[發明專利]一種盾構隧道的施工方法

有效

• 申請號: 201510298906.0
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104895122B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 肖明清;龔彥峰;魯志鵬;何應道;孫峰;龍凡;蔣喆;梁艷
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D31/12
• 分類號: E02D31/12;E02D27/14;E21D9/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 黃行軍,萬仲達

技術領域

本發明涉及一種盾構隧道領域，特別涉及一種盾構隧道的施工方法。

背景技術

盾構隧道抗浮設計是盾構隧道的重要設計部分，直接影響隧道的線路設計和建設規模的確定，盾構隧道抗浮設計即是滿足盾構隧道抗浮力大于上浮力，并留有一定的安全系數的要求。具體地，盾構隧道抗浮設計需滿足抗浮穩定性要求，其公式如下：

式中：G_k——隧道抗浮力，由隧道自重、壓重或其它措施提供的抗浮力組成；

F_w——隧道浮力作用值；

K_w——抗浮穩定安全系數，按最不利情況驗算，當不計地層側摩阻力時取1.05；當計及地層側摩阻力時，根據不同地區的地質和水文地質條件，可采用1.10～1.15。

在實際施工時，盾構隧道施工期內部結構尚未完成，只有管片襯砌結構，盾構推進施工中的管片上浮問題可能由多種因素引起，當抗浮力不夠時，施工期的盾構抗浮一般是采取臨時措施，通過隧道內部或地面的臨時壓重等措施解決隧道的抗浮問題。盾構隧道運營期結構全部完成后，在長期運營過程中由于地下水位變化，隧道的上浮力也是變化的，當隧道的局部覆土較淺時，會導致隧道不滿足抗浮穩定性要求。引起盾構隧道覆土較淺的情況有以下幾種：

(1)受建設條件限制，如盾構隧道穿越道路、水溝等情況；

(2)隧道穿越如長江等河道，為防洪需要，要求盾構工作井與堤防留有足夠的距離；

(3)大直徑盾構隧道的每延米造價低于明挖深基坑，為節省工程投資延長盾構隧道長度。

針對盾構隧道淺覆土的情況，為了滿足盾構隧道長期運營過程中的抗浮穩定性安全要求，需要采取其它輔助抗浮措施。目前，較為常用的抗浮措施有：

(1)地面堆載壓重，該抗浮措施在長期運營過程中受地面條件限制一般難以實現；

(2)利用盾構隧道內的無用空間填充混凝土或其它配重材料，增加隧道自重，但由于盾構隧道的內部空間是有限的，因此隧道內增加的配重也不一定能完全克服上浮力的增加，某些情況下仍無法滿足抗浮穩定性安全要求；

(3)在整個盾構隧道的上方加設門式框架結構，增加隧道壓重，該抗浮措施的工程量較大，成本較高；

(4)盾構隧道內部結構上開孔，設置小型抗拔樁或抗浮錨桿，并安裝防水裝置，該抗浮措施能夠增加的抗浮力較小，不能完全滿足抗浮穩定性安全要求。

因此，現有的幾種抗浮措施在實際施工時均存在各自的問題，無法滿足實際施工需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種能完全滿足抗浮穩定性要求且成本低的盾構隧道連續梁式抗浮結構。

為了實現以上目的，本發明提供的一種盾構隧道連續梁式抗浮結構，包括沿盾構隧道縱向間隔布置的若干個承臺，所有所述承臺均橫向設置在所述盾構隧道的上方，每個所述承臺的下方分別設有用于固定的抗拔樁，所述承臺下表面與所述盾構隧道的頂部上表面之間設有用于將所述承臺、所述抗拔樁和所述盾構隧道連成一體的地層加固層。通過沿盾構隧道縱向每隔一定距離布置承臺和抗拔樁，并對承臺底面至盾構隧道拱部的高壓縮性地層進行加固(即地層加固層)，使得盾構隧道、地層加固層、抗拔樁和承臺共同形成連續梁式的整體抗浮結構，這樣，承臺之間的盾構隧道襯砌結構在上浮力作用下允許一定的向上變形，從而充分利用了盾構隧道本身的縱向抗彎、抗剪能力，再加上承臺和抗拔樁本身的抗浮能力，使得本抗浮結構很容易地就能滿足盾構隧道的抗浮穩定性要求；并且，由于加設地層加固層本身自重也較大，所以加設地層加固層還能起到一定的抗浮作用；同時，由于本抗浮結構是沿盾構隧道分段設置承臺和抗拔樁，所以本抗浮措施的工程量大為降低，從而大大地降低了成本；而且，承臺和抗拔樁設置的位置還可結合地面條件確定，進而減少了施工對周邊環境的影響。

在上述方案中，相鄰兩所述承臺的橫向中心線之間的間距D為20～40m。

在上述方案中，所有所述承臺中距離所述盾構隧道端頭處的工作井或站臺最近的一個的橫向中心線與所述工作井或站臺的橫向中心線之間的間距也為D。

在上述方案中，所有所述承臺的橫向中心線與所述盾構隧道的中心軸線所在的豎直平面垂直。通過將承臺的橫向中心線設計成與盾構隧道的中心軸線所在的豎直平面垂直，這樣，承臺與盾構隧道之間能更好、更直接地發生力的傳遞，從而能更直接、更好的發揮本結構的抗浮能力。