CN113605923A - 一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法，本发明涉及隧道施工技术领域；右线盾构隧道横向通道贯通连接在右线盾构隧道的侧壁上；左线盾构隧道位于右线盾构隧道的左下方；左线盾构隧道横向通道贯通连接在左线盾构隧道的侧壁上；右线盾构隧道横向通道与左线盾构隧道横向通道之间利用联络通道贯通连接；所述联络通道内设置楼梯，楼梯中连通有休息平台。能够解决左右线区间隧道大高差无法直接用横向通道联络的问题，通过合理安排各开挖施工步骤，采用刚性隔离桩与地层注浆的方式减少联络通道施工时对既有左右区间隧道的扰动，首先完成横向通道的开洞与开挖，然后再进行联络通道的开挖，并及时进行初期支护和二次衬砌浇注。

Description

一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法。
背景技术
在地铁区间隧道的联络通道设计中，一般采用横向连接的方式连接左右线区间隧道。然而，随着城市地铁的大规模建设以及地铁隧道所穿越的地下空间情况复杂性增加，出现了左右线高差较大的叠线区间隧道，无法采用横向通道直接连接。此外，由于地铁隧道穿越城市地下空间，会出现经过近临重要建筑物的情况。如何在保证近临建筑物安全的情况下，完成左右线大高差地铁叠线区间隧道联络通道的高效安全施工，成为城市地铁设计与施工中不可避免的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法，能够解决左右线区间隧道大高差无法直接用横向通道联络的问题，通过合理安排各开挖施工步骤，采用刚性隔离桩与地层注浆的方式减少联络通道施工时对既有左右区间隧道的扰动，首先完成横向通道的开洞与开挖，然后再进行联络通道的开挖，并及时进行初期支护和二次衬砌浇注。
为达到上述目的，本发明所述的地铁叠线区间隧道联络通道结构，它包含：
右线盾构隧道，该右线盾构隧道与下线盾构隧道高差较大；
右线盾构隧道横向通道，所述右线盾构隧道横向通道贯通连接在右线盾构隧道的侧壁上；
左线盾构隧道，所述左线盾构隧道位于右线盾构隧道的左下方，且右线盾构隧道与左线盾构隧道的中心线间距达到13.435m；
左线盾构隧道横向通道，所述左线盾构隧道横向通道贯通连接在左线盾构隧道的侧壁上；
联络通道，所述右线盾构隧道横向通道与左线盾构隧道横向通道之间利用联络通道贯通连接；所述联络通道内设置楼梯，楼梯设扶手及休息平台。
优选地，所述的联络通道为纵向通道，此时右线盾构隧道与左线盾构隧道的中心线间距较大，即S≥D+2×P+B，且右线盾构隧道与左线盾构隧道高差较大，即H＞(S-D-4)×tan30°，上述D为盾构隧道直径(即右线盾构隧道的直径、左线盾构隧道的直径)，P为施工安全距离，B为联络开挖宽度，H为隧道高差(即右线盾构隧道与左线盾构隧道之间的高差)，S为中心线间距；上述纵向通道呈“Z”字形结构设置，且在空间上平行于右线盾构隧道和左线盾构隧道设置；上述楼梯为单跑楼梯，且水平倾角为30°。
优选地，所述的联络通道为竖向通道，此时右线盾构隧道与左线盾构隧道的中心线间距较小，即S＜D+2×P+B，且右线盾构隧道与左线盾构隧道高差较大，即H＞(S-D-4)×tan30°，上述D为盾构隧道直径(即右线盾构隧道的直径、左线盾构隧道的直径)，P为施工安全距离，B为联络开挖宽度，H为隧道高差(即右线盾构隧道与左线盾构隧道之间的高差)，S为中心线间距；上述竖向通道呈“C”字形结构设置，且在空间上垂直于右线盾构隧道和左线盾构隧道设置；上述楼梯为双跑楼梯。
本发明中所述的地铁叠线区间隧道联络通道的施工方法，其施工步骤如下：
步骤一、使用刚性隔离桩将联络通道所在区域进行隔离；
步骤二、采用盾构机先后完成右线盾构隧道和左线盾构隧道的施工；
步骤三、完成右线盾构隧道的横向开洞，开洞前必须先对开洞处盾构管片采用门架式型钢支撑加强，并对联络通道范围内的土体进行抽芯检测，确保围岩具有良好的稳定性和止水隔水性；右线盾构隧道横向通道开挖前，打设拱部超前小导管，对地层进行注浆加固，开挖横向通道，然后完成初期支护和二次衬砌；右线盾构隧道横向通道在与右线盾构隧道开洞连接处，需浇筑环框梁，并设置变形缝，同时预留安装防火门的空间。；
步骤四、完成左线盾构隧道的横向开洞，开洞前必须先对开洞处盾构管片采用门架式型钢支撑加强，并对联络通道范围内的土体进行抽芯检测，确保围岩具有良好的稳定性和止水隔水性；左线盾构隧道横向通道开挖前，打设拱部超前小导管，对地层进行注浆加固，开挖横向通道，然后完成初期支护和二次衬砌；左线盾构隧道横向通道在与左线盾构隧道开洞连接处，需浇筑环框梁，并设置变形缝，同时预留安装防火门的空间；
步骤五、联络通道开洞，并拆除横向通道开洞处加强钢架，联络通道挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤六、完成楼梯浇筑，完成防火门及扶手的安装。
优选地，所述的右线盾构隧道横向通道、左线盾构隧道横向通道以及联络通道的左右两侧均设置排水沟。
优选地，当联络通道为纵向通道时，采用矿山法施工，主体结构采用C40抗渗混凝土，全包防水，防火门、人防门框墙采用C35普通混凝土；纵向通道呈阶梯状，底板上布置楼梯台阶及休息平台；纵向通道开挖前，在右线盾构隧道横向通道和左线盾构隧道横向通道开挖之前，打设拱部超前小导管，其一般布置方式为：外插角30°，环向间距0.3m，长度为3.5m，拱部按120°布置，通过小导管对周围地层进行注浆加固，完成纵向通道的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；纵向通道的一般施工顺序如下：附加防水层、初期支护、浇注70mmC20细石混凝土、二次衬砌、浇注底板50mm水泥砂浆找平层；纵向通道二次衬砌浇筑时，在两侧侧墙预留扶手锚固件，以方便后期安装不锈钢扶手。
优选地，当联络通道为竖向通道时，在开挖时，需采用临时支撑对周围地层与结构进行支护，自上而下分层施工，主体结构采用C40抗渗混凝土，全包防水，防火门、人防门框墙采用C35普通混凝土；竖向通道的扣拱部分采用超前小导管注浆，其一般布置方式为：外插角30°，环向间距0.3m，长度为3.5m，拱部按120°布置，通过小导管对周围地层进行注浆加固，完成竖向通道扣拱部分的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；竖向通道洞身部分内部设置双跑楼梯，并设置休息平台，开挖前，采用注浆锚管进行洞内帷幕注浆，从上而下分层挖掘，一般施工顺序如下：附加防水层、初期支护、浇注70mmC20细石混凝土、二次衬砌、浇注底板50mm水泥砂浆找平层；竖向通道洞身部分二次衬砌浇筑时，在侧墙预留后期楼梯钢筋和扶手锚固件，以方便后期浇筑楼梯和安装不锈钢扶手。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法，能够解决左右线区间隧道大高差无法直接用横向通道联络的问题，通过合理安排各开挖施工步骤，采用刚性隔离桩与地层注浆的方式减少联络通道施工时对既有左右区间隧道的扰动，首先完成横向通道的开洞与开挖，然后再进行联络通道的开挖，并及时进行初期支护和二次衬砌浇注。
附图说明：
图1是本发明中联络通道与右线盾构隧道、左线盾构隧道关系横剖面图。
图2是本发明中联络通道为纵向通道时的平面示意图。
图3是本发明中联络通道为纵向通道时的剖面示意图。
图4是本发明中联络通道为纵向通道时的施工示意图。
图5是本发明中联络通道为竖向通道时的剖面示意图。
图6是本发明中联络通道为竖向通道时位于右线盾构隧道横向通道位置的平面示意图。
图7是本发明中联络通道为竖向通道时位于左线盾构隧道横向通道位置的平面示意图。
图8是本发明中联络通道为竖向通道时的施工示意图。
图9是图2中A部放大图。
图10是图2中B部放大图。
图11是图3中C部放大图。
图12是实施例四的平面示意图。
图13是实施例四的剖面示意图。
附图标记说明：
右线盾构隧道1、右线盾构隧道横向通道2、左线盾构隧道3、左线盾构隧道横向通道4、纵向通道5、竖向通道6、环框梁7、变形缝8、排水沟9、防火门10、加强钢架11、刚性隔离桩12、临时支撑13、超前小导管14、注浆锚杆15、双跑楼梯16、单跑楼梯17。
具体实施方式：
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，以描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本具体实施方式中D为盾构隧道直径，P为施工安全距离，B为联络开挖宽度，H为隧道高差，S为中心线间距；当隧道高差H较大，即H＞(S-D-4)×tan30°时，已无法按最大斜率布置横向联络通道，只能沿隧道方向布置纵向通道或竖向通道。
实施例一：
如图1-图4和图9-图11所示，本实施例中右线盾构隧道1与左线盾构隧道2左右间距较大，而上下高差较大，即H＞(S-D-4)×tan30°，且S≥D+2×P+B时，可采取沿隧道方向布置中间纵向通道5，其施工步骤如下：
步骤一、先施工刚性隔离桩12；
步骤二、采用盾构机完成右线盾构隧道1的施工；
步骤三、采用盾构机完成左线盾构隧道3的施工；
步骤四、完成右线盾构隧道1开洞，开挖右线盾构隧道横向通道2；
步骤五、完成右线盾构隧道横向通道2的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤六、完成左线盾构隧道3开洞，开挖右线盾构隧道横向通道4；
步骤七、完成左线盾构隧道横向通道4的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤八、联络通道纵向通道5开洞；
步骤九、联络通道纵向通道开挖，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤十、完成联络通道系统中防火门10以及楼梯扶手的安装。
采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果如下：本具体实施方式提供了一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法，能够解决左右线区间隧道大高差无法直接用横向通道联络的问题，通过合理安排各开挖施工步骤，采用刚性隔离桩与地层注浆的方式减少联络通道施工时对既有左右区间隧道的扰动，首先完成区间隧道横向通道的开洞与开挖，然后再进行联络通道的开挖，并及时进行初期支护和二次衬砌。
实施例二：
参看图5-图8，本实施例中的右线盾构隧道1与左线盾构隧道2左右间距较小，而上下高差较大，即当H＞(S-D-4)×tan30°，且S＜D+2×P+B时，此时采取侧边竖向通道6，竖向通道6与盾构隧道净间距大约1.5D；同时，重叠区间隧道埋深较深或不具备明挖条件，联络通道采用暗挖法施工，施工步骤如下：
步骤一、采用盾构机完成右线盾构隧道1的施工；
步骤二、采用盾构机完成左线盾构隧道2的施工；
步骤三、在联络通道系统开挖轮廓外放3m范围内的地层采用洞内帷幕注浆加固，浆液采用水泥-水玻璃双浆液；
步骤四、完成右线盾构隧道1开洞，开挖右线盾构隧道横向通道2；
步骤五、完成右线盾构隧道横向通道2的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤六、以右线盾构隧道横向通道2作为工作面，完成竖向通道6扣拱开挖，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤七、完成竖向通道6洞身开挖，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤八、完成左线盾构隧道3开洞，开挖右线盾构隧道横向通道4；
步骤九、完成左线盾构隧道横向通道4的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤十、完成联络通道系统中防火门10以及楼梯扶手的安装。
实施例三：
参看图5-图8，本实施例中的右线盾构隧道1与左线盾构隧道2左右间距较小，而上下高差较大，即当H＞(S-D-4)×tan30°，且S＜D+2×P+B，同时，重叠区间隧道埋深较浅，采用明暗挖组合法进行施工，由明挖竖向通道和暗挖横向通道组成，施工步骤如下：
步骤一、对竖向通道6进行围护结构施工；
步骤二、进行竖向通道6土方开挖；
步骤三、进行竖向通道6结构施工；
步骤四、对竖向通道6进行覆土回填，完成地面恢复；
步骤五、采用盾构机完成右线盾构隧道1的施工；
步骤六、采用盾构机完成左线盾构隧道2的施工；
步骤七、在联络通道系统开挖轮廓外放3m范围内的地层采用洞内帷幕注浆加固，浆液采用水泥-水玻璃双浆液；
步骤八、完成右线盾构隧道1开洞，开挖右线盾构隧道横向通道2；
步骤九、完成右线盾构隧道横向通道2的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌，并与明挖竖向通道连通；
步骤十、完成左线盾构隧道3开洞，开挖右线盾构隧道横向通道4；
步骤十一、完成左线盾构隧道横向通道4的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌，并与明挖竖向通道连通；
步骤十二、完成联络通道系统中防火门以及楼梯扶手的安装。
实施例四：
参看图12和图13，本实施例中右线盾构隧道1与左线盾构隧道3左右间距较小，而上下高差较大，即当H＞(S-D-4)×tan30°时，且S＜D+2×P+B时，可采取沿隧道方向布置侧边纵向通道5，其施工步骤同于实施例一。
对于本领域的技术人员来说，其可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、部分技术特征的等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地铁叠线区间隧道联络通道结构，其特征在于：它包含：
右线盾构隧道(1)，该右线盾构隧道(1)与下线盾构隧道高差较大；
右线盾构隧道横向通道(2)，所述右线盾构隧道横向通道(2)贯通连接在右线盾构隧道(1)的侧壁上；
左线盾构隧道(3)，所述左线盾构隧道(3)位于右线盾构隧道(1)的左下方；
左线盾构隧道横向通道(4)，所述左线盾构隧道横向通道4贯通连接在左线盾构隧道(3)的侧壁上；
联络通道，所述右线盾构隧道横向通道(2)与左线盾构隧道横向通道(4)之间利用联络通道贯通连接；所述联络通道内设置楼梯，楼梯设扶手及休息平台。
2.根据权利要求1所述的一种地铁叠线区间隧道联络通道结构，其特征在于：所述的联络通道为纵向通道(5)，此时右线盾构隧道(1)与左线盾构隧道(3)的中心线间距较大，即S≥D+2×P+B，且右线盾构隧道(1)与左线盾构隧道(3)高差较大，即H＞(S-D-4)×tan30°，上述D为盾构隧道直径，即右线盾构隧道的直径、左线盾构隧道的直径，P为施工安全距离，B为联络开挖宽度，H为隧道高差，即右线盾构隧道与左线盾构隧道之间的高差，S为中心线间距；上述纵向通道(5)呈“Z”字形结构设置，且在空间上平行于右线盾构隧道(1)和左线盾构隧道(3)设置；上述楼梯为单跑楼梯(17)，且水平倾角为30°。
3.根据权利要求1所述的一种地铁叠线区间隧道联络通道结构，其特征在于：所述的联络通道为竖向通道(6)，此时右线盾构隧道(1)与左线盾构隧道(3)的中心线间距较小，即S＜D+2×P+B，且右线盾构隧道(1)与左线盾构隧道(3)高差较大，即H＞(S-D-4)×tan30°，上述D为盾构隧道直径，即右线盾构隧道的直径、左线盾构隧道的直径，P为施工安全距离，B为联络开挖宽度，H为隧道高差，即右线盾构隧道与左线盾构隧道之间的高差，S为中心线间距；上述竖向通道(6)呈“C”字形结构设置，且在空间上垂直于右线盾构隧道(1)和左线盾构隧道(3)设置；上述楼梯为双跑楼梯(16)。
4.一种地铁叠线区间隧道联络通道结构的施工方法，其特征在于：其施工步骤如下：
步骤(一)、使用刚性隔离桩(12)将联络通道所在区域进行隔离；
步骤(二)、采用盾构机先后完成右线盾构隧道(1)和左线盾构隧道(3)的施工；
步骤(三)、完成右线盾构隧道(1)的横向开洞，开洞前必须先对开洞处盾构管片采用门架式型钢支撑加强，并对联络通道范围内的土体进行抽芯检测，确保围岩具有良好的稳定性和止水隔水性；右线盾构隧道横向通道(2)开挖前，打设拱部超前小导管(14)，对地层进行注浆加固，开挖横向通道，然后完成初期支护和二次衬砌；右线盾构隧道横向通道(2)在与右线盾构隧道(1)开洞连接处，需浇筑环框梁(7)，并设置变形缝(8)，同时预留安装防火门(10)的空间；
步骤(四)、完成左线盾构隧道(3)的横向开洞，开洞前必须先对开洞处盾构管片采用门架式型钢支撑加强，并对联络通道范围内的土体进行抽芯检测，确保围岩具有良好的稳定性和止水隔水性；左线盾构隧道横向通道(4)开挖前，打设拱部超前小导管(14)，对地层进行注浆加固，开挖横向通道，然后完成初期支护和二次衬砌；左线盾构隧道横向通道(4)在与左线盾构隧道(3)开洞连接处，需浇筑环框梁(7)，并设置变形缝(8)，同时预留安装防火门(10)的空间；
步骤(五)、联络通道开洞，并拆除横向通道开洞处加强钢架(11)，联络通道挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；
步骤(六)、完成楼梯浇筑，完成防火门(10)及扶手的安装。
5.根据权利要求3所述的一种地铁叠线区间隧道联络通道结构的施工方法，其特征在于：所述的右线盾构隧道横向通道(2)、左线盾构隧道横向通道(4)以及联络通道的左右两侧均设置排水沟(9)。
6.根据权利要求3所述的一种地铁叠线区间隧道联络通道结构的施工方法，当联络通道为纵向通道(5)时，采用矿山法施工，主体结构采用C40抗渗混凝土，全包防水，防火门、人防门框墙采用C35普通混凝土；纵向通道(5)呈阶梯状，底板上布置楼梯台阶及休息平台；纵向通道(5)开挖前，在右线盾构隧道横向通道(2)和左线盾构隧道横向通道(4)开挖之前，打设拱部超前小导管(14)，其一般布置方式为：外插角30°，环向间距0.3m，长度为3.5m，拱部按120°布置，通过小导管对周围地层进行注浆加固，完成纵向通道(5)的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；纵向通道(5)的一般施工顺序如下：附加防水层、初期支护、浇注70mmC20细石混凝土、二次衬砌、浇注底板50mm水泥砂浆找平层；纵向通道(5)二次衬砌浇筑时，在两侧侧墙预留扶手锚固件，以方便后期安装不锈钢扶手。
7.根据权利要求3所述的一种地铁叠线区间隧道联络通道结构的施工方法，当联络通道为竖向通道(6)时，在开挖时，需采用临时支撑(13)对周围地层与结构进行支护，自上而下分层施工，主体结构采用C40抗渗混凝土，全包防水，防火门、人防门框墙采用C35普通混凝土；竖向通道(6)的扣拱部分采用超前小导管(14)注浆，其一般布置方式为：外插角30°，环向间距0.3m，长度为3.5m，拱部按120°布置，通过小导管对周围地层进行注浆加固，完成竖向通道(6)扣拱部分的挖掘，并完成初期支护和二次衬砌；竖向通道(6)洞身部分内部设置双跑楼梯，并设置休息平台，开挖前，采用注浆锚管(15)进行洞内帷幕注浆，从上而下分层挖掘，一般施工顺序如下：附加防水层、初期支护、浇注70mmC20细石混凝土、二次衬砌、浇注底板50mm水泥砂浆找平层；竖向通道(6)洞身部分二次衬砌浇筑时，在侧墙预留后期楼梯钢筋和扶手锚固件，以方便后期浇筑楼梯和安装不锈钢扶手。
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