盾构隧道施工方法和隧道结构与流程

本发明涉及隧道施工，特别涉及一种盾构隧道施工方法和隧道结构。

背景技术：

1、电力盾构隧道是城市地下电力设施的重要组成部分，其建设过程涉及到复杂的地质条件、严格的施工精度和安全性要求。目前，盾构隧道建设中，在满足施工技术要求下，为提高工程经济性，可在大于2km的距离设置盾构始发、终到井。但是，根据电力隧道维护设备布置需要，以及消防逃生的要求，一般按照在400m到600m的距离设置电力工井。一般电力工井，兼作盾构始发井、终到井。

2、在传统城市电力盾构隧道建设中，通常采用“先井后隧”的施工方法，即先施工盾构始发井、终到井，当盾构井具备条件后再进行盾构施工。盾构井的施工一般通过明挖法完成。盾构井区间利用盾构机在地下开挖隧道，并同时进行土壤处理和隧道支护。因此，常规施工工艺中，必须完成电力工井后，方能继续施工后续盾构区间。因此，电力工井施工时间是工程关键控制节点，对整个工程的工期影响较大。

3、但是，电力隧道一般建设于城市核心区或更新区内，沿隧道路径，施工区域内往往产生大量居民、企事业单位的搬迁和补偿问题，这些问题都需要大量的时间来完成复杂的协调工作，若征地拆迁进度严重滞后，将导致电力工井的施工无法按计划进行，进而影响电力隧道的整体施工进度。另外，由于城市地下管线错综复杂，包括电力、通信、燃气、给排水等多种类型，迁改这些管线需要协调众多单位，增加了施工难度和不确定性。根据工程经验，按照传统的“先井后隧”的施工方法，这些错综复杂的外部条件经常导致工作井的施工无法按计划进行，进而导致后续隧道区间的盾构施工进度滞后，对工期造成极大影响，同时增加工程成本，还会产生不良的社会影响。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种盾构隧道施工方法，旨在解决传统的电力盾构隧道施工方法采用“先井后隧”方法容易受搬迁补偿、管线迁改等外部条件影响导致施工进度滞后的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的盾构隧道施工方法包括以下步骤：

3、进行盾构施工，以形成隧道区间；

4、对所述隧道区间内进行局部加固，形成局部加固后的隧道子区间；其中，所述隧道子区间包括中间段和位于所述中间段两端的加固段；

5、在环状区域内沿竖直方向施工，以形成环状的支护结构；其中，所述环状区域的覆盖范围包含所述中间段并部分包含所述加固段；

6、在所述支护结构所围成的区域内沿竖直方向进行施工，以形成工作井；

7、拆除所述加固段中的加固结构，并拆除所述支护结构中位于所述加固段内的结构，以使所述隧道区间横向贯通。

8、在一实施方式中，所述进行盾构施工，以形成隧道区间的步骤包括：

9、利用盾构掘进机对所述隧道区间进行盾构掘进施工；

10、在盾构掘进过程中，利用盾构掘进机向所述隧道区间的内壁铺设隧道管片。

11、在一实施方式中，所述对所述隧道区间内进行局部加固，形成局部加固后的隧道子区间的步骤包括：

12、以所述隧道区间内需要施工得到所述工作井的部分作为特定区间段，采用多个钢模板分别封堵所述特定区间段的两端，并利用所述钢模板为隧道提供支撑；

13、利用贯通于所述钢模板上的注浆钢管向所述钢模板的内部灌注填充体。

14、在一实施方式中，所述填充体为轻质泡沫混凝土材料；和/或，每一个所述钢模板上设有至少两根所述注浆钢管，相邻的两根所述注浆钢管之间在竖向上的间距范围为0.9～1.1m。

15、在一实施方式中，所述在环状区域内沿竖直方向施工，以形成环状的支护结构的步骤包括：

16、分块拆除位于所述环状区域内的所述隧道子区间的内壁上的隧道管片；

17、在所述中间段的两端沿竖直方向施工并得到硬咬合桩，并使所述硬咬合桩沿竖直方向延伸至地面，以形成所述支护结构；

18、在所述硬咬合桩的内侧施工，以形成压顶梁；

19、在所述硬咬合桩的顶部沿所述硬咬合桩的外环施工并得到第一双管旋喷桩，在所述硬咬合桩的顶部沿所述硬咬合桩的内环施工并得到第二双管旋喷桩。

20、在一实施方式中，所述在所述硬咬合桩的顶部沿所述硬咬合桩的外环施工并得到第一双管旋喷桩，在所述硬咬合桩的顶部沿所述硬咬合桩的内环施工并得到第二双管旋喷桩的步骤之后，还包括：

21、沿所述硬咬合桩的环状顶部施工，以形成挡土墙；

22、沿所述第一双管旋喷桩的外周施工，以形成截水沟。

23、在一实施方式中，所述第一双管旋喷桩的厚度≥1.5m；

24、和/或，所述第二双管旋喷桩的厚度≥1.5m；

25、和/或，所述硬咬合桩设置为钢筋混凝土桩。

26、在一实施方式中，所述在所述支护结构所围成的区域内沿竖直方向进行施工，以形成工作井的步骤包括：

27、在所述支护结构所围成的区域内沿竖直方向开挖土方，清理所述土方的基底，并在所述基底上铺设结构底板；

28、沿所述支护结构的内壁绑扎钢筋并安装端墙模板，在所述端墙模板中浇筑混凝土，以形成所述工作井的主体结构端墙；

29、在所述主体结构端墙的顶部绑扎钢筋并安装顶盖模板，在所述顶盖模板中浇筑混凝土，以形成所述工作井的顶盖。

30、在一实施方式中，所述结构底板的下方铺设有位于上层的细石混凝土保护层和位于下层的混凝土垫层。

31、本发明还提出一种隧道结构，其采用上述的盾构隧道施工方法建造而成。

32、本发明的技术方案通过采用盾构隧道施工方法，首先通过进行盾构施工，以形成隧道区间；对隧道区间内进行局部加固，形成局部加固后的隧道子区间；其中，隧道子区间包括中间段和位于中间段两端的加固段；在环状区域内沿竖直方向施工，以形成环状的支护结构；其中，环状区域的覆盖范围包含中间段并部分包含加固段；在支护结构所围成的区域内沿竖直方向进行施工，以形成工作井；拆除加固段中的加固结构，并拆除支护结构中位于加固段内的结构，以使隧道区间横向贯通。

33、本发明的技术方案通过采用“先隧后井”的施工方法，即先施工得到隧道，后施工形成工作井的施工方法，在城市电力盾构隧道建设中，“先隧后井”的施工方法由于可以在施工工作井之前先行施工隧道区间，从而避免了传统的“先井后隧”施工方法中因征地拆迁、管线迁改等外部环境延误工作井施工进度，导致延误后续隧道区间的施工进度的问题，有效降低了因外部环境变化引发的施工延误风险。

34、此外，传统的“先井后隧”施工方法常常要求盾构机等待工作井的施工完成才能开始施工隧道区间，这在一定程度上限制了盾构机的使用效率；而本发明中采用的“先隧后井”施工方法则避免了盾构机的窝工情况，使得盾构机能够先行掘进隧道区间，能够显著缩短城市电力隧道建设的整体工期，不仅可以降低施工成本、缩短工期，同时确保城市电力隧道路径方案的安全性和稳定性，为城市电力的可靠传输提供了坚实的保障。

35、而且，传统“先井后隧”施工方法需要预先设置不同工作井之间的间距再进行隧道区间的施工，其可能导致工作井之间的间距较短，盾构掘进机盾构过程中需要进出井次数较多的问题；而本发明采用了“先隧后井”施工方法后，始发井、终到井这些工作井可以根据隧道区间的情况进行长距离设置，从而减少盾构掘进机的进出井次数，降低施工风险，减轻受地质条件的影响，保障施工安全。