[發(fā)明專利]一種淺埋隧道下穿既有鐵路施工控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910563774.8
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110173269B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 閆攀飛;尹智勇;陳文萍;劉詠梅;熊志剛;羊有彬;周琪;馬敏
• 申請（專利權）人: 中鐵二十三局集團第三工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;G06F30/20;E21F17/18
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 劉童笛

本發(fā)明涉及淺埋隧道施工領域，特別是一種淺埋隧道下穿既有鐵路施工控制方法，包含如下步驟：步驟一，三維模型模擬計算，選擇施工方法；步驟二，隧道軌下區(qū)段施工，布置洞內(nèi)的監(jiān)控點；步驟三，檢測沉降位移數(shù)據(jù)，修正三維模型參數(shù)。運用本發(fā)明所述的一種淺埋隧道下穿既有鐵路施工控制方法，通過三維軟件建立三維模型，并進行計算，后期修正三維模型，使得能及時并精確地預測隧道內(nèi)未開挖部分拱頂沉降位移，能夠合理布置臺階法或CRD法的準備時間，既能保證臺階法與CRD法相互轉換期間的施工質量及安全要求，又能使其準備工作所需要的機械及所占用的場地能夠更充分合理地使用，以降低軌下區(qū)段的開挖成本。

技術領域

本發(fā)明涉及淺埋隧道施工領域，特別是一種淺埋隧道下穿既有鐵路施工控制方法。

背景技術

在現(xiàn)有的淺埋鐵路隧道開挖過程中，常常會遇到淺埋隧道下穿既有鐵路，此時，淺埋隧道開挖施工會對既有鐵路產(chǎn)生影響，在此情況下，通常先申請既有鐵路停運或長時間間斷關閉，在施工完成后再對軌道進行檢測校正，以保證施工及通過既有軌道列車運營的安全。

將淺埋隧道開挖施工中對既有鐵路產(chǎn)生影響的區(qū)段定義為軌下區(qū)段。

但是，有時由于既有鐵路承載列車多，無法申請停運或長時間間斷關閉，故其下隧道在軌下區(qū)段施工過程中，需要嚴格控制該區(qū)段的沉降位移允許值，以保證既有鐵路的安全運營。

有時，當施工現(xiàn)場區(qū)域巖性為三層四種巖性時，由于地質復雜，且相互影響較為明顯，故在此過程中，對應不同的沉降位移高度，單一的施工方法已無法滿足隧道施工安全要求，需要用不同的施工方法進行隧道開挖施工，以保證既有鐵路運營及隧道軌下區(qū)段施工安全。

在現(xiàn)有技術中，對應上述巖性，領域內(nèi)常常采用臺階法與CRD法相互轉換施工，而臺階法與CRD法的優(yōu)缺點具體如下：

臺階法施工就是將結構斷面分成兩個或幾個部分，具有上下斷面兩個工作面或多個工作面，分步開挖。與CRD法相比，其優(yōu)點是靈活多變、適用性強，有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，能較早地使支護閉合，更易布設通風管路，可以更好地保證通風質量；其缺點為：由于作業(yè)空間較大，施工速度較快，故不對能很好的控制沉降及結構變形。

采用CRD法，預留核心土的方法，將大斷面隧道分成4個相對獨立的小洞室分部施工，CRD工法遵循小分部、短臺階、短循環(huán)、快封閉、勤量測、強支護的施工原則，自上而下，分塊成環(huán)，隨挖隨撐，及時做好初期支護，并待初期支護結構的拱頂沉降位移基本穩(wěn)定后，自上而下拆除初期支護結構中的臨時中隔壁墻及臨時仰拱，再進行施工，CRD法適用開挖跨度較大，對圍巖沉降位移變形控制嚴格，采用CRD法開挖，開挖的每一步都各自封閉成環(huán)，有利于圍巖穩(wěn)定，在控制沉降與結構變形方面明顯優(yōu)于臺階法，其缺點為：與臺階法相比，其支護閉合時間長，常常達到臺階法的數(shù)倍，其作業(yè)空間狹小，且施工工藝復雜，工序轉換多，施工風險大于臺階法，同時人防段各導洞需要單獨施工，施工速度慢，四個工作面相互制約，某一導洞出現(xiàn)困難或技術失誤就會影響整個斷面的施工質量及進度，拆除臨時中隔壁墻及臨時仰拱，不僅影響工期，而且在拆除過程中易產(chǎn)生問題。

由上述對比可知，臺階法施工速度快，風險低，成本低，但控制沉降及結構變形明顯差于CRD法，而CRD法施工速度慢，風險高，成本高，但其控制沉降及結構變形明顯優(yōu)于臺階法。

在現(xiàn)有技術中，由于沉降位移高度無法精確預判，若在沉降位移高度快要到達臨界點時才能啟動施工方法轉換程序，會造成準備時間短，轉換倉促，無法很好地保證轉換期間的施工質量，同時，無法快速的避免沉降位移高度繼續(xù)加大的風險，其安全風險較大，嚴重時會造成安全事故的發(fā)生。

故本領域普遍在施工之前便完成臺階法和CRD法的全部或大部分準備工作，在保證臺階法與CRD法轉換期間的施工質量的同時，盡可能縮短轉換時間，將沉降位移高度繼續(xù)加大的風險控制在可接受范圍內(nèi)，從而避免安全事故的發(fā)生，但在此過程中，其準備工作涉及的機械、場地不能隨意挪為其他工序使用，造成隧道開挖過程中機械及場地不能充分合理地使用，增加了隧道開挖的成本。