一种MJS工法和管幕法联合支护大断面小净距暗挖工法的制作方法

本发明涉及地下工程技术领域，特别涉及一种mjs工法和管幕法联合支护大断面小净距暗挖工法。

背景技术：

地下空间的合理开发是科学利用城市地下空间资源、适应城市现代化与可持续发展建设的重要体现。

目前，在较为软弱地质条件下下穿敏感建构筑物，或者在临近重要建构筑物基础等情况下修建隧道或者通道等地下结构时，常常采用冷冻法、矩形顶管法或一些联合支护的方法等。

如果拟建隧道需下穿既有运营地铁线路，尤其是地铁盾构隧道时，当下穿隧道与盾构隧道之间的净距较小时，下穿隧道施工对上方的既有地铁盾构隧道影响较大，常采用冷冻法施工。冷冻法会产生冻胀和融陷，同时为保证施工安全，冷冻层需一定的厚度，而由于盾构隧道的结构由柔性管片构成，管片之间采用高强度螺栓连接形成整体柔性结构，因此冷冻法产生的冻胀和融陷会对既有盾构隧道产生较大影响，使得既有盾构管片开裂、下沉或上拱等。同时为了达到冷冻法的开挖效果，往往需要将温度降低至零下十几到二十几度，此时，隧道底部因承受低温导致冷缩，使得管片局部应力集中，发生破损开裂等现象，容易造成安全隐患。

当拟建隧道近距离下穿既有运营地铁线路时，也常采用大断面矩形顶管工法施工。大断面矩形顶管工法小净距下穿既有地铁盾构隧道时，由于目前大断面矩形顶管设备尺寸有限，因此大断面矩形顶管机设备需特制，同时大断面顶管机地层适应性较差，若遇局部较硬地层，或软硬不均等地层时，施工困难，设备通用性较差，可使用的地方有限，经济性也较差。

为了保证较软弱地质条件下，大断面隧道下穿既有建构筑物，尤其是下穿地铁盾构隧道时的施工安全性和既有地铁的安全稳定性，需提出一种新的更加稳妥可行的工法，保证下穿的安全性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于在敏感或重要建构筑物下方开挖大断面小净距隧道的新的工法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种mjs工法和管幕法联合支护大断面小净距暗挖工法，包括以下步骤：

a.根据位于建构筑物下方的拟建大断面小净距隧道的要求以及现场地质的实际情况，设计钢管的尺寸等相关参数、钢管的位置排布、mjs桩的相关参数以及工作竖井的相关参数等；

b.在所述拟建大断面小净距隧道的两端部施做工作竖井；

c.沿所述拟建大断面小净距隧道的外轮廓水平顶进钢管，形成管幕；

d.掏出所述管幕内的土体，并采用混凝土对管幕内部进行填充密实；

e.沿所述管幕外围施做mjs桩；

f.开挖所述拟建大断面小净距隧道，并完成拟建大断面小净距隧道的内部结构施做。

进一步地，所述拟建大断面小净距隧道的断面可以为矩形、马蹄形或圆形。

进一步地，步骤c中所述管幕的施做采用交叉施工的方式进行，通过顶管工法施做完成所述管幕。

进一步地，在步骤e中可根据拟建大断面小净距隧道与建构筑物间的净距确定mjs桩的喷射范围，并完成mjs桩的施做。

进一步地，步骤f中采用crd或cd工法对拟建大断面小净距隧道分步开挖，并施做衬砌和防水，完成内部结构施做。

有益效果：本发明采用一种mjs工法和管幕法联合支护大断面小净距暗挖工法，实现在敏感或重要建构筑物下方安全的开挖大断面小净距的拟建隧道。沿拟建隧道外轮廓水平施做管幕并采用混凝土对管幕内部进行填充密实，形成刚度足够的管幕围蔽，围绕管幕外围施做mjs桩，实现钢管间隙之间的止水，从根本上保证拟建小净距下穿隧道开挖的安全，风险可控。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例在既有盾构隧道下方采用mjs工法和管幕法联合支护工法开挖大断面小净距隧道的示意图；

图2为mjs工法和管幕法联合支护工法开挖大断面隧道两端竖井及盾构隧道平面布置示意图；

图3为图1完成隧道内部结构施工后的示意图；

图4为衬砌断面型钢钢架示意图。

具体实施方式

参照图1至图4，本实施例中在既有盾构隧道60下方采用mjs工法和管幕法联合支护工法开挖大断面小净距隧道，并完成隧道内部结构50的施做，具体步骤如下：

a.在拟建隧道的两端设置工作竖井10，拟建小净距下穿隧道的断面为矩形，管幕由钢管20沿隧道的外轮廓均匀分布且水平穿过土体形成，根据隧道的断面及长度、隧道与既有盾构隧道60间的净距以及现场地质的实际情况，设计钢管20数量和直径、钢管20的位置排布、mjs桩30的喷射范围和喷射角度、mjs桩30的位置排布，以及工作竖井10的位置和尺寸等相关参数。

b.在拟建小净距下穿隧道两端部施做工作竖井10，便于放置施作管幕钢管的顶管机，并方便后续管幕顶管施工的进行；

c.在工作竖井10内沿拟建小净距下穿隧道的外轮廓水平顶进钢管20，形成管幕。作为优选，管幕的施做采用的是交叉施工的方式，采用顶管工法在顶管机的作用下，将钢管20水平顶入并穿过土体。由于沿隧道外轮廓连续的顶入钢管20会导致土体变形的积累，容易造成土体松动，而采用交叉顶进钢管20的方式可有效避免了这一情况的发生。

d.掏出管幕内的土体，并采用混凝土对管幕内部进行填充密实。通过对钢管20内部进行混凝土填充，填充混凝土后的钢管刚度较大，可有效的对盾构隧道60形成足够的支撑，从而减小开挖过程中既有盾构隧道60的变形。可保证拟建小净距隧道的开挖安全，做到风险可控。

e.沿管幕外围施做mjs桩30；在管幕外围的两侧以及底部施做直径2m的圆形mjs桩30，在管幕外围的顶部施做直径2m的扇形mjs桩30。mjs桩30环绕在管幕的外围，填充了钢管20之间的间隙，起到了很好的止水作用。由于隧道与既有盾构隧道60的净距为较小，通过调整mjs桩30的喷射范围，可在管幕外围的顶部施做扇形mjs桩30。并且在施做mjs桩30时可动态调整土体内压力，对周围环境影响非常小，保证了在小净距开挖隧道的情况下，既有盾构隧道60基本不会受到影响，保证了既有盾构隧道60的安全。

f.开挖隧道，作为优选，采用crd或cd工法对隧道分步开挖，在隧道内的上、下、左、右面搭建型钢钢架41，并通过横向临时型钢42和竖向临时型钢43搭建在型钢钢架41上形成支撑支架，在型钢钢架41以及支撑支架上固定有锁脚锚管44，型钢钢架41上的锁脚锚管44分别锚固在左右两侧的土体内。根据隧道施工步骤，逐步完成隧道初衬，初衬包括型钢钢架41和喷射混凝土体40，及临时中隔墙型钢42和竖向临时型钢43，然后施做防水及模筑隧道底部二次衬砌50，接着拆除临时中隔墙型钢42和竖向临时型钢43，再施做边墙及拱部防水，施做剩下部分二次衬砌50，完成隧道构建。作为优选，隧道的断面可以为矩形、马蹄形或圆形。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种MJS工法和管幕法联合支护大断面小净距暗挖工法，包括以下步骤：根据要求以及现场地质的实际情况，设计钢管的相关参数、钢管的位置排布、MJS桩的相关参数等；在拟建大断面小净距隧道两端部施做工作竖井；沿拟建大断面小净距隧道的外轮廓水平顶进钢管，形成管幕；采用混凝土对管幕内部进行填充密实；沿所述管幕外围施做MJS桩；开挖并完成拟建大断面小净距隧道的内部结构施做。采用混凝土对管幕内部进行填充密实，形成刚度足够的管幕围蔽，围绕管幕外围施做MJS桩，实现钢管间隙之间的止水，从根本上保证拟建大断面小净距隧道开挖的安全，风险可控。

技术研发人员：尹涛;石玉华
受保护的技术使用者：广州市市政工程设计研究总院
技术研发日：2017.07.27
技术公布日：2018.01.23