一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法技术

本发明专利技术公开了一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，包隧道主体土方开挖时包括以下步骤：沿隧道长度将需要开挖的土方划分为若干段，每条需要开挖的土方记为一个开挖工作面且宽度为2

【技术实现步骤摘要】
一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道明挖的
，特别是指一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法。

技术介绍

[0002]隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物，根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。而隧道的开挖方法包括明挖法和暗挖法，对于经过中心城区的隧道工程，由于其埋深浅多使用明挖法。
[0003]而随着城市建筑的逐渐密集化，可使用土地逐渐缩小，而既有建筑由于历史原因、功能原因无法拆除，同时还要建设新的隧道，来解决早期规划不合理所导致的交通拥堵、商圈结构不合理等问题。但是，对于经过中心城区下轨道的隧道工程，由于其埋深受既有地下轨道、地下水电管网等影响，需要采用明挖法进行施工，但是又难以采用明挖法施工，原因入下：
[0004](1)外部作业对地下轨道交通结构的影响。外部作业对轨道交通影响的级别应根据外部作业与轨道交通结构的接近程度和外部作业工程影响分区来确定。
[0005]而接近程度应根据城市轨道交通结构的施工方法及其与外部作业的空间位置关系确定，接近程度的判定标准如表1所示：
[0006]表1：接近程度的判定标准
[0007][0008]表1中的H为为明挖、盖挖法城市轨道交通结构的基坑开挖深度，W为矿山法城市轨道交通结构的隧道毛洞跨度，D为盾构法或顶管法城市轨道交通结构的隧道外径。
[0009]而明挖法外部作业的工程影响分区如表2所示：
[0010]表2：明挖法外部作业的工程影响分区
[0011]工程影响分区区域范围强烈影响区(A)结构正上方及外侧0.7h1范围内显著影响区(B)结构外侧0.7h1～1.0h1范围一般影响区(C)结构外侧1.0h1～2.0h1范围较小影响区(D)结构外侧2.0h1范围以外
[0012]表1中h1为明挖、盖挖法外部作业结构底板的埋深。
[0013]从表1和表2可以得到表3：
[0014]表3：外部作业影响等级划分表
[0015][0016]因此，对于上穿地下轨道的上部隧道明挖施工，且影响等级属于特级的外部作业来说，其施工难度非常大。
[0017]另外，中心市区的地下轨道具有严格的保护区建设标准，重点保护区范围包括：
[0018](一)地下车站和隧道结构外边线外侧10米内；
[0019](二)地面和高架车站以及线路轨道结构外边线外侧5米内；
[0020](三)出入口、通风亭(井)、冷却塔、变电站、控制中心、垂直电梯等建筑物、构筑物结构外边线和车辆基地用地范围外侧5米内；
[0021](四)轨道交通过河(湖)隧道、桥梁结构外边线外侧50米内。
[0022]城市轨道交通结构安全控制指标值如表4所示：
[0023]表4：城市轨道交通结构安全控制指标值
[0024][0025]因此，在保证城市既有地下轨道结构安全的前提下，如何在其上部进行影响等级属于特级的明挖法开挖隧道，是现有技术亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0026]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，解决了现有技术在保证城市既有地下轨道结构安全的前提下，无法在地下轨道上部进行影响等级属于特级的明挖法隧道开挖的技术问题。
[0027]本申请的技术方案为：一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，包括以下步骤：围挡保通工程、清表拆除工程、雨污水工程、隧道基坑围护、隧道基坑土体加固、隧道主体土方开挖工程，所述隧道主体土方开挖工程包括以下步骤：沿隧道长度将需要开挖的土方划分为若干段，每条需要开挖的土方记为一个开挖工作面且宽度为2
‑
6米，开挖时采用跳仓开挖的方式，2
‑
6个开挖工作面为一组开挖工作面，同一组开挖工作面中相邻的开挖工作面间距为40
‑
60m，每组开挖工作面中的各个开挖工作面同时施工，当前一组开挖工作面施工完成后，在开挖后的底部浇筑底板并在底板上压放厚素砼，然后进行下一组开挖工作面的施工，施工过程中进行深基坑监测以及地下轨道监测。
[0028]进一步地，所述隧道主体土方开挖工程的计算方法，利用采用大型商业三维有限元软件MIDAS
‑
GTS，采用连续介质有限元法，按实际工况真实模拟地下工程开挖过程，所述模拟的步骤为：(1)首先计算初始应力状态，初始地应力利用地层侧压力系数K0计算；(2)下卧已建隧道的施工，不记该过程产生的隧道和地层位移；(3)围护结构施工；(4)基坑土方开挖，按设计方案进行所述跳仓开挖；(5)结构底板施工与压载；(6)结构顶板施工与覆土回填，模型建立时约束底面三向位移，侧向四周约束法向位移，顶面自由。
[0029]进一步地，所述隧道基坑围护采用墙撑体系，其中围护壁采用800mm厚地下连续墙，横向支撑为800mm
×
800mm的钢筋混凝土支撑，局部位置设两道钢筋混凝土支撑，钢筋混
凝土支撑设置至少一道钢格构柱，施工顶板时，架设尺寸为D609mm
×
16mm的临时钢支撑作为钢换撑，考虑到地下轨道周边施工安全保护区域，所述地下连续墙最小嵌入深度为3.2m
‑
7m，开挖深度7.1m，插入比0.45
‑
0.98。
[0030]进一步地，所述隧道基坑土体加固时，隧道周边采用全方位高压旋喷注浆进行加固，全方位高压旋喷注浆的规格为D2000@1800mm，搭接宽度为200mm，加固方式采用门式加固方法，地铁隧道保护区域内加固至拱顶以上2m，地铁保护区域外加固至坑底以下14m，要求加固土体的无侧限抗压强度不小于2.5MPa，加固区域应先施工全方位高压旋喷注浆的加固桩，后套作施工所述地下连续墙，施工中控制全方位高压旋喷注浆与地连墙之间的施工时间间隔为5～7天。
[0031]进一步地，所述隧道基坑土体加固在主隧道基坑施工前从地表实施，施工前必须查清既有地下轨道的准确位置，地下轨道上方及临近地下轨道侧的地基加固必须在监测数据的指导下组织施工，进行精确定位，严格控制隧道基坑土体加固的标高、垂直度和注浆压力，地下轨道侧按照“先近后远”的次序组织施工，最贴近地下轨道侧的全方位高压旋喷注浆加固必须在地铁列车夜间停运时予以实施，且应在地铁开始运营之前2h内完成并确保加固后的土体在运营前已具有80％以上的设计强度。
[0032]进一步地，每个所述开挖工作面的施工步骤包括土方开挖、土钉墙施工、混凝土垫层及防水施工、底板施工、腹板钢筋绑扎及模板安装、配重块放置及支架安装、腹板混凝土浇筑及安装钢换撑、拆除钢筋混凝土支撑、顶板施工，在腹板混凝土浇筑及安装钢换撑完成后即可进行下一组开挖工作面的施工。
[0033]进一步地，对每个开挖工作面进行土方开挖前采用挖掘机挖去基坑表层2m厚表层土，剩余土方采用跳仓开挖的方式进行施工，此工序与所述钢筋混凝土支撑及钢筋混凝土支撑外围的冠梁同步进行施工；对每个开挖工作面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，包括以下步骤：围挡保通工程、清表拆除工程、雨污水工程、隧道基坑围护、隧道基坑土体加固、隧道主体土方开挖工程，其特征在于：所述隧道主体土方开挖工程包括以下步骤：沿隧道长度将需要开挖的土方划分为若干段，每条需要开挖的土方记为一个开挖工作面且宽度为2
‑
6米，开挖时采用跳仓开挖的方式，2
‑
6个开挖工作面为一组开挖工作面，同一组开挖工作面中相邻的开挖工作面间距为40
‑
60m，每组开挖工作面中的各个开挖工作面同时施工，当前一组开挖工作面施工完成后，在开挖后的底部浇筑底板并在底板上压放厚素砼，然后进行下一组开挖工作面的施工，施工过程中进行基坑监测以及地下轨道监测。2.根据权利要求1所述的上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，其特征在于：所述隧道主体土方开挖工程的计算方法，利用采用大型商业三维有限元软件MIDAS
‑
GTS，采用连续介质有限元法，按实际工况真实模拟地下工程开挖过程，所述模拟的步骤为：（1）首先计算初始应力状态，初始地应力利用地层侧压力系数K0计算；（2）下卧已建隧道的施工，不记该过程产生的隧道和地层位移；（3）围护结构施工；（4）基坑土方开挖，按设计方案进行所述跳仓开挖；（5）结构底板施工与压载；（6）结构顶板施工与覆土回填，模型建立时约束底面三向位移，侧向四周约束法向位移，顶面自由。3.根据权利要求1或2所述的上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，其特征在于：所述隧道基坑围护采用墙撑体系，其中围护壁采用800mm厚地下连续墙，横向支撑为800mm
×
800mm的钢筋混凝土支撑，局部位置设两道钢筋混凝土支撑，钢筋混凝土支撑设置至少一道钢格构柱，施工顶板时，架设尺寸为D609mm
×
16mm的临时钢支撑作为钢换撑，考虑到地下轨道周边施工安全保护区域，所述地下连续墙最小嵌入深度为3.2m
‑
7m，开挖深度7.1m，插入比0.45
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0.98。4.根据权利要求3所述的上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，其特征在于：所述隧道基坑土体加固时，隧道周边采用全方位高压旋喷注浆进行加固，全方位高压旋喷注浆的规格为D2000@1800mm，搭接宽度为200mm，加固方式采用门式加固方法，地铁隧道保护区域内加固至拱顶以上2m，地铁保护区域外加固至坑底以下14m，要求加固土体的无侧限抗压强度不小于2.5MPa，加固区域应先施工全方位高压旋喷注浆的加固桩，后套作施工所述地下连续墙，施工中控制全方位高压旋喷注浆与地连墙之间的施工时间间隔为5~7天。5.根据权利要求4所述的上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，其特征在于：所述隧道基坑土体加固在主隧道基坑施工前从地表实施，施工前必须查清既有地下轨道的准确位置，地下轨道上方及临近地下轨道侧的地基加固必须在监测数据的指导下组织施工，进行精确定位，严格控制隧道基坑土体加固的标高、垂直度和注浆压力，地下轨道侧按照“先近后远”的次序组织施工，最贴近地下轨道侧的全方位高压旋喷注浆加固必须在地铁列车夜间停运时予以实施，且应在地铁开始运营之前2h内完成并确保加固后的土体在运营前已具有80%以上的设计强度。6.根据权利要求4或5所述的上跨地铁的明挖隧道抽条施工方法，其特征在于：每个所述开挖工作面的施工步骤包括土方开挖、土钉墙施工、混凝土垫层及防水施工、底板施工、腹板钢筋绑扎及模板安装、配重块放置及支架安装、腹板混凝土浇筑及安装钢换撑、拆除钢筋混凝土支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢春亭，孙云峰，李忠明，汪凯，燕远岭，周超伦，付亚辉，杨标，高凯，连小康，高晓辉，
申请(专利权)人：中建七局安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：