[發明專利]一種復雜環境條件下淺埋隧道管幕暗挖全斷面工法

有效

• 申請號: 201910647079.X
• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN110359928B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 曠文濤;曹林衛;劉保林;徐昆杰;胥犇;李鴻;喻渝;楊昌宇;朱小兵;李爽;吳偉;肖楊;楊寶
• 申請（專利權）人: 中鐵二院重慶勘察設計研究院有限責任公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/18;E21D9/00
• 代理公司: 重慶西南華渝專利代理有限公司 50270
• 代理人: 涂強

本發明提出一種復雜環境條件下淺埋隧道管幕暗挖全斷面工法，通過將管幕暗挖技術與淺埋暗挖隧道施工安全、沉降控制技術相結合，采取以下一種或一種以上的措施：（1）盡量縮短各仰拱撿底距離范圍、撿底工序與隧道開挖掌子面空間距離范圍、二襯與隧道開挖掌子面空間距離范圍；（2）同時施作仰拱及拱墻二襯，及時使二襯封閉成環；（3）必要時，在超強管幕保護下，通過隧道開挖掌子面加固，實現全斷面開挖情況下隧道開挖掌子面的穩定性。本發明由于全斷面開挖并盡量縮短各工序的距離，有效的縮短了二襯與掌子面的距離，二襯、初支及掌子面前方土體與管幕共同構成的環、縱向受力體系較“淺埋暗挖法”安全保障及地表沉降控制效果更好。

技術領域

本發明涉及到隧道管幕全斷面工法，特別涉及到一種復雜環境條件下淺埋隧道管幕暗挖全斷面工法。

背景技術

重慶鐵路樞紐東環線位于城市周邊，環境條件十分復雜，多處下穿高速公路，如新白楊灣雙線隧道4m凈距下穿重慶繞城高速公路路塹；貓埡口及喬子堡二號單線隧道并行2～3m凈距下穿渝宜高速填方路基；金渝單線隧道7m凈距下穿金渝大道填方路基；金山雙線隧道HMDK14+540～+595段于金山大道填方路基附近下穿20m厚棄渣體；金山隧道出口段10m凈距下穿趙家溪立交范圍。幾處工點地面道路均為重慶城市交通主干道，車輛流量巨大，同時由于地質、埋深原因，上述工點工程風險極高。若明挖施工，涉及的道路改移及遷改費用極大，且改移道路需部分進行封閉路幅或斷道施工，地面道路將限速通行，社會影響較大，安全風險高，管理和協調難度極大。綜合考慮，上述工點均采用了管幕暗挖施工方案。

目前，管幕暗挖技術國內外已進行了大量研究及應用，如專利號“CN201510937230.5”公開了“一種復雜環境既有管線超長淺埋暗挖施工方法”，包括以下步驟：沿道路的管線下方設定的地下通道的頂標高位置穿設多根頂部管幕，然后在地下通道的高度范圍內在地下通道的兩側壁位置穿設多根側部管幕；在地下通道的頂部管幕和兩側部管幕圍成的內部區域進行土體注漿；將地下通道的頂部管幕和兩側部管幕圍成的內部區域分成第一導洞、第二導洞和第三導洞開挖并對側壁及頂壁進行防水處理后,在通道壁面上澆筑混凝土等步驟。此方法針對于地質環境復雜下穿通道具有矩形大斷面、穿越管線多、薄覆蓋層等特點，采用矩形通道頂部和側部進行超長管幕施工，相鄰的側部管幕之間采用角鋼鎖口連接，并在開挖前進行注漿。在管幕暗挖施工過程中，由于地表沉降控制要求特別高，工序之間的施工范圍同樣是重要的作業指標要求，較大體現在仰拱撿底距離范圍、撿底工序與隧道開挖掌子面空間距離范圍和二襯與隧道開挖掌子面空間距離范圍以及二襯的施作時間幾個方面，四者對管幕暗挖隧道施工條件和沉降控制具有重要影響。此專利方法雖然使得管幕暗挖施工過程進行了加固，但是對施工工序、二襯施工時機等沉降控制理論方面并無相關研究，對二襯施作時機未有特殊要求，地表沉降控制基本未考慮二襯的作用并未提出相關的解決措施。

目前，在淺埋復雜環境條件下管幕暗挖隧道相關理論仍有許多不完善的地方，詳細如下：

（1）傳統管幕暗挖技術，管幕施作后，在臨時支撐作用下進行開挖，貫通后再逐段拆除臨時支撐施作內部結構，雖然在管幕及臨時支撐下隧道施工安全風險較小，但是其施工工序導致地表沉降控制效果欠佳。

（2）傳統上淺埋暗挖隧道一般采用“淺埋暗挖法”，遵循 “管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的十八字方針，能夠有效確保隧道施工安全及地表沉降控制效果。但是由于其超前支護一般采用管棚或小導管，掌子面一般采用多分部開挖，二襯與掌子面距離較長，淺埋復雜環境條件下，由于地表沉降控制要求特別高，傳統的淺埋暗挖法施工工序難以滿足隧道施工安全及地表沉降控制要求。

（3）目前管幕暗挖隧道應用案例中，對二襯施作時機未有特殊要求，地表沉降控制基本未考慮二襯的作用；隧道掌子面基本采用多分部開挖，二襯與掌子面距離較長，初支作用下進行長距離開挖，施工安全及地表沉降控制效果欠佳。

發明內容