叠交隧道盾构施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种叠交隧道盾构施工方法，包括：施工叠交隧道的上部区间隧道并对所述上部区间隧道进行同步注浆加固；对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固；在所述上部区间隧道内进行预加固措施；施工叠交隧道的下部区间隧道并对所述下部区间隧道进行同步注浆加固；对所述下部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固。本发明的叠交隧道盾构施工方法，在施工下部区间隧道之前，先通过对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固，再在所述上部区间隧道内进行预加固措施，然后才开始施工下部区间隧道，施工时再结合注浆加固，可以对叠交隧道施工的上下区间隧道都起到很好的加固作用，保证叠交隧道施工的全面稳定。
【专利说明】
叠交隧道盾构施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及盾构施工技术领域，尤其是指一种叠交隧道盾构施工方法。
【背景技术】
[0002]随着城市的不断发展，地下空间的开发应用成为城市交通发展的趋势，在城市地铁网的建设中必然存在区间隧道相互穿越的工程问题，在既有线路正常运营的前提下顺利完成施工，并确保运营和施工的安全是该类工程所面临的主要难题。
[0003]现有技术大多穿越的隧道均为已运营的隧道，已成型隧道结构比较稳定，而针对地铁修建时上部隧道和下部隧道同时施工的情况，隧道叠交上部隧道和下部隧道都面临施工风险，若先施工上部隧道，下部隧道施工时引起上部隧道沉降对隧道安全极为不利且难以控制;若先施工下部隧道，上部隧道施工时对地面沉降有两次叠加的影响，并且由于上部隧道的开挖卸载，下部隧道存在偏压现象;在上部隧道施工过程中，由于机械设备等的振动作用，对下部隧道的支护有较大的影响。
【发明内容】
[0004]有鉴于上述问题，本发明提供了一种叠交隧道盾构施工方法，包括:
[0005]施工叠交隧道的上部区间隧道并对所述上部区间隧道进行同步注浆加固；
[0006]对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固；
[0007]在所述上部区间隧道内进行预加固措施；
[0008]施工叠交隧道的下部区间隧道并对所述下部区间隧道进行同步注浆加固；
[0009]对所述下部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固。
[0010]本发明的叠交隧道盾构施工方法，在施工下部区间隧道之前，先通过对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固，再在所述上部区间隧道内进行预加固措施，然后才开始施工下部区间隧道，施工时再结合注浆加固，可以对叠交隧道施工的上下区间隧道都起到很好的加固作用，保证叠交隧道施工的全面稳定。
[0011]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，在所述上部区间隧道内进行预加固措施，包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑，将所述钢环支撑设置在所述上部区间隧道的相邻两个管片环之间，使所述钢环支撑的加固范围与所述上部区间隧道的注浆加固范围一致。
[0012]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，所述钢环支撑由多个环形钢支撑板通过螺栓连接拼装而成。
[0013]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑之后，还包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置纵向联系条，将所述纵向联系条与多个所述钢环支撑固接并进行拉紧。
[0014]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，所述纵向联系条的数量为多个，将多个所述纵向联系条沿圆周均匀设置在多个所述钢环支撑上。
[0015]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，所述纵向联系条的两端均超出多个所述钢环支撑的加固范围。
[0016]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于:
[0017]将所述上部区间隧道周边的土体加固为开口朝上的第一碗形结构，并将所述第一碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m;
[0018]将所述下部区间隧道周边的土体加固为开口朝下的第二碗形结构，并将所述第二碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m;所述第二碗形结构的底部与所述第一碗形结构的顶部部分重叠。
[0019]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于:
[0020]通过所述上部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述上部区间隧道进行注浆；
[0021]通过所述下部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述下部区间隧道进行注浆。
[0022]本发明叠交隧道盾构施工方法的进一步改进在于，将所述上部区间隧道的注浆范围和所述下部区间隧道的注浆范围设为距离隧道轮廓外1.5m?2.5m。
【附图说明】
[0023]图1是本发明叠交隧道盾构施工方法的流程示意图。
[0024]图2是本发明叠交隧道盾构施工方法的钢环支撑的结构示意图。
[0025]图3是本发明叠交隧道盾构施工方法的钢环支撑和纵向联系条的布置示意图。
[0026]图4?图6是本发明叠交隧道盾构施工方法的第一种施工情况的工序图。
[0027]图7?图9是本发明叠交隧道盾构施工方法的第二种施工情况的工序图。
【具体实施方式】
[0028]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。
[0029]配合参看图1所示，本发明的叠交隧道盾构施工方法，包括:
[0030]步骤S01:施工叠交隧道的上部区间隧道并对所述上部区间隧道进行同步注浆加固；
[0031]步骤S02:对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固；
[0032]步骤S03:在所述上部区间隧道内进行预加固措施；
[0033]步骤S04:施工叠交隧道的下部区间隧道并对所述下部区间隧道进行同步注浆加固；
[0034]步骤S05:对所述下部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固。
[0035]本发明的叠交隧道盾构施工方法，在施工下部区间隧道之前，先通过对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固，再在所述上部区间隧道内进行预加固措施，然后才开始施工下部区间隧道，施工时再结合注浆加固，可以对叠交隧道施工的上下区间隧道都起到很好的加固作用，保证叠交隧道施工的全面稳定。
[0036]其中，参见图2与图3所示，图2是本发明叠交隧道盾构施工方法的钢环支撑的结构示意图。图3是本发明叠交隧道盾构施工方法的钢环支撑和纵向联系条的布置示意图。在上述步骤S03中，在所述上部区间隧道内进行预加固措施，包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑10进行加固，将钢环支撑10设置在所述上部区间隧道的相邻两个管片环90之间，使钢环支撑10的加固范围与所述上部区间隧道的注浆加固范围一致。进一步地，沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑10之后，还包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置纵向联系条20，将纵向联系条20与多个钢环支撑10焊接并进行拉紧。优选地，每环钢环支撑10由34件环形钢支撑板110组成，34个环形钢支撑板采用M16*8.8级螺栓连接拼装。纵向联系条20的数量为多个，将多个纵向联系条20沿圆周均匀设置在多个钢环支撑10上，图中所示隧道中心线80的两侧均有设置纵向联系条20。更优选地，纵向联系条20的两端均超出多个钢环支撑10的加固范围以外6m。比如，钢环支撑10的加固总共需要10米(图中所示为长度范围a)，纵向联系条20的长度就要设置16米以上的长度(图中所示为长度范围b)。
[0037]在本发明的一个较佳实施例中，将所述上部区间隧道周边的土体加固为开口朝上的第一碗形结构，并将所述第一碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m，优选为2m;将所述下部区间隧道周边的土体加固为开口朝下的第二碗形结构，并将所述第二碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m，优选为2m;所述第二碗形结构的底部与所述第一碗形结构的顶部部分重叠。
[0038]在本发明的另一个较佳实施例中，通过所述上部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述上部区间隧道进行注浆;通过所述下部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述下部区间隧道进行注浆。并且，所述上部区间隧道的注浆范围和所述下部区间隧道的注浆范围设为距离隧道轮廓外1.5m?2.5m。
[0039]以下结合具体实施例，对本发明进行详细介绍。在该实施例中，以武汉四号线和六号线段的施工为例，武汉四号线二期第三标段汉阳火车站站?钟家村站区间两线与6号线存在重叠交叉，最小净距为1.5m左右，并且在两隧道叠交的地方还要穿越京广铁路，施工面临多重风险。
[0040]参见图4?图6，图4?图6是本发明叠交隧道盾构施工方法的第一种施工情况的工序图。该第一种施工情况的工序图表示两条叠交隧道正叠交距离很近的时候，上部区间隧道和下部区间隧道加固有交叉。参见图7?图9所示，图7?图9是本发明叠交隧道盾构施工方法的第二种施工情况的工序图。该第二种施工情况的工序图表示两条隧道叠交时不是正叠交，有一定的距离，并且该距离范围在2m?9m之间。
[0041 ]以下以图4?图6所示的实施例进行说明，在该实施例中，本发明的叠交隧道盾构施工方法，包括:
[0042]步骤S01:如图4所示，施工叠交隧道的上部区间隧道310并对上部区间隧道310进行同步注浆加固。其中，本发明先施工叠交隧道的上部区间隧道310，再施工叠交隧道的下部区间隧道320。上部区间隧道310同步注浆(及时饱满)，填充率多200%。
[0043]步骤S02:对上部区间隧道310周边的土体311进行洞内注浆加固。其中，采用水泥或双液浆进行洞内注浆加固。并且，将上部区间隧道310周边的土体311加固为开口朝上的第一碗形结构，并将所述第一碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m，优选为2m。
[0044]步骤S03:在所述上部区间隧道内进行预加固措施。在所述上部区间隧道内进行预加固措施，包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑10进行加固，将钢环支撑10设置在所述上部区间隧道的相邻两个管片环90之间，使钢环支撑10的加固范围与所述上部区间隧道的注浆加固范围一致。进一步地，沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑10之后，还包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置纵向联系条20，将纵向联系条20与多个钢环支撑10焊接并进行拉紧。
[0045]步骤S04:施工叠交隧道的下部区间隧道并对所述下部区间隧道进行同步注浆加固。其中，下部区间隧道320同步注浆(及时饱满)，填充率多200%。
[0046]步骤S05:对所述下部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固。其中，采用水泥或双液浆进行洞内注浆加固。其中，将下部区间隧道320周边的土体321加固为开口朝下的第二碗形结构，并将所述第二碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m，优选为2m;下部区间隧道320周边的土体321的第二碗形结构的底部与上部区间隧道310周边的土体311第一碗形结构的顶部部分重叠。
[0047]另外，盾构掘进时，需对盾构与衬砌环间的空隙加强同步注浆，要求浆液I天的强度多周围加固土体的强度，同步注浆浆液采用水泥砂浆。加固段盾构管片除封顶块外，每块管片均增设4个注浆孔(吊装孔)，规格及封堵同正常注浆孔(吊装孔)。重叠隧道利用管片内的吊装孔及增设注浆孔采用注浆管进行注浆，注浆范围隧道轮廓外2m。即，通过所述上部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述上部区间隧道进行注浆;通过所述下部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述下部区间隧道进行注浆。并且，所述上部区间隧道的注浆范围和所述下部区间隧道的注浆范围设为距离隧道轮廓外1.5m?2.5m，优选为2m。
[0048]本发明叠交隧道盾构施工方法，还应符合以下操作:
[0049]1.纵向联系条预埋件与注浆孔预埋件共用。
[0050]2.束节内必须保证有不小于55mm的有效抒合长度。
[0051 ] 3.焊条:E43xx型，焊接时严格防止螺纹变形。内螺纹为M60X3.7-7H。
[0052] 4.纵向联系条应与钢环支撑焊接，并进行拉紧。
[0053 ] 5.纵向联系条设置范围应在钢环支撑布置范围以外6米。
[0054]6.钢环支撑的设计、安装须满足以下要求:
[0055]I)钢环支撑的设计、安装应满足管片切割尺寸和作业空间的要求；
[0056]2)钢环支撑应制成传力可靠的封闭框架，构件之间应有可靠连接；
[0057]3)管片环与环之间钢环支撑应有可靠的纵向纵向联系条拉紧；
[0058]4)钢环支撑架设后应与管片内壁抵紧，并适当施加预应力；
[0059]5)钢环支撑架设及预应力施加应避免对管片、螺栓连接及防水材料的破坏。
[0060]7.下部区间盾构穿过上部区间隧道后，根据变形、内力监测情况，待上部区间隧道沉降稳定后拆除纵向联系条及钢环。
[0061]8.下部区间盾构穿越上部区间隧道过程中，可考虑在钢环支撑布置范围内采用钢轨进行临时压重。
[0062]9.环形钢支撑板、环向支撑架采用腹板与肋板焊接而成，钢板采用Q235。
[0063]10.钢结构焊接各项指标应满足《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002(2012年版))。
[0064]11.盾构穿越前、穿越中及穿越后在穿越影响区段上部隧道内布设电子水平尺自动监测系统，进行实时、精确的监测。
[0065]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做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。
【主权项】
1.一种叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，包括: 施工叠交隧道的上部区间隧道并对所述上部区间隧道进行同步注浆加固； 对所述上部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固； 在所述上部区间隧道内进行预加固措施； 施工叠交隧道的下部区间隧道并对所述下部区间隧道进行同步注浆加固； 对所述下部区间隧道周边的土体进行洞内注浆加固。2.如权利要求1所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，在所述上部区间隧道内进行预加固措施，包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑，将所述钢环支撑设置在所述上部区间隧道的相邻两个管片环之间，使所述钢环支撑的加固范围与所述上部区间隧道的注浆加固范围一致。3.如权利要求2所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，所述钢环支撑由多个环形钢支撑板通过螺栓连接拼装而成。4.如权利要求2所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置多个钢环支撑之后，还包括:沿所述上部区间隧道的隧道纵向设置纵向联系条，将所述纵向联系条与多个所述钢环支撑固接并进行拉紧。5.如权利要求4所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，所述纵向联系条的数量为多个，将多个所述纵向联系条沿圆周均匀设置在多个所述钢环支撑上。6.如权利要求4所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，所述纵向联系条的两端均超出多个所述钢环支撑的加固范围。7.如权利要求1所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于: 将所述上部区间隧道周边的土体加固为开口朝上的第一碗形结构，并将所述第一碗形结构的加固宽度设为1.5m?2.5m; 将所述下部区间隧道周边的土体加固为开口朝下的第二碗形结构，并将所述第二碗形结构的加固宽度设为I.5m?2.5m;所述第二碗形结构的底部与所述第一碗形结构的顶部部分重叠。8.如权利要求1所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于: 通过所述上部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述上部区间隧道进行注浆； 通过所述下部区间隧道的管片上开设的吊装孔配合注浆管对所述下部区间隧道进行注浆。9.如权利要求8所述的叠交隧道盾构施工方法，其特征在于，将所述上部区间隧道的注浆范围和所述下部区间隧道的注浆范围设为距离隧道轮廓外1.5m?2.5m。
【文档编号】E21D11/10GK106089219SQ201610454999
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】薛建忠, 李峻, 赵叁林, 黄德中, 王旋东, 张亮, 李刚, 袁倩, 史雁达, 周长, 田瑞端, 李慎奎, 胡威, 胡云华, 周陈霖
【申请人】上海隧道工程有限公司