[發明專利]一種地震作用下液化場地運營隧道上浮變形的控制方法

無效

• 申請號: 201210521382.3
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102966356A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 劉漢龍;孔綱強;陳育民;丁選明
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 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，尤其涉及一種地震作用下液化場地運營隧道上浮變形的控制方法。主要適用于具有地震作用下液化砂土層地基中地鐵、公路與鐵路隧道上浮變形控制等技術領域。

背景技術

隨著地鐵隧道、過江隧道等基礎設施大量投入建設與運營，不可避免的要穿越具有液化砂土層的受地震影響區域。地震液化場地，在地震作用下容易引起地下結構物的上浮變形，導致結構的嚴重上浮變形，甚至破壞。地鐵隧道、公路與鐵路隧道等屬于生命線工程，若控制不當，會嚴重威脅人民生命安全。

在本發明之前，中國專利“具有控制變形裝置的雙層結構圓隧道”（專利號：ZL200510112096.1）和“雙層結構圓隧道的控制變形方法”（專利號：ZL200510112097.6），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由于地震液化等因素引起的運營隧道的上浮變形無能為力，同時該法僅在隧道施工期管節連接的差異沉降控制有效，一旦運營隧道在地震作用下產生了上浮變形，該法無法對地震作用引起的隧道上浮變形起到控制效果。

綜上所述，目前尚未有地震作用下液化場地運營隧道上浮變形控制的較好方法；而地鐵隧道、公路與鐵路隧道等構件物對工后沉降要求非常嚴格，同時地震作用下液化場地區域隧道變形情況十分復雜；無限制的增大隧道支護結構效果不佳，且不經濟、不環保；如何有效控制地震作用下液化場地運營隧道上浮變形控制的方法是工程師們有待解決的技術難題。因此，開發一種地震作用下液化場地運營隧道上浮變形控制的技術方案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缺陷和不足，解決目前常用運營隧道沉降控制方法無法有效防止地震作用下液化場地運營隧道上浮變形的問題，提出一種地震作用下液化場地運營隧道上浮變形的控制方法，使線性通長無控制隧道改變為分段控制結構物，有效控制運營隧道結構的上浮扭曲變形問題。

本發明采用的技術方案為：在運營隧道兩側開挖豎向工作井至隧道頂部高程，然后在兩側工作井內進行鉆孔灌注樁施工，接著在隧道頂高程處通過傳力頂鐵和導向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時挖除并運走管正面的泥土；當第一節管全部頂入土層后，接著將第二節管接在后面繼續頂進，這樣將一節節管子頂入，作好接口，建成涵管；在涵管孔里放置鋼筋籠并水平澆筑混凝土，形成運營隧道頂橫梁，該梁與兩側的鉆孔灌注樁一起形成運營隧道門形控制結構，頂橫梁與灌注樁固定連接，最后回填壓實工作井；沿運營隧道方向具有液化層地段區域間隔200?m?-?500?m布置一個門形控制結構物。

所述的頂橫梁，由一根或多根直徑為600-1500?mm，長度為10-25?m的鋼筋混凝土結構物組成，在運營隧道上方2-5?m距離處頂進施工，挖空涵管內部土體并通過工作井運走被挖出的土體，續而在挖空的涵管內下放鋼筋籠并澆注混凝土，形成單根直徑為600-1500?mm的鋼筋混凝土橫梁。施工過程中，涵管外側布設注漿管，當施工遇到困難時，注射適量泥漿以減少阻抗力，提高施工效率。

所述的鉆孔灌注樁，為鉆孔咬合鋼筋混凝土樁，其直徑為500-1200?mm，樁長為5-40?m，相鄰兩根樁互相部分咬合，與頂橫梁通過鋼筋籠固定連接。

所述的工作井，包括出發井和接收井，井的深度、長度與寬度根據設計要求而定，深度一般為10-25?m，長度一般為20-25?m，寬度一般為10-20?m，工作井用地下連續墻支護，并距離運營隧道最短距離不小于5?m；灌注樁施工和頂橫梁施工完成后，對工作井進行回填并適當壓密。

一種地震作用下液化場地運營隧道上浮變形的控制方法，包括以下技術步驟：

（1）測量放線，確定地震作用下液化層運營隧道區域所對應的地面位置，在運營隧道兩側2-5?m處距離外確定兩個工作井的施工位置，架設施工機械；

（2）在設計工作井的施工位置，按照設計參數打設地下連續墻，形成封閉截面；

（3）待地下連續墻達到設計強度后，挖除地下連續墻內部土體，并在底部進行止水處理，防止地下水滲入，在運營隧道兩側分別形成頂橫梁施工所需的出發井和接收井；

（4）在出發井和接收井兩工作井內施工鉆孔咬合鋼筋混凝土灌注樁基礎至設計深度，并在樁頂預留一定長度鋼筋籠與頂橫梁鋼筋籠固定綁扎連接；