[發明專利]一種錨索法處治運營地鐵隧道沉降的施工方法

有效

• 申請號: 201210242059.2
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102767194A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 孔綱強;劉漢龍;丁選明
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D37/00
• 分類號: E02D37/00;E02D27/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本發明涉及隧道與地下工程技術領域，尤其涉及一種錨索法處治運營地鐵隧道沉降的施工方法。主要適用于軟弱土地基中運營地鐵由于列車循環動荷載等因素影響而導致長期沉降控制等技術領域。

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背景技術

隨著國家軟弱土地區地鐵隧道等基礎設施大量投入運營，這些工程作為國家城市生命線工程，在地鐵隧道運營期容易逐步產生差異沉降等病害。例如，目前上海地區部分地鐵運營以來已經有30-40?cm的沉降，長此以往將影響列車正常運營。運營期間內隧道差異沉降嚴重影響列車運營安全，其安全性極大地影響著人民生命財產安全，以及社會穩定。控制運營期隧道差異沉降是保證工程質量與安全的關鍵技術問題之一。若不從根本上解決此問題，每次都需要花費較多的費用處治差異變形，處治周期長、維修處治施工對隧道運營及周圍環境影響大，而且往往處治效果不佳；因此，探討從根本上處治運營期產生的差異沉降、且處治施工工藝對地鐵隧道運營影響小的技術方案顯得尤為迫切。

在本發明之前，中國發明專利“一種在運營隧道上方進行深大基坑施工的方法及防變形結構”（專利號：ZL200410015918.X），公布了一種當深大基坑開挖遇到運營隧道區間時，通過在運營隧道區間兩側打設抗拔樁、在抗拔樁排之間設置或澆注結構底板，抗拔樁排和結構底板有效連接防止隧道上方土體開挖卸荷造成隧道變形的技術方案。該技術方案主要針對局部開挖卸荷引起的運營隧道變形，而對于處治軟弱土地區長距離地鐵隧道在列車長期循環動荷載等因素影響下，引起的不同地鐵隧道區段之間的差異沉降尚無明顯效果；同時該法中結構底板只能在運營上方澆注，且只能用明挖完成后，再澆注底板，這導致工程量的增大，也增大了卸荷應力值，對運營隧道安全與穩定不利。中國發明專利“具有控制變形裝置的雙層結構圓隧道”（專利號：ZL200510112096.1），公布了一種在雙層結構圓隧道預制管片拼裝中設置拉桿以減少隧道變形的技術方案；該技術方法對于隧道預制管片拼接過程中的微小變形有效果，且能在一定程度上的減少隧道變形；但是這樣的加強肋對于長細比過大的盾構隧道不適應，因為長細比過大表明柔性越強，即使是鋼管，長細比過大也會沉降；同時該法僅在隧道施工期管節連接的差異沉降控制有效，一旦運營地鐵隧道產生了差異沉降，該法無法對運營期產生的差異沉降起到控制效果。此外，預先采用軟土地基處理方法使新建隧道地基土體固結沉降，從而減少后期土體沉降以控制地鐵結構變形的技術也是一種沉降控制方法；但是此法對于運營期沉降無法進行有效控制。

列車循環動荷載作用下軟弱土地基沉降情況復雜，由于受不同路段地質情況的變化、不同結構物之間的過渡連接，不同路段地基處治方式的差異，軟弱土的固結沉降時間特性及其結構性，以及地下水變化等因素的影響，在地鐵隧道運營期容易逐步產生差異沉降等病害，危害地鐵隧道運營安全。目前已有技術方案中，尚無可以有效控制軟弱土地區長細比超大的地鐵隧道運營期的差異沉降的技術；若無限制的增大隧道支護結構既不經濟、又不環保，且效果不佳，不能從根本上解決長細比超大的地鐵隧道差異沉降；因此，開發一種可以有效控制地鐵隧道運營期沉降的技術方法成為一個刻不容緩的工作。

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發明內容

本發明的目的在于克服上述不足和缺陷，解決列車循環動荷載作用下軟弱土地區運營地鐵隧道沿隧道方向差異沉降問題，提出一種利用錨索法處治運營地鐵隧道沉降的施工方法，沿地鐵隧道方向間隔布置錨索體系支撐地鐵隧道，以達到整體控制運營地鐵隧道在軟弱土地區差異沉降變形的目的。

本發明采用的技術方案為：設計一條穿越運營地鐵隧道下方并穿出地表面的鉆孔弧形曲線，利用水平定向鉆機沿設計弧形曲線鉆進鉆頭形成導向鉆孔，鉆進的過程中利用泥漿護壁，完成導向鉆孔后，將導向鉆頭更換為反轉擴孔鉆頭，通過單動接頭連接帶保護層的鋼絞線，回鉆鉆機并一次性回拖鋼絞線；重復工藝，在該條鋼絞線附近3-4?m處施工第二條鋼絞線；在鋼絞線穿出地面的入土點和出土點位置澆注預留穿越鋼絞線通道的混凝土墩和支撐混凝土墩的樁基礎，鋼絞線穿過混凝土墩并利用該墩作為反力施加預應力，形成一個穿越運營地鐵隧道下方的預應力錨索體系構建物；根據運營地鐵隧道三維計算分析確定，軟弱土地域沿運營地鐵隧道方向每隔200-600?m布置一個預應力錨索體系構建物，運營地鐵隧道的附加動荷載引起下部軟弱土沉降而散失的支撐力，由預應力錨索體系承擔，從而有效地控制超長細比的運營地鐵隧道結構的沉陷扭曲變形問題。

一種錨索法處治運營地鐵隧道沉降的施工方法，包括以下技術步驟：