬墙51的双层围护结构包括接收井后衬墙基坑支护墙15和接收井后衬墙基坑土体加固桩16，接收井后衬墙基坑支护墙15位于背基坑方向的接收井后衬墙51后侧土体内、紧贴接收井后衬墙51通长设置，接收井后衬墙基坑支护墙15的支护深度为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述接收井后衬墙基坑土体加固桩16位于背基坑方向的接收井后衬墙基坑支护墙15后侧土体内、紧贴接收井后衬墙基坑支护墙15，接收井后衬墙基坑土体加固桩16的加固深度向下超过接收井底板53至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m。

所述接收井侧衬墙52的围护结构包括接收井侧衬墙基坑支护桩17和接收井侧衬墙基坑止水帷幕18，接收井侧衬墙基坑支护桩17位于接收井侧衬墙52的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙52通长设置，接收井侧衬墙基坑止水帷幕18位于接收井侧衬墙基坑支护桩17的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙基坑支护桩17通长设置，接收井侧衬墙基坑支护桩17和接收井侧衬墙基坑止水帷幕18的加固深度均为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍。

所述接收井加固止水桩14封堵于接收井侧衬墙52的围护结构的端部分别与接收井后衬墙51的双层围护结构以及地连墙2之间的防水空隙。

所述始发井后衬墙基坑支护墙8、始发井前衬墙基坑支护墙10和接收井后衬墙基坑支护墙15均包括盾构影响区19和非盾构影响区20，所述盾构影响区为各墙与下部盾构隧道3横截面半径外扩0.5-1m的圆截面的重叠区域，所述盾构影响区采用玻璃纤维筋混凝土材料制成。

所述下部盾构隧道3包括隧道自身的盾构管片26及盾构管片周围的土体加固注浆区27。所述盾构管片为多孔注浆管片。

本实施例中，所述始发井后衬墙基坑支护墙8、始发井前衬墙基坑支护墙10和接收井后衬墙基坑支护墙15均为地下连续墙。

本实施例中，所述始发井侧衬墙基坑支护桩12和接收井侧衬墙基坑支护桩17均为钻孔灌注桩；所述始发井侧衬墙基坑止水帷幕13、接收井侧衬墙基坑止水帷幕18、始发井后衬墙基坑土体加固桩9、始发井前衬墙基坑土体加固桩11和接收井后衬墙基坑土体加固桩16均为三轴搅拌加固桩。

本实施例中，所述始发井加固止水桩7和接收井加固止水桩14均采用高压旋喷桩，同一个加固位置的高压旋喷桩至少设置有两排；本实施例中，各排桩的顶部均连接有冠梁21，始发井和接收井均设有内支撑22和降水井23。

本实施例中，所述始发井后衬墙基坑土体加固桩9的加固长度为始发井后衬墙基坑支护墙8在水平面的长度，始发井后衬墙基坑土体加固桩9的加固宽度为至少3m；所述始发井前衬墙基坑土体加固桩11的加固长度为始发井前衬墙基坑支护墙10每侧外延至少4m，始发井前衬墙基坑土体加固桩11的加固宽度为至少4m；所述接收井后衬墙基坑土体加固桩16的加固长度范围为接收井后衬墙基坑支护墙15每侧外延至少4m，接收井后衬墙基坑土体加固桩16的加固宽度为至少4m。

始发井后衬墙基坑土体加固桩9的加固宽度小于始发井前衬墙基坑土体加固桩11的加固宽度是由于两者虽然都为三轴搅拌加固桩加固，但是在整体结构中起不同的作用。始发井后衬墙基坑土体加固桩9是为了保证顶管工作井围护结构中具有可靠的稳定性，为顶管过程中持续提供稳定的反力支撑，而始发井前衬墙基坑土体加固桩11和接收井后衬墙基坑土体加固桩16均是为了进行土体改良，防止顶管顶推出始发井和到达接收井两个过程中，因漏水而造成涌水、涌砂淹没工作井的安全事故，因此加固范围较大。

这种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，管线切改及场地平整：

进行隧道各环节的施工设计，将上部顶管隧道的始发井4和接收井5基坑围护结构施工范围内的所有管线24临时切改至影响范围以外，验收移交给产权单位后，进行场地平整；然后预制顶管管节25和盾构管片26，根据使用计划运至施工现场。

步骤二，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑围护结构：

测量放线，做好始发井后衬墙基坑支护墙8、始发井前衬墙基坑支护墙10和接收井后衬墙基坑支护墙15的定位工作，根据盾构机刀盘的尺寸划定盾构影响区19和非盾构影响区20，分两部分进行施工，盾构影响区内围护结构采用玻璃纤维筋混凝土材料；非盾构影响区内围护结构采用钢筋混凝土材料；盾构影响区的范围为盾构隧道直径上、下、左、右各向外扩大0.5m-1m范围。

步骤三，下部盾构隧道施工：

盾构管片采用多孔注浆管片，盾构机掘进过程中进行同步注浆和二次注浆形成注浆加固区27，保证盾构隧道周围土层的加固效果满足设计要求；盾构机掘进至盾构影响区时直接破除即可。

步骤四，施工与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构：

提前做好下部盾构隧道的位置复核，确定与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构位置，随后施工始发井侧衬墙基坑支护桩12和接收井侧衬墙基坑支护桩17；然后施工始发井侧衬墙基坑止水帷幕13和接收井侧衬墙基坑止水帷幕18；该步骤始发井侧衬墙基坑止水帷幕13和接收井侧衬墙基坑止水帷幕18均为三轴搅拌加固桩。

步骤五，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑外层加固土体：

施工始发井后衬墙基坑土体加固桩9、始发井前衬墙基坑土体加固桩11和接收井后衬墙基坑土体加固桩16，该步骤加固桩均采用三轴搅拌加固桩加固；最后施工始发井加固止水桩7和接收井加固止水桩14；该步骤始发井加固止水桩7和接收井加固止水桩14均采用高压旋喷施工工艺。

步骤六，在始发井4和接收井5内进行的降水井23施工，并进行降水试验；对始发井4和接收井5的基坑进行土方开挖及内支撑22的施工；分别施工始发井4和接收井5的底板以及各片内衬墙。

步骤七，安装顶管机进行顶管顶推施工，在上部顶管隧道内依次对各个顶管管节进行施工：

顶推施工过程中，加强对下部盾构隧道的变形及位移监测，若盾构隧道变形和位移数据超出控制值，停止上部顶管隧道的顶推作业，及时进行下部盾构隧道的洞内深孔注浆，达到要求后，再恢复上部顶管隧道的顶推施工。

步骤八，车站过渡段结构施工：

顶管管节25顶推结束后，拆解顶管机，运出场地；然后凿除顶管顶进通道与地铁车站之间的地连墙2，剔凿通道连接范围内地铁车站侧墙的混凝土，清理设置在地铁车站侧墙内的预埋接驳器，然后施工防水节点，绑扎过渡结构的钢筋然后浇筑混凝土，形成供车站换乘的通道。

步骤九，将始发井和接收井的基坑进行回填，管线24复位及移交。

Claims (10)

1.一种先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，位于先期施工完毕的地铁车站（1）一侧土体内，土体内留有车站基坑的地连墙（2），其特征在于：包括土体内上下平行叠交的两条隧道，分别为上部顶管通道和下部盾构隧道（3），所述上部顶管通道的通道中线和下部盾构隧道的隧道中线上下正对并且空间平行设置，

所述上部顶管通道包括始发井（4）、接收井（5）和连通两者的顶管顶进通道（6），所述始发井的外侧有始发井围护结构，所述接收井的外侧有接收井围护结构，

所述始发井（4）包括始发井底板（44）和始发井底板上侧四周围合的始发井内衬墙，所述始发井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置始发井前衬墙（42）和始发井后衬墙（41），还包括平行顶管顶推方向设置的两片始发井侧衬墙（43），

所述始发井围护结构包括始发井后衬墙（41）的双层围护结构、始发井前衬墙（42）的双层围护结构、始发井侧衬墙的围护结构和始发井加固止水桩（7），

所述始发井后衬墙（41）的双层围护结构包括始发井后衬墙基坑支护墙（8）和始发井后衬墙基坑土体加固桩（9），始发井后衬墙基坑支护墙（8）位于背基坑方向的始发井后衬墙（41）后侧土体内、紧贴始发井后衬墙（41）通长设置，

所述始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）位于背基坑方向的始发井后衬墙基坑支护墙（8）后侧土体内，紧贴始发井后衬墙基坑支护墙（8）通长设置，始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）的加固深度向下超过始发井底板（44）的底标高至少3m，

所述始发井前衬墙（42）的双层围护结构包括始发井前衬墙基坑支护墙（10）和始发井前衬墙基坑土体加固桩（11），始发井前衬墙基坑支护墙（10）位于背基坑方向的始发井前衬墙（42）的前侧土体内、紧贴始发井前衬墙（42）通长设置，始发井前衬墙基坑支护墙（10）的支护深度为所处始发井基坑深度的1.85-2.0倍，

所述始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）位于背基坑方向的始发井前衬墙基坑支护墙（10）前侧土体内、紧贴始发井前衬墙基坑支护墙（10），始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）的加固深度向下超过始发井底板（44）至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m，

所述始发井侧衬墙（43）的围护结构包括始发井侧衬墙基坑支护桩（12）和始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13），始发井侧衬墙基坑支护桩（12）位于始发井侧衬墙（43）的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙（43）通长设置，始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13）位于始发井侧衬墙基坑支护桩（12）的外侧土体内、紧贴始发井侧衬墙基坑支护桩（12）通长设置，始发井侧衬墙基坑支护桩（12）和始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13）的加固深度均为始发井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述始发井加固止水桩（7）封堵于始发井侧衬墙（43）的围护结构的端部分别与始发井后衬墙（41）的双层围护结构以及始发井前衬墙（42）的双层围护结构之间的防水空隙，

所述接收井（5）包括接收井底板（53）和接收井底板上侧四周围合的接收井内衬墙，所述接收井内衬墙包括垂直顶管顶推方向设置接收井前衬墙和接收井后衬墙（51），还包括平行顶管顶推方向设置的两片接收井侧衬墙（52），所述接收井前衬墙为地铁车站预先施工完毕的地连墙（2）的一部分，

所述接收井围护结构包括接收井后衬墙（51）的双层围护结构、接收井侧衬墙（52）的围护结构和接收井加固止水桩（14），

所述接收井后衬墙（51）的双层围护结构包括接收井后衬墙基坑支护墙（15）和接收井后衬墙基坑土体加固桩（16），接收井后衬墙基坑支护墙（15）位于背基坑方向的接收井后衬墙（51）后侧土体内、紧贴接收井后衬墙（51）通长设置，接收井后衬墙基坑支护墙（15）的支护深度为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述接收井后衬墙基坑土体加固桩（16）位于背基坑方向的接收井后衬墙基坑支护墙（15）后侧土体内、紧贴接收井后衬墙基坑支护墙（15），接收井后衬墙基坑土体加固桩（16）的加固深度向下超过接收井底板（53）至少3m，顶推方向的加固厚度至少4m，

所述接收井侧衬墙（52）的围护结构包括接收井侧衬墙基坑支护桩（17）和接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18），接收井侧衬墙基坑支护桩（17）位于接收井侧衬墙（52）的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙（52）通长设置，接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18）位于接收井侧衬墙基坑支护桩（17）的外侧土体内、紧贴接收井侧衬墙基坑支护桩（17）通长设置，接收井侧衬墙基坑支护桩（17）和接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18）的加固深度均为接收井基坑开挖深度的1.85-2.0倍，

所述接收井加固止水桩（14）封堵于接收井侧衬墙（52）的围护结构的端部分别与接收井后衬墙（51）的双层围护结构以及地连墙（2）之间的防水空隙，

所述始发井后衬墙基坑支护墙（8）、始发井前衬墙基坑支护墙（10）和接收井后衬墙基坑支护墙（15）均包括盾构影响区（19）和非盾构影响区（20），所述盾构影响区为各墙与下部盾构隧道（3）横截面半径外扩0.5m-1m的重叠区域，所述盾构影响区采用玻璃纤维筋混凝土材料制成，

所述下部盾构隧道（3）包括隧道自身的盾构管片（26）及盾构管片周围的土体加固注浆区（27）。

2.根据权利要求1所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述始发井后衬墙基坑支护墙（8）、始发井前衬墙基坑支护墙（10）和接收井后衬墙基坑支护墙（15）均为地连墙。

3.根据权利要求1所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述始发井侧衬墙基坑支护桩（12）和接收井侧衬墙基坑支护桩（17）均为钻孔灌注桩；所述始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13）、接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18）、始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）、始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）和接收井后衬墙基坑土体加固桩（16）均为三轴搅拌加固桩。

4.根据权利要求3所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）的加固长度为始发井后衬墙基坑支护墙（8）在水平面的长度，始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）的加固宽度为至少3m；所述始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）的加固长度为始发井前衬墙基坑支护墙（10）每侧外延至少4m，始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）的加固宽度为至少4m；

所述接收井后衬墙基坑土体加固桩（16）的加固长度范围为接收井后衬墙基坑支护墙（15）每侧外延至少4m，接收井后衬墙基坑土体加固桩（16）的加固宽度为至少4m。

5.根据权利要求1所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述始发井侧衬墙基坑支护桩（12）和接收井侧衬墙基坑支护桩（17）均为钻孔灌注桩。

6.根据权利要求1所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述始发井加固止水桩（7）和接收井加固止水桩（14）均采用高压旋喷桩。

7.根据权利要求6所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：同一个加固位置的高压旋喷桩至少设置有两排。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：各排桩的顶部均连接有冠梁（21），始发井和接收井均设有内支撑（22）和降水井（23）。

9.根据权利要求8所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造，其特征在于：所述盾构管片为多孔注浆管片。

10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的先盾构后顶管上下平行叠交隧道构造的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，管线切改及场地平整：

进行隧道各环节的施工设计，将上部顶管隧道的始发井（4）和接收井（5）基坑围护结构施工范围内的所有管线（24）临时切改至影响范围以外，验收移交给产权单位后，进行场地平整；然后预制顶管管节（25）和盾构管片（26），根据使用计划运至施工现场；

步骤二，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑围护结构：

测量放线，做好始发井后衬墙基坑支护墙（8）、始发井前衬墙基坑支护墙（10）和接收井后衬墙基坑支护墙（15）的定位工作，根据盾构机刀盘的尺寸划定盾构影响区（19）和非盾构影响区（20），分两部分进行施工，盾构影响区内围护结构采用玻璃纤维筋混凝土材料；非盾构影响区内围护结构采用钢筋混凝土材料；盾构影响区的范围为盾构隧道直径上、下、左、右各向外扩大0.5m-1m范围；

步骤三，下部盾构隧道施工：

盾构管片采用多孔注浆管片，盾构机掘进过程中进行同步注浆和二次注浆形成注浆加固区（27），保证盾构隧道周围土层的加固效果满足设计要求；盾构机掘进至盾构影响区时直接破除即可；

步骤四，施工与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构：

提前做好下部盾构隧道的位置复核，确定与下部盾构隧道中心线平行的顶管工作井基坑围护结构位置，随后施工始发井侧衬墙基坑支护桩（12）和接收井侧衬墙基坑支护桩（17）；然后施工始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13）和接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18）；该步骤始发井侧衬墙基坑止水帷幕（13）和接收井侧衬墙基坑止水帷幕（18）均为三轴搅拌加固桩，

步骤五，施工与下部盾构隧道中心线垂直的顶管工作井基坑外层加固土体：

施工始发井后衬墙基坑土体加固桩（9）、始发井前衬墙基坑土体加固桩（11）和接收井后衬墙基坑土体加固桩（16），该步骤加固桩均采用三轴搅拌加固桩加固；最后施工始发井加固止水桩（7）和接收井加固止水桩（14）；该步骤始发井加固止水桩（7）和接收井加固止水桩（14）均采用高压旋喷施工工艺；

步骤六，在始发井（4）和接收井（5）内进行的降水井（23）施工，并进行降水试验；对始发井（4）和接收井（5）的基坑进行土方开挖及内支撑（22）的施工；分别施工始发井（4）和接收井（5）的底板以及各片内衬墙；

步骤七，安装顶管机进行顶管顶推施工，在上部顶管隧道内依次对各个顶管管节进行施工：

顶推施工过程中，加强对下部盾构隧道的变形及位移监测，若盾构隧道变形和位移数据超出控制值，停止上部顶管隧道的顶推作业，及时进行下部盾构隧道的洞内深孔注浆，达到要求后，再恢复上部顶管隧道的顶推施工；

步骤八，车站过渡段结构施工：

顶管管节（25）顶推结束后，拆解顶管机，运出场地；然后凿除顶管顶进通道与地铁车站之间的地连墙（2），剔凿通道连接范围内地铁车站侧墙的混凝土，清理设置在地铁车站侧墙内的预埋接驳器，然后施工防水节点，绑扎过渡结构的钢筋然后浇筑混凝土，形成供车站换乘的通道；

步骤九，将始发井和接收井的基坑进行回填，管线（24）复位及移交。

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