CN113374496A - 上穿越隧道结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的上穿越隧道结构及施工方法，该上穿越隧道结构包括靠近该既有隧道结构设置的站点地下室；与该站点地下室连通的上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道；与该站点地下室连通且平行设置于该上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的防沉降隧道；其中，该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定有多根横桩，且多根该横桩的末端延伸并固定至该防沉降隧道，该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的底部分别沿轴向间隔固定有多根竖桩，多根该竖桩向下延伸并位于该既有隧道结构的上方。本发明通过防沉降隧道与横桩和竖桩的结合，解决了现有技术中上穿越隧道的施工难以有效控制隧道沉降量的技术问题。

Description

上穿越隧道结构及施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特指一种上穿越隧道结构及施工方法。

背景技术

随着我国城市化的推进，地铁成为大中城市缓解城市拥挤的主要公共交通工具之一，由于地铁隧道大规模的发展，不断出现地铁隧道间相互近距离穿越的现象。当新建隧道近距离穿越既有地铁隧道时，必然会引起一定范围内的地层变形，对既有地铁隧道的安全产生影响。上穿越盾构施工是指在既有的地铁线之上施工另一条地铁线的作业，其难点之一在于对新旧地铁隧道沉降的控制。沉降对地铁隧道的危害非常大，过大的沉降会使隧道产生变形破坏、隧道接缝张开，影响地铁运营的安全性，因此，对穿越既有隧道的沉降控制具有重大意义。

对于新建隧道穿越既有隧道沉降的控制，现有技术中的方法一般是先对既有的地铁隧道进行加固，然后采用同步注浆的方式提高新的隧道在叠合段的强度。然而，在实际工程中受到地质结构、地面承重等多因素的影响，这种方法依然存在施工难度大、不可控因素多、前期工作繁琐等问题。

发明内容

本发明提供了一种上穿越隧道结构及施工方法，解决了现有技术中上穿越隧道的施工难以有效控制隧道沉降量的技术问题。

本发明的上穿越隧道结构，穿越设置于既有隧道结构的上方，穿越设置于既有隧道结构的上方，该既有隧道结构包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，该上穿越隧道结构包括：

靠近该既有隧道结构设置的站点地下室；

与该站点地下室连通的上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道，该上穿越顺行隧道、该上穿越逆行隧道、该既有顺行隧道和该既有逆行隧道围设形成重叠区域；

与该站点地下室连通且平行设置于该上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的防沉降隧道，该防沉降隧道远离该站点地下室的一端延伸出该重叠区域；其中，

该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定有多根横桩，且多根该横桩的末端延伸并固定至该防沉降隧道，该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的底部分别沿轴向间隔固定有多根竖桩，多根该竖桩向下延伸并位于该既有隧道结构的上方。

本发明上穿越隧道结构进一步改进在于，该防沉降隧道内填充有混凝土。

本发明上穿越隧道结构进一步改进在于，该防沉降隧道的孔径小于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道，该防沉降隧道分别与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

本发明还提供了一种上穿越隧道施工方法，包括如下步骤：

在既有隧道结构的上方同时施工上穿越顺行隧道、上穿越逆行隧道和站点地下室，使该站点地下室靠近该既有隧道结构，且使该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道穿越该既有隧道结构并与该站点地下室连通；

于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道底部向下分别沿轴向间隔施工多根竖桩，且使多根该竖桩的底部高于该既有隧道结构；

该既有隧道结构包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，该上穿越顺行隧道、该上穿越逆行隧道、该既有顺行隧道和该既有逆行隧道围设形成重叠区域，自该站点地下室起于该第一隧道和该第二隧道之间平行施工防沉降隧道，直至该防沉降隧道远离该站点地下室的一端延伸出该重叠区域；

于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩，并使多根横桩的末端延伸并固定至该防沉降隧道。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩后，于该防沉降隧道内回填混凝土。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在施工该防沉降隧道时，使该防沉降隧道的孔径小于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道，并使该防沉降隧道分别与该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在施工上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道时，利用上穿越顺行隧道管片和上穿越逆行隧道管片上的注浆孔对该重叠区域及周边的土体进行注浆。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在施工上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道时，将该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道顺序分成常规段、试验段、重叠段和接收段，该重叠段位于该重叠区域，该接收段与该站点地下室连通，按照自该常规段至该接收段的顺序逐段进行施工，并对该重叠段进行重点施工。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在施工试验段时，监测实时土压力，控制出土量，调整为适应重叠段的开挖方式进行施工。

本发明上穿越隧道施工方法进一步改进在于，在施工该接收段时，于该接收段设置加固区，并使该加固区与该站点地下室相接。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明通过防沉降隧道与横桩和竖桩的结合，解决了现有技术中上穿越隧道的施工难以有效控制隧道沉降量的技术问题。本发明可以有效承载上方土体自重，减小了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间非固化土体的间距，且该方法可以在上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道之间形成“M”型承托结构，上方土体下沉时受到的承重面更大，而且横桩进一步增大了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道之间土体的强度，能够更有效地防止土体下沉。上穿隧道具有较高的防沉降强度后，可以对下方的既有隧道和地表建筑产生明显的防护作用；在站点地下室反向掘进较短的防沉降隧道，难度小、费用相对少。

附图说明

图1为既有隧道与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道位置示意图。

图2为本发明的上穿越隧道结构的结构示意图。

图3为本发明的上穿越隧道结构的横向截面图。

图4为本发明的上穿越隧道结构的轴向截面图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2和图3所示，本发明的上穿越隧道结构及施工方法，穿越设置于既有隧道结构7的上方，该既有隧道结构7包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，该上穿越隧道结构包括：

靠近该既有隧道结构7设置的站点地下室6；

与该站点地下室6连通的上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道，该上穿越顺行隧道、该上穿越逆行隧道、该既有顺行隧道和该既有逆行隧道围设形成重叠区域；

与该站点地下室6连通且平行设置于该上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的防沉降隧道4，该防沉降隧道4远离该站点地下室6的一端延伸出该重叠区域1；其中，

该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定有多根横桩10，且多根该横桩10的末端延伸并固定至该防沉降隧道4，该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的底部分别沿轴向间隔固定有多根竖桩9，多根该竖桩9向下延伸并位于该既有隧道结构7的上方。

本实施例中将站点设于距离重叠区较近的位置，使本施工方式能尽可能减少既有隧道7因新隧道开挖造成土体缺失、强度减弱等难以避免的情况，从而可以减少对既有隧道7造成的影响、提高既有隧道7抗沉降能力。在对重叠区既有隧道7的周边土体进行固化且对上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道掘进过程中进行同步浇注固化的情况下，再开设防沉降隧道4，并通过横桩10连接上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道，可以在上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间形成高强度承载体，可以有效承载上方土体自重，减小了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间非固化土体的间距，且该方法可以在上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道4之间形成“M”型承托结构，上方土体下沉时受到的承重面更大，而且横桩10进一步增大了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道4之间土体的强度，能够更有效地防止土体下沉。在上穿隧道具有较高的防沉降强度后，可以对下方的既有隧道7和地表建筑产生明显的防护作用；在站点地下室6反向掘进较短的防沉降隧道4，难度小、费用相对少。

优选的，该防沉降隧道4内填充有混凝土。

防沉降隧道4填充混凝土有利于上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的土体加固，优选用大骨料混凝土，并可根据现场实际情况增设钢筋笼。

优选的，该防沉降隧道4的孔径小于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道，该防沉降隧道4分别与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

防沉降隧道4的孔径根据往返两个隧道之间的间距和底面承重等情况而定，一般不宜大于上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道的孔径，避免掘进时对上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道的影响过大，导致隧道周围的土体发生沉降或松动。

本发明还提供了一种上穿越隧道施工方法，包括如下步骤：

如图2和图3所示，在既有隧道结构7的上方同时施工上穿越顺行隧道、上穿越逆行隧道和站点地下室6，使该站点地下室6靠近该既有隧道结构7，且使该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道穿越该既有隧道结构7并与该站点地下室6连通；

于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道底部向下分别沿轴向间隔施工多根竖桩9，且使多根该竖桩9的底部高于该既有隧道结构7；

该既有隧道结构7包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，该上穿越顺行隧道、该上穿越逆行隧道、该既有顺行隧道和该既有逆行隧道围设形成重叠区域1，自该站点地下室6起于该第一隧道和该第二隧道之间平行施工防沉降隧道4，直至该防沉降隧道4远离该站点地下室6的一端延伸出该重叠区域1；

于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩10，并使多根横桩10的末端延伸并固定至该防沉降隧道4。

如图4所示，该竖桩9优选采用MJS工法桩，隧道完成后通过盾构管片注浆孔对重叠区域1范围处的新线盾构隧道进行洞内MJS工法桩加固，并根据实际管片排布情况适当调整洞内MJS工法桩的加固范围，施工时使桩底到既有隧道7的净距大于等于0.5米，并优选加固70环盾构管片以上，以降低对既有隧道7的影响，且可减小后期新旧盾构隧道的变形。盾构机在防沉降隧道4中掘进时需要同步浇注，并可考虑在防沉降隧道4的末端进行纵向加固，也可采用竖桩进行加固，竖桩优选采用洞内MJS工法桩，以减小防沉降隧道对既有隧道7的影响。

重叠区域1施工：

根据设计及现场情况，掘进过程中让既有地铁隧道适当上抬，隧道的隆起量控制在0～3mm之间，在盾构穿越完成并且既有地铁线隧道稳定后，使最终沉降量控制在5mm范围内。

1)施工过程中刀盘及土压的计算：

正面平衡压力：

P＝k₀γh(1)

其中，P为正面平衡压力(包括地下水)；γ为土体的平均重度，取17.7kN/m3；h为隧道埋深(m)；k₀为土的侧向静止平衡压力系数，初始取值为0.7，需根据试推进段的反馈数据修正。

盾构在掘进施工中均可参照以上方法来获得正面平衡压力的设定值。具体施工时，正面平衡压力的设定值，应根据盾构埋深、所在位置的土层状况以及监测数据进行实时优化调整，每次调整的幅度为0.01MPa。

实施例中在隧道埋深h为13.81m时，将k₀＝0.7，γ＝17.7，h＝13.81代入公式(1)中，计算正面平衡压力P，盾构穿越既有隧道理论土压力(正面平衡压力)计算值为：

P＝0.7×17.7×13.81＝0.171(MPa)

2)出土量控制

根据盾构及管片之间的建筑间隙及各土层特性合理控制出土量，大约为开挖断面的99％～100％，每环理论出土量为38.10m³。

3)推力及推进速度

盾构掘进速度控制在1～2cm/min，尽量保持推进速度稳定，确保盾构均衡、匀速地穿越既有地铁线，以减少对周边土体的扰动影响，从而减少盾构机掘进过程中对其他结构产生不利影响。

根据区间隧道穿越时的埋深及穿越地质物理力学参数，对实施例中盾构施工中的最大推力F进行理论计算。

F＝F1+F2+F3＝15035.6kN。

其中，F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力；F2为刀盘上的水平推力引起的推力；F3为切土所需的推力。

4)同步注浆和二次注浆

当盾构推进至重叠区域1时的上部土层已经变化为淤泥质粘土，管片上浮量可能会有所增加，此处应按照每推进一环同步注浆量为2.1m³作为基准值来控制，且根据试验段3的上浮情况再调整。

为控制土体后期沉降量，应根据监测数据情况，采用在脱出盾尾隧道管片四周补充压注浆液的方法，对隧道内盾构穿越后的土体进行加固。注浆采用“少量多次”的原则，尽量减少单次注浆带来的扰动，并且需要长期观测土体沉降情况，直到土体沉降达到一个比较稳定的状态。

5)盾构姿态控制

盾构在重叠区域1区域推进时，盾构机的纠偏控制尤为重要。盾构的曲线推进实际上是处于曲线的切线上，因此推进的关键是确保对盾构的头部控制。由于在曲线推进的过程中盾构机的每一环都在纠偏，因此必须做到勤测缓纠，每次的纠偏量应控制在2-3mm/环，单次高程坡度纠偏量不超过1‰，多注意观察管片与盾壳的间隙，采用稳坡法、缓坡法推进，确保楔形块的环面始终处于曲率半径的径向竖直面内。除了考虑管片的楔形量调整，为控制管片的位移量，管片纠偏还可以适当加贴软木楔子，从而达到有效地控制轴线和地层变形的目的，以减少盾构施工对既有地铁隧道隧道和地面建筑物

6)盾尾防渗漏

盾构始发前，为确保盾尾的密封防水效果，应该向盾尾钢刷之间嵌填盾尾油脂，盾尾油脂采用进口油脂，确保密封效果良好，油脂嵌填要均匀、密实，确保每台盾尾油脂嵌填量不小于300kg，而且盾尾油脂需要定期、定量、均匀地进行补充；

确保同步注浆的质量，控制注浆压力，以免浆液进入盾尾，造成盾尾密封装置被击穿，引起土体中的水跟着漏入隧道，盾尾密封性能降低；

控制盾构推进姿态及轴线，确保盾构四周间隙均匀，防止间隙过小时盾尾刷摩擦管片发生破坏；

管片居中拼装，以防盾构与管片之间的建筑空隙过分增大、降低盾尾密封效果，引发盾尾漏泥、漏水；

为防止盾尾漏泥、漏水，必要时可在管片背部整圈垫放海绵，封堵管片与盾构间的间隙；

必要时，可每隔一定的距离压注一圈聚氨酯，作为止水保护圈。

8)控制管片上浮

依据每日20环测量上浮情况，准确控制同步浆液注入量；

依据每日20环测量上浮情况，将管片姿态控制在合理值，并合理选择管片拼装点位，保证盾尾间隙适宜，避免因管片脱出盾尾后上浮量过大导致被动约束盾构机姿态不易控制；

严格控制同步浆液质量，每车同步浆液进场时都要进行塌落度检测，并留取小样观察初凝值；

在穿越段内当管片上浮量较大时(一般24h内大于30mm，48小时内大于40mm)，考虑采用2次注浆，在盾尾后6环管片顶部跳环注双液浆，每孔0.5方。

优选的，在于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩10后，于该防沉降隧道4内回填混凝土。

在防沉降隧道4对应位置的上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道内部横向打入多根部分伸入防沉降隧道4内的横桩10，待横桩10与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道洞壁固化并密封后，再对防沉降隧道4进行回填固化，过程中须确保横桩10嵌入回填的骨料内，以形成与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的防沉降联合承载体。

优选的，在施工该防沉降隧道4时，使该防沉降隧道4的孔径小于该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道，并使该防沉降隧道4分别与该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

防沉降隧道4的开挖入口在施工站点时预留，且到上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道的距离大于等于一米，以降低防沉降隧道4开挖时对上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道的影响。当防沉降隧道4的直径较大时，则可考虑该使防沉降隧道4与地连墙连接成一体，这时加固区8与防沉降隧道4的回填体也连接成一体，否则防沉降隧道4应该独立存在，以避免防沉降隧道4对地连墙的危害。防沉降隧道4单独存在的方式为：防沉降隧道4的固化体与加固区8之间被土体分隔成两个独立部分，此时，防沉降隧道4的两端均需要纵向打桩以提高其纵向抗沉降强度和与土体的纵向剪切强度。

优选的，在施工上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道时，利用上穿越顺行隧道管片和上穿越逆行隧道管片上的注浆孔对该重叠区域1内及周边的土体进行注浆。

为控制土体后期沉降量，应根据实时监测数据情况，采用在脱出盾尾隧道管片四周补充压注浆液的方法，对隧道内盾构穿越后的土体进行注浆加固。注浆采用“少量多次”的原则，尽量减少单次注浆带来的扰动，并且需要长期观测土体沉降情况，直到土体沉降达到一个比较稳定的状态。

优选的，在施工上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道时，将该上穿越顺行隧道和该上穿越逆行隧道顺序分成常规段、试验段3、重叠段和接收段2，所述重叠段位于所述重叠区域1，该接收段2与该站点地下室6连通，按照自该常规段至该接收段的顺序逐段进行施工，并对该重叠段进行重点施工。

将上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道分为依次连通的常规段5、试验段3、重叠区域1和接收段2，该接收段2与站点地下室6连通，该接收段2包括加固区8，该加固区8在施工站点地下室6时进行了土体的加固处理，优选采用三轴搅拌桩和高压旋喷桩进行加固，防沉降隧道4的一端设有竖桩加固，另一端与加固区相接，使防沉降隧道4的两端分别受到加固区8和竖桩的双重支撑。

优选的，在施工试验段3时，监测实时土压力，控制出土量，调整为适应重叠区域1的开挖方式进行施工。

试验段3施工：

1)土压力设定及出土量控制

根据中心埋深及侧向系数、土壤容重推算出每环的土压力(正面平衡压力)预设数值，通过地面监测情况反馈调整。根据盾构和管片之间的建筑间隙以及各土层的特性，合理地控制出土量，出土量大约为开挖断面的98％～100％。

2)盾构机的推进及纠偏

盾构机在试验段3推进时，推进速度宜为3～4cm/min。预先计算好每环的楔形量，并在盾构推进时预先控制。需纠偏时不急纠、不猛纠，根据自动测量系统反馈数据进行实时纠偏，单次平面纠偏量控制在5mm/环内、单次高程坡度纠偏量不超过1‰。多注意观察管片与盾壳的间隙，采用稳坡法、缓坡法推进，以减少对地面的影响。

3)同步注浆

在盾构机推进时采用厚浆浆液进行同步注浆。通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。同步注浆量一般为建筑空隙的125％左右，即每推进一环同步注浆量约为2.4m³。施工过程中应根据管片脱出盾尾后的上浮量及后期地面沉降值在调整注浆量和注浆比例。

4)盾尾油脂

定期、定量、均匀地压注盾尾油脂：根据现场具体情况优选为每环压注25kg，盾尾油脂桶的高度为80cm，每桶油脂重量为200kg，则计算得出盾尾油脂每厘米的重量为2.5kg，即每环压注10cm。盾尾油脂可有效保护盾尾，隔绝泥浆，防止泥水和泥浆的渗入，保障盾构的顺利推进，对钢丝刷和钢结构有防锈、防腐蚀和减少磨损的效果。

优选的，在施工该接收段时，于该接收段2设置加固区8，并使该加固区8与该站点地下室6相接。

接收段2施工：

盾构穿越重叠区后便进入接收阶段，该阶段双重风险叠加，增加了施工难度。盾构机通过穿越区后，按照2～3环/天的速度继续推进。

此时盾构接收三轴搅拌桩施工已在站点地下室6施工时加固完成，高压旋喷桩也已经加固完成，盾构接收前将对地基加固质量(三轴搅拌桩、高压旋喷桩)进行取芯检测，加固强度达到设计要求后，再进行接收施工。如果地基加固效果没有达到预定要求，则采取补加固措施直至合格。

1)当盾构机推进至距离洞门100环时，需对盾构进行贯通前定向测量，确定盾构姿态及推进环号的实际里程。盾构接收前，应提前50环对洞门直径进行米字型放样复核，按照设计轴线与洞门交汇点坐标及高程进行放样并做好标识点。若洞门偏差过大，需重新设计调整轴线，按照新轴线恢复掘进，确保盾构顺利接收。

2)当盾构机到达接收加固区8外2m时，此时盾构机进入接收状态，接收井盾构基座安装、洞门密封装置、应急抢险物资等接收准备工作应当全部就绪。

3)当盾构机切口到达加固区8时，应加强对刀盘前方加固土体改良，使加固土体以流塑状排出，避免因加固土体改良不足造成螺旋机卡死，影响接收施工。另外，此阶段应控制好刀盘扭矩小于设计值的70％，刀盘转速采用最高转速，以1cm/min的推进速度低速掘进，出土量控制为理论出土量的98％，总推力应控制≤10000kN。

4)当盾构机刀盘进入加固区8时，上部土压力逐步调整为0，观察左右土压力平均值来对盾构机进行控制，中心土压力控制在0.1MPa以内，并根据出土量及总推力情况逐步下调。同步注浆量与正常段掘进相同。

5)当盾构机切口接触地连墙时，此时，土压力控制由中心土压力控制调整至下部土压力控制。在盾构后6-8环处打三道环箍进行注浆，注浆液为双液浆，环箍注浆为4孔/环，每环注浆量为0.4～0.5m³，可根据注浆压力及时调整注浆量。在环箍注浆完成初凝后将土压力调整为0，出空土仓。隧道内最后10环管片纵向螺栓采用10#槽钢进行拉条施工，槽钢共分四道(封顶及腰部)，目的是防止盾尾在脱出管片后，管片环与环之间间隙被拉大，造成渗水或漏泥。

6)当盾尾到达加固区8内时，考虑到加固区8土体较硬，自立性好，此阶段同步注浆量填充率调整为建筑空隙的100％，控制同步注浆压力≤0.2MPa，最后4环管片停注同步浆。因接收洞圈大于盾构壳体，且盾构前至盾尾后部仍然存在水土通道，所以应保证盾构机尽快推进到一次接收的位置，不应停下进行二次注浆。

7)当盾构机盾尾到达地连墙位置时，盾构机停止掘进，进行第一次封洞门，将盾构机壳体与钢洞圈用1cm厚弧形钢板进行焊接。钢板焊接完毕后，将盾尾后方未进行过二次注浆的管片从后向前依次打环箍进行注浆，注浆液为双液浆，环箍注浆为4孔/环，每环注浆量为0.4～0.5m³，可根据注浆压力及时调整注浆量，压注顺序为从下到上。为防止浆液在土体中的流动路径过长，浆液初凝时间不能过长。然后再通过洞门圈预留注浆孔使用单液浆进行填充，因单液浆流动性好，能够填补双液浆环箍无法填满的缝隙。当封门钢板处略有鼓胀或顶部观察缝有水泥浆渗出时停止注浆，当浆液初凝后，盾构机一次接收结束。

8)在第一次接收注浆施工完成后，在弧形钢板上开孔观察。在确保注浆效果良好以及第二次接收安全的情况下，去除弧形钢板与盾壳的焊接，开始第二次接收施工。第二次接收时，使用弧形钢板将洞圈与特殊环管片焊接成一个整体，焊缝要求满焊，并在洞圈顶部位置留下一处小观察缝。焊接完成后向洞门圈内灌注单液浆，根据注浆压力、洞圈顶部观察缝渗浆情况等综合评估注浆状态，直至注浆饱满，将洞圈顶部观察缝焊封死，完成接收段2施工。

本发明通过防沉降隧道与横桩和竖桩的结合，解决了现有技术中上穿越隧道的施工难以有效控制隧道沉降量的技术问题。本发明可以有效承载上方土体自重，减小了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间非固化土体的间距，且该方法可以在上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道之间形成“M”型承托结构，上方土体下沉时受到的承重面更大，而且横桩进一步增大了上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道与防沉降隧道之间土体的强度，能够更有效地防止土体下沉。上穿隧道具有较高的防沉降强度后，可以对下方的既有隧道和地表建筑产生明显的防护作用；在站点地下室反向掘进较短的防沉降隧道，难度小、费用相对少。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种上穿越隧道结构，穿越设置于既有隧道结构的上方，所述既有隧道结构包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，其特征在于，所述上穿越隧道结构包括：

靠近所述既有隧道结构设置的站点地下室；

与所述站点地下室连通的上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道，所述上穿越顺行隧道、所述上穿越逆行隧道、所述既有顺行隧道和所述既有逆行隧道围设形成重叠区域；

与所述站点地下室连通且平行设置于所述上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的防沉降隧道，所述防沉降隧道远离所述站点地下室的一端延伸出所述重叠区域；其中，

所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定有多根横桩，且多根所述横桩的末端延伸并固定至所述防沉降隧道，所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道的底部分别沿轴向间隔固定有多根竖桩，多根所述竖桩向下延伸并位于所述既有隧道结构的上方。

2.根据权利要求1所述的上穿越隧道结构，其特征在于，所述防沉降隧道内填充有混凝土。

3.根据权利要求1所述的上穿越隧道结构，其特征在于，所述防沉降隧道的孔径小于所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道，所述防沉降隧道分别与上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

4.一种上穿越隧道施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

在既有隧道结构的上方同时施工上穿越顺行隧道、上穿越逆行隧道和站点地下室，使所述站点地下室靠近所述既有隧道结构，且使所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道穿越所述既有隧道结构并与所述站点地下室连通；

于所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道底部向下分别沿轴向间隔施工多根竖桩，且使多根所述竖桩的底部高于所述既有隧道结构；

所述既有隧道结构包括既有顺行隧道和既有逆行隧道，所述上穿越顺行隧道、所述上穿越逆行隧道、所述既有顺行隧道和所述既有逆行隧道围设形成重叠区域，自所述站点地下室起于所述第一隧道和所述第二隧道之间平行施工防沉降隧道，直至所述防沉降隧道远离所述站点地下室的一端延伸出所述重叠区域；

于所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩，并使多根横桩的末端延伸并固定至所述防沉降隧道。

5.根据权利要求4所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在于所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道的相对内侧分别沿轴向间隔固定多根横桩后，于所述防沉降隧道内回填混凝土。

6.根据权利要求4所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在施工所述防沉降隧道时，使所述防沉降隧道的孔径小于所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道，并使所述防沉降隧道分别与所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道之间的净距大于等于一米。

7.根据权利要求4所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在施工上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道时，利用上穿越顺行隧道管片和上穿越逆行隧道管片上的注浆孔对所述重叠区域及周边的土体进行注浆。

8.根据权利要求4所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在施工上穿越顺行隧道和上穿越逆行隧道时，将所述上穿越顺行隧道和所述上穿越逆行隧道顺序分成常规段、试验段、重叠段和接收段，所述重叠段位于所述重叠区域，所述接收段与所述站点地下室连通，按照自所述常规段至所述接收段的顺序逐段进行施工，并对所述重叠段进行重点施工。

9.根据权利要求8所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在施工试验段时，监测实时土压力，控制出土量，调整为适应重叠段的开挖方式进行施工。

10.根据权利要求8所述的上穿越隧道施工方法，其特征在于，在施工所述接收段时，于所述接收段设置加固区，并使所述加固区与所述站点地下室相接。

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