[發(fā)明專利]一種洞樁法暗挖隧道止水帷幕及其施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610035449.0
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105464685A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉建偉;盧致強;廖靜宇;劉衛(wèi)華;譚萬忠;張戈;賈飛宇;高雄鷹
• 申請（專利權）人: 中鐵隆工程集團有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

技術領域

本發(fā)明涉及隧道施工技術領域，具體的涉及一種洞樁法暗挖隧道止水帷幕及其施工方法。

背景技術

目前洞樁法施工工藝均以無水條件作為其實施前提，在地鐵建設等不具備降水條件的現(xiàn)場施工時，一般采用大量注漿加固洞室周邊土體形成隔水層的方式，來實現(xiàn)地下結構的開挖作業(yè)。該注漿止水工藝存在以下缺點：隔水需要一個相對嚴格封閉的隔障物，以防止地下水見孔即入的特性，但土體注漿的不確定性使其無法精確控制，操作中就只能在規(guī)模上放大，增大注漿加固范圍，導致較大浪費；大量的地層注漿，往往對周邊地下構筑物帶來意外傷害；大量的注漿（包括添加劑）帶來一定的地層特性變質及一定的地下水污染；注漿工藝操作獨立于開挖操作，需單獨的設備和額外的工序環(huán)節(jié)，尤其是在卵石地層鉆注漿孔效率極低，導致施工進度極慢；注漿堵水效果難以保證，特別是在高承壓水地層和砂卵石地層，注漿堵水往往難以達到預期效果。

此外，隨著城市的發(fā)展，地下工程的埋置深度越來越大，部分地下工程深度已達36m，有的甚至進入地下承壓水區(qū)域。由于城市地下水保護要求越來越嚴格，在修建地下工程時，降水方式將不被允許，在富水地層且不允許降水的條件下，以降水為前提的暗挖法將不再適用。

如前所述，城市的實際需求和國外的發(fā)展經驗表明，地下工程向深埋方向發(fā)展是必然的趨勢，埋深加大將對傳統(tǒng)設計和施工方法提出了新的挑戰(zhàn)，其中有效控制地下水是深埋地下工程解決的首要問題。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種洞樁法暗挖隧道止水帷幕及其施工方法，本發(fā)明能夠實現(xiàn)在洞樁法暗挖隧道施工時，無需地面降水便可保證施工的無水條件，同時本發(fā)明還能實現(xiàn)隧道施工的超前支護作用，有效控制地層變形。

本發(fā)明的發(fā)明目的主要通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種洞樁法暗挖隧道止水帷幕，包括沿隧道四個角部導洞開挖輪廓線、兩個上角部導洞內對向和豎向、以及兩個下角部導洞內對向咬合設置的止水咬合樁。

本發(fā)明無需對施工地面降水處理，通過設置于隧道四個角部導洞開挖輪廓線外、兩個上角部導洞內對向和豎向、以及兩個下角部導洞內對向的止水咬合樁形成的止水帷幕，與施工橫通道內的止?jié){墻形成一個止水箱體，從而實現(xiàn)隧道開挖斷面止水的技術效果。此外，止水咬合樁與隧道主體支護鋼架一起形成強有力的支護體系，其較強的支護承載力能夠實現(xiàn)有效制地層變形的技術效果。

進一步的，所述止水咬合樁可以由粘土水泥咬合樁而成，或者粘土水泥咬合樁與鋼筋混凝土咬合樁間隔咬合而成。采用粘土水泥咬合樁止水，可以因地取材，以現(xiàn)場原土為原料配制粘土水泥咬合樁，且粘土水泥漿強度低，骨料粒徑小，搭接部位成孔阻力小，不易產生偏孔，咬合面搭接性能及成型質量較好，止水性能可靠，而且節(jié)約了工程造價，降低了施工難度；而鋼筋混凝土咬合樁具有較高的承載強度，且其止水性能較好，因其施工工序多，且相對粘土水泥咬合樁而言成本較高，因此在隧道拱部等承載力較大部位，將粘土水泥咬合樁和鋼筋混凝土咬合樁配合使用，即提高了止水帷幕的支護能力，又降低施工成本。

進一步的，所述粘土水泥咬合樁間隔設置，所述鋼筋混凝土樁咬合設置于相鄰粘土水泥咬合樁之間，在需要較高支護強度的施工部位，將粘土水泥咬合樁和鋼筋混凝土咬合樁以間隔設置方式配合使用，可加強止水帷幕的支護強度，且間隔設置使得止水帷幕結構均勻，支護穩(wěn)定性較好。

一種洞樁法暗挖隧道止水帷幕的施工方法，包括以下步驟：

步驟1：沿隧道四個角部導洞開挖輪廓線施工止水咬合樁，止水咬合樁沿隧道縱向以一定外插角鉆進；

步驟2：在兩個上角部導洞內沿對向和豎向分別施工止水咬合樁，豎向施工的止水咬合樁延伸至對應下角部導洞頂部；

步驟3：在兩個下角部導洞內沿對向施工止水咬合樁；

步驟4：疏干隧道內地下水，分部開挖隧道斷面，架立隧道主體支護鋼架，噴射混凝土，跟進二次襯砌。

采用上述方法施工時，止水咬合樁施工的外插角根據(jù)咬合樁長度、直徑及需施工多環(huán)止水咬合樁時兩環(huán)止水咬合樁之間的搭接長度和搭接間隙大小等因素，經過計算而定，需施工多環(huán)止水咬合樁時兩環(huán)樁之間應保證有足夠的咬合厚度和長度。開挖過程中，止水咬合樁與隧道主體支護鋼架一起，形成強有力的支護體系，不僅有較強的支護承載能力，也有可靠的封閉堵水效果。止水咬合樁直徑及咬合厚度根據(jù)圍巖穩(wěn)定性、地下水情況、隧道埋深和現(xiàn)場施工條件確定。