一种适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构的制作方法

本实用新型涉及一种适用于箱涵顶进施工的支护结构。

背景技术：

近年来，采用非开挖顶管法在城区浅覆土中修建大断面地下通道的案例越来越多。然而城区内地面交通繁忙，地下设施众多，待建通道往往需要穿越一些公路、铁路、管线和地铁区间隧道。这些结构物对变形敏感，受损风险高，如何降低通道施工引起的外界环境变形是决定工程是否成功的关键。实践表明，当待建通道穿越下卧地铁隧道时，通道内出土卸荷引起隧道上抬和地表沉降是一个不容忽视的问题。传统的仅通过壁后注浆或通过单一的管棚加固对控制环境变形，尤其是隧道上抬不甚理想。顶管在含水率高的地层中顶进时，通道内还会渗漏水，施工环境较差。因此亟需一种既能够控制下卧结构物上抬，减小地表沉降，又能阻隔地下水的新型支护结构。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构，提高支护结构的强度及防水性。

技术方案：一种适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构，在待建通道底板下方设有单层或多层水平加固体，在待建通道两侧以及顶板上方设有长管棚；其中，水平加固体由若干根截面为圆形或扇形的水平加固桩构成，所述长管棚的上仰角为1-2°，所述长管棚中注射水泥-水玻璃双液浆。

进一步的，水平加固桩采用全方位高压喷射法施工制备得到。

进一步的，水平加固桩采用全方位高压喷射法以跳打顺序施工制备得到。

进一步的，待建通道底板下方的水平加固体上设有支承润滑介质。

进一步的，所述长管棚为单层或多层结构。

进一步的，所述水平加固体设置在待建通道底板下方以及下卧结构上方的中间位置。

有益效果：本实用新型的一种适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构，采用MJS工法在通道底板下方形成的板状加固体不仅可以约束下卧结构上抬，还可以为后续箱涵顶进创造平整的地层环境。通道两侧及顶板上方施作的长管棚可有效减小地表沉 降，两者围成的封闭空间可有效隔断地下水。

附图说明

图1为适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构的施工流程图；

图2为施工流程中步骤①示意图；

图3为施工流程中步骤②示意图；

图4为施工流程中步骤③示意图；

图5为施工流程中步骤④示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图5所示，一种适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构，在待建通道1底板下方以及下卧结构2上方的中间位置设有单层或多层水平加固体3，在待建通道1两侧以及顶板上方设有长管棚4。其中，水平加固体由若干根截面为圆形或扇形的水平加固桩构成，水平加固桩采用全方位高压喷射法施工制备得到，并以跳打顺序施工制备得到；并在水平加固体3上设有支承润滑介质。长管棚4为单层或多层结构，长管棚4的上仰角为1-2°，长管棚4中注射水泥-水玻璃双液浆。

如图1所示，上述适用于大断面箱涵顶进穿越施工的支护结构的施工方法包括如下步骤：①在待建通道1两端分别施工始发井工作坑5和接收井工作坑6，如图2所示；②在待建通道边线外确定全方位高压喷射法(简称MJS工法)和长管棚加固轮廓线7，通道边线和加固轮廓线7之间的空间作为采用MJS工法和长管棚加固的预留空间，如图3所示；③采用MJS工法在待建通道1底板下方预留空间内施工水平加固体3，形成水平板状隔离层，如图4所示；④在待建通道1两侧及顶板上方预留空间内施工长管棚4，如图5所示；⑤在MJS工法加固体与长管棚围成的封闭、隔水空间内顶进箱涵、掘进出土，直至通道贯通。

其中，步骤①中，始发井工作坑5和接收井工作坑6工位于待建通道1两端，且空间应满足MJS工法、长管棚及箱涵顶进施工要求。步骤②中，MJS工法加固范围应位于待建通道1底板下方；长管棚4加固范围应位于待建通道1两侧及顶板上方。步骤③中，根据待建通道1底板距下卧结构2距离及下卧结构2抗变形能力，MJS工法可选择全圆加固或扇形加固，多层或单层加固；并以跳打顺序施工MJS工法水平加固桩，相邻两根加固桩应具有一定的搭接宽度。当箱涵穿越距离较长，从始发井一端加固无法达到另一 端时，可同时从接收井相向加固。步骤④中，根据待建通道1顶板距地表距离及地表变形控制要求，长管棚4可选择不同的钢管规格、环向间距以及加固层数。长管棚4应从待建通道1两边侧墙开始，由下向上，由两边向中间施工，采用跳打法施工，上仰角度1-2°；长管棚法浆液材料采用水泥-水玻璃双液浆，以阻隔地下水。

此外，步骤③和步骤④可以同时从两工作坑相向施工，MJS工法从始发井向接收井施作，长管棚从接收井向始发井施作。步骤⑤中，箱涵在MJS工法桩和长管棚围成的封闭空间内顶进，在MJS水平加固体与箱涵之间注入支承润滑介质，以降低箱涵推进阻力。

本方案具有如下优点：

(1)利用MJS工法形成的水平加固体3刚度大，抗渗、抗变形能力强，在通道及下卧结构之间形成一道永久隔离层，可有效降低后续通道内出土卸荷引起的下卧结构上抬。同时还可以为箱涵顶进创造一个平整、隔水的顶进面。该隔离层还可以降低通道贯通后长期运营产生的变形对下卧结构的影响。

(2)在通道两侧及顶板以上施作长管棚并喷射水泥-水玻璃双液浆加固，形成的加固体纵向刚度大，可有效控制地表沉降。

(3)MJS加固体和长管棚形成的加固体共同围成了一个封闭的隔水空间，箱涵在内部顶进，安全性高，施工环境好。

(4)MJS工法在施工过程中，可通过前端造成装置上压力传感器对地内压力进行监控，并通过控制排浆对地内压力进行调整，降低了对既有结构扰动和破坏的风险。

(5)MJS工法和长管棚可以先后或同步施工，有利于节约工期。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。