[發明專利]暗挖隧道受力體系二次轉換施工方法

有效

• 申請號: 201611033738.3
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106761770B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 張紅衛;吳智強;李平;劉為民;羅桂軍
• 申請（專利權）人: 中建五局土木工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/14;E21D11/38
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種暗挖隧道受力體系二次轉換施工方法，包括以下步驟：a、利用超前注漿技術加固待開挖土體；b、通過施工過程有限元模擬確定開挖進尺與支撐的方案；c、實施邊開挖邊支撐，然后施工地下工程主體結構。本發明暗挖隧道受力體系二次轉換施工方法，具有受力明確、傳力途徑簡單、施工安全的特點。通過施工過程有限元模擬，可以為施工進尺與支撐方案提供優化依據，從而達到節省工期、降低成本的目的。

技術領域

本發明涉及暗挖隧道施工技術領域，特別地，涉及一種下穿既有建筑物的地下工程的受力體系二次轉換暗挖施工方法。

背景技術

在城市修建地鐵或者下穿隧道等地下工程時，不可避免地要在地面建(構)筑物附近穿過，這不僅需要保證地下工程本體施工的安全，還須妥善地解決地下工程對既有建筑物的影響問題。尤其是當地下工程從地面建(構)筑物正下方穿過時，這個問題顯得更加突出，采用合適的暗挖施工方法尤為重要。

現有的施工方式主要有：采用避讓地下工程并采用托架支撐相結合的方式，以降低對既有建筑物的影響，施工周期長，并且地鐵等隧道施工無法進行避讓的方式；如果實在無法避開地下工程時，需要拆除既有建筑物，以降低施工過程中造成的危害，但是這樣會造成施工周期的延長，同時增加了拆除、垃圾堆放占地、垃圾運送等費用，造成施工成本的增加。

發明內容

本發明提供了一種暗挖隧道受力體系二次轉換施工方法，以解決下穿既有建筑物的地下工程的暗挖施工方法，采用避讓方式施工，施工周期長，不適合部分隧道施工；采用拆除既有建筑物的方式，施工周期長，施工成本高的技術問題。

本發明提供一種暗挖隧道受力體系二次轉換施工方法，包括以下步驟：a、利用超前注漿技術加固待開挖土體；b、通過施工過程有限元模擬確定開挖進尺與支撐的方案；c、實施邊開挖邊支撐，然后施工地下工程主體結構。

進一步地，步驟a的具體實施步驟為：進入暗挖段開挖面后，采用鋼花管進行土體超前注漿；注漿孔水平間距為0.8-1.5m，且呈梅花形布置；注漿長度根據土質情況確定，將待開挖土體全部固結，以保證后續開挖的穩定。

進一步地，暗挖段每30m-45m采用一次注漿固結；將待開挖土體全部固結，以保證后續開挖的穩定。

進一步地，步驟b的具體實施步驟為：從受力上分析暗挖段的土體開挖-型鋼支撐-主體結構的施工過程；地下工程主體結構以上的荷載一開始由待開挖土體承受，隨著每開挖一步，采用H型鋼柱支撐一次，逐漸轉為由型鋼支撐承受，隨著主體結構砼的施工，再逐漸轉為由地下工程主體結構承受的受力體系二次轉換過程；采用有限元軟件ANSYS進行暗挖施工全過程模擬，預測地表沉降及型鋼支撐的受力變化規律，優化土體開挖進尺及型鋼尺寸，根據經濟技術指標確定最優的開挖進尺與支撐方案。

進一步地，隧道寬度為18m-25m，高為5.5m-7.5m，主體結構包括已建隧道頂板、底板、中墻和側墻；采用H型鋼作為支撐，橫斷面上共五排，橫向間距為4m-6m，其中中間的H型鋼位于中隔墻構成第一道支撐，兩邊的H型鋼分別位于側墻內構成第三道支撐，H型鋼后期與隧道主體澆筑為一整體，H型鋼支撐縱向間距為0.5m-2m；H型鋼支撐底部位于C40快凝快硬砼澆筑的底座中，頂部與已建隧道頂板頂緊。

進一步地，土體橫斷面上分三次開挖，第一次開挖中間部分，即底部寬度為4m-6m，頂部寬度為7m-9m的梯形部分；第二次開挖底部及頂部寬度均為3m-5m；第三次開挖兩側剩余部分土體；三次開挖過程中，每次縱向開挖進尺為1m-3m，每完成一個進尺及時施作H型鋼支撐。

進一步地，每道H型鋼柱間，頂部采用工字鋼橫梁進行連接；每根H型鋼柱，頂部采用橫向H型鋼連接，橫向H型鋼翼緣間采用兩塊鋼板進行加強，并與已建隧道頂板頂緊。