[發(fā)明專利]一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811092903.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN109026043A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋超業(yè);賀維國;李少波;段悟哲;杜寶義;黃寶龍;檀業(yè)霖;劉遠(yuǎn)法;李凱;范國剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D11/08;E21D11/10
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1.一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，包括車站(1)、陸域盾構(gòu)段(12)、岸邊施工風(fēng)井(13)、水域硬巖礦山段(14)、工法對(duì)接段(15)、水域土層盾構(gòu)段(16)；

兩個(gè)所述車站(1)之間設(shè)有陸域盾構(gòu)段(12)、岸邊施工風(fēng)井(13)、水域硬巖礦山段(14)、工法對(duì)接段(15)、水域土層盾構(gòu)段(16)；所述陸域盾構(gòu)段(12)、岸邊施工風(fēng)井(13)、水域硬巖礦山段(14)、工法對(duì)接段(15)、水域土層盾構(gòu)段(16)依次相連；所述陸域盾構(gòu)段(12)、水域土層盾構(gòu)段(16)分別與鄰近的車站(1)接通；

所述陸域盾構(gòu)段(12)為雙線分離設(shè)置的兩個(gè)單線標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)區(qū)間，采用管片襯砌結(jié)構(gòu)，以一定間隔設(shè)置陸域段聯(lián)絡(luò)通道(8)；

所述岸邊施工風(fēng)井(13)設(shè)于水域(101)岸邊陸地，采用矩形框架多層結(jié)構(gòu)；

所述水域硬巖礦山段(14)為雙線分離設(shè)置的兩個(gè)單線礦山法區(qū)間，采用馬蹄形斷面，復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)；所述水域硬巖礦山段(14)設(shè)有水域礦山段隧道(5)；所述水域硬巖礦山段(14)的一側(cè)設(shè)有施工斜井(3)；

所述水域硬巖礦山段(14)與水域土層盾構(gòu)段(16)之間通過工法對(duì)接段(15)連接；

所述水域土層盾構(gòu)段(16)設(shè)有水域盾構(gòu)段隧道(9)；所述水域土層盾構(gòu)段(16)設(shè)有水域盾構(gòu)段聯(lián)絡(luò)通道(10)；所述陸域盾構(gòu)段(12)設(shè)有陸域隧道(7)；所述水域礦山段隧道(5)靠近施工斜井(3)設(shè)有斜井施工通道(4)；所述工法對(duì)接段(15)設(shè)有對(duì)接段隧道(11)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述陸域盾構(gòu)段的雙線線間距為15m；所述陸域段聯(lián)絡(luò)通道(8)雙洞之間間隔不大于600m；所述陸域盾構(gòu)段根據(jù)地層情況設(shè)置，若地質(zhì)條件基本為中微風(fēng)化硬巖地層，則采用分離設(shè)置的兩個(gè)單線標(biāo)準(zhǔn)礦山法區(qū)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述陸域盾構(gòu)段(12)和水域硬巖礦山段(14)通過岸邊施工風(fēng)井(13)連接；所述岸邊施工風(fēng)井(13)提供盾構(gòu)組織和礦山法段施工工作面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述水域硬巖礦山段(14)所處地層為中微風(fēng)化地層，線間距17m。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述水域硬巖礦山段(14)中的兩個(gè)單線礦山法區(qū)間之間通過多個(gè)水域礦山段聯(lián)絡(luò)通道(6)連接；所述水域礦山段聯(lián)絡(luò)通道(6)間距為300～600m；所述水域礦山段聯(lián)絡(luò)通道(6)設(shè)有廢水泵房排放地下水。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述工法對(duì)接段(15)位于較好圍巖地段，模筑二次鋼筋混凝土襯砌連接水域硬巖礦山段(14)與水域土層盾構(gòu)段(16)結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述水域盾構(gòu)段隧道(9)所處地層為第四系地層或全強(qiáng)風(fēng)化軟弱地層，為雙線分離設(shè)置的兩個(gè)單線盾構(gòu)區(qū)間，線間距17m，采用管片襯砌結(jié)構(gòu)，雙洞之間間隔不大于600m，設(shè)置海域聯(lián)絡(luò)通道。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，所述施工斜井(3)，用于水域礦山段隧道(5)的施工，同時(shí)運(yùn)營階段可兼做防災(zāi)逃生通道；所述施工斜井(3)采用礦山法施工，復(fù)合式襯砌。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)型式，其特征在于，縱斷面采用V型坡布置，最大縱坡30％，將隧道設(shè)置于分段的均一地層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長距離水下隧道礦山盾構(gòu)動(dòng)態(tài)自聯(lián)合敷設(shè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采用明挖法施工兩端車站和岸邊施工風(fēng)井；

(2)采用礦山法進(jìn)行施工斜井的施工，施工斜井采用馬蹄形斷面，施工采用臺(tái)階法開挖；

(3)施工斜井施工至水域硬巖礦山段的正線區(qū)間后，開挖施工斜井對(duì)應(yīng)的聯(lián)絡(luò)通道連接左右線正線區(qū)間，然后由四個(gè)工作面分別向水域和陸域施工硬巖礦山段的正線區(qū)間；采用礦山法施工正線區(qū)間時(shí)，如局部段落遇到軟弱圍巖時(shí)，可采取超前預(yù)注漿堵水加固地層的方式通過；

(4)兩端車站和岸邊施工風(fēng)井施工完成后，組織盾構(gòu)機(jī)始發(fā)施工陸域盾構(gòu)段和水域土層盾構(gòu)段；陸域盾構(gòu)段采用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，從端頭車站始發(fā)，到施工風(fēng)井處接收；水域土層盾構(gòu)段采用泥水平衡式復(fù)合盾構(gòu)機(jī)，刀盤可拆卸、刀具配置具備破巖能力，從端頭車站組織始發(fā)向水域中部掘進(jìn)；

(5)水域礦山段和盾構(gòu)段相向施工，在水域中部施工至工法對(duì)接段，工法對(duì)接段位置可根據(jù)地質(zhì)情況和礦山段、盾構(gòu)段的施工情況動(dòng)態(tài)確定；先從水域礦山法段施工好對(duì)接封閉箱體，盾構(gòu)到達(dá)預(yù)定對(duì)接位置，盾構(gòu)機(jī)刀盤破除封閉混凝土箱體結(jié)構(gòu)端墻，掘進(jìn)至封閉箱體前端端墻位置，拼裝盾構(gòu)管片，拆解盾構(gòu)機(jī)，將盾構(gòu)機(jī)殼鋼板留置在洞中，再模筑二次鋼筋混凝土襯砌連接礦山段和盾構(gòu)段管片結(jié)構(gòu)；

(6)采用礦山法施工水域礦山段和盾構(gòu)段兩個(gè)隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道和泵房等設(shè)施，即完成水下隧道礦山盾構(gòu)自聯(lián)合敷設(shè)的施工。