[發(fā)明專利]三孔小凈距隧洞下穿鐵路干線的暗挖施工變形控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310318572.X
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN103375170A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董會(huì)川;路亮;王青儉;蔡忠澤;張洪;劉振華;劉暢;崔雄飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵六局集團(tuán)石家莊鐵路建設(shè)有限公司;中鐵六局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/00
• 分類號(hào): E21D9/00
• 代理公司: 石家莊國為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 米文智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道(洞)?淺埋土質(zhì)地層施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種三孔小凈距隧洞下穿鐵路干線的暗挖施工變形控制方法。

背景技術(shù)

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，各種工程間近接施工相互影響越來越嚴(yán)重。引水干渠穿越既有鐵路成為必然，保證隧洞下穿期間的施工安全和鐵路運(yùn)營安全是一項(xiàng)新課題。

當(dāng)施工隧道下穿鐵路時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)鐵路干線產(chǎn)生如隆起、沉降等不利影響。為了確保隧道施工和鐵路行車的安全，已有的施工方法所采取的措施有：嚴(yán)格控制并優(yōu)化隧道施工參數(shù)，必要時(shí)采取輔助施工措施。

從目前隧道施工過程中來看，有單線或雙線盾構(gòu)隧道下穿鐵路的工程，在不中斷列車行車的情況下，還未見有在列車時(shí)速140km/h未減速情況下三線小凈距隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工方法。三線隧道近接施工，無論三線同時(shí)施工或先后施工，必然存在復(fù)雜的相互影響，尤其是先建隧道將會(huì)受到后建隧道旋工的影響，而且列車行駛的振動(dòng)也會(huì)對(duì)隧道的應(yīng)力重分布和地層位移產(chǎn)生顯著影響，給隧道施工增加了難度，屬復(fù)合近接施工問題。另一方面，在三線隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工過程中，存在對(duì)地層的多次擾動(dòng)和影響的疊加，很容易使地表和鐵路干線的沉降超限，在鐵路運(yùn)行不允許被中斷的情況下，三線隧道相繼穿越鐵路的盾構(gòu)施工對(duì)于高速營運(yùn)的列車存在著嚴(yán)重的危害。

涉及穿鐵路干線的隧洞施工技術(shù)的專利，如申請(qǐng)?zhí)枮?00710050138.2，該專利為三線并行下穿鐵路干線隧道的盾構(gòu)施工方法，施工方法包括以下步驟：利用三維有限元對(duì)各施工順序和方法進(jìn)行模擬分析，選擇盾構(gòu)施工順序；根據(jù)動(dòng)應(yīng)力的影響程度，選擇鐵路路基加固的方案；采用荷載結(jié)構(gòu)模型，計(jì)算確立鐵路列車動(dòng)載下的盾構(gòu)管片配筋加強(qiáng)方案；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和盾構(gòu)機(jī)性能選擇施工參數(shù)，包括合理設(shè)定正面土壓力、加強(qiáng)同步注漿、嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度、嚴(yán)格控制軸線偏差、利用預(yù)埋注漿孔進(jìn)行壁后二次注漿、加注泡沫或泥漿；采用嚴(yán)密的監(jiān)測措施監(jiān)測盾構(gòu)施工過程，使施工單位能夠及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，保障施工的安全進(jìn)行。本發(fā)明給出了具體的施工方法，但未明確說明在施工過程中，對(duì)隧洞的變形控制所采取的措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種三孔小凈距隧洞下穿鐵路干線的暗挖施工變形控制方法，該方法可以在不中斷列車行車的情況下，實(shí)現(xiàn)了三孔隧洞的下穿，保障既有線路的運(yùn)營安全和隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種三孔小凈距隧洞下穿鐵路干線的暗挖施工變形控制方法，其特征在于包括如下步驟：

1）施工準(zhǔn)備：根據(jù)既有鐵路干線軌道平順性要求，結(jié)合工程實(shí)際情況，確定施工地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)；利用有限元程序建立三維靜力和動(dòng)力數(shù)值模型，計(jì)算模擬不同加固方案、不同施工方案和不同施工參數(shù)工況下各施工階段的地表位移、洞內(nèi)位移及結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化，從而確定三孔隧洞的施工方案和施工參數(shù)；

2）線路加固：首先在線路兩側(cè)搭設(shè)鉆孔樁作為支撐樁，對(duì)線路采用吊軌縱橫梁法加固；線路加固61m范圍內(nèi)，每隔2根混凝土枕穿入1根木枕；橫梁采用工字鋼，橫梁兩端支撐在樁頂冠梁上，采用螺栓將橫梁與吊軌聯(lián)接牢固；線路兩側(cè)及中間縱梁采用工字鋼，兩根一束布置，置于橫梁上，用U型螺栓與橫梁聯(lián)接，兩端置于枕木垛上；吊軌梁采用鋼軌，組裝方式為3-5-3扣，鋼軌接頭錯(cuò)開，兩端與縱梁平齊，并加設(shè)臨時(shí)梭頭；吊枕與其下面的枕木用U型螺栓連接在一起以增強(qiáng)其整體性，并設(shè)軌距桿；橫梁在橫向與兩側(cè)冠梁固定；

3）地表注漿加固：采用小導(dǎo)管注漿施工方法，對(duì)洞頂以上路基壓注水泥漿液進(jìn)行加固處理；采用二重管注漿施工方法，對(duì)隧道邊墻以外2m范圍土體壓注水泥—水玻璃雙液漿進(jìn)行加固處理；

4）超前管幕施工：在隧道拱部沿隧道中線方向夯入帶有連接互鎖導(dǎo)向裝置的熱壓無縫鋼管；鋼管夯通后在夯進(jìn)側(cè)采用螺旋鉆出土，然后向鋼管內(nèi)填注有壓細(xì)石混凝土，形成水平向的鋼管混凝土帷幕；

5）洞門及洞口施工：在隧道洞口兩側(cè)鉆孔灌注樁；在隧道入口側(cè)施做環(huán)框梁；隧道洞口管幕鋼管上方土體和管幕鋼管與支護(hù)樁之間土體采用砂漿錨桿支護(hù)；洞口部位兩榀格柵并架，進(jìn)口段附近格柵加密并和管幕鋼管用鋼筋焊接牢固；環(huán)框門完成后在隧道進(jìn)口處再分臺(tái)階破口掘進(jìn)；

6）邊墻及掌子面注漿加固：邊墻小導(dǎo)管沿開挖輪廓線從格柵腹部穿過；掌子面上臺(tái)階小導(dǎo)管順?biāo)淼乐芯€方向打設(shè)；

7）隧洞開挖：采用四臺(tái)階預(yù)留核心土加臨時(shí)橫撐法施工，開挖按一、二、三、四臺(tái)階順序施工，臺(tái)階長度控制在3～5m，開挖步長0.5m；先施工左右兩側(cè)隧洞，再破口掘進(jìn)中間隧洞；