[發明專利]一種極小凈距斜下穿既有運營隧道的隧道開挖施工方法

有效

• 申請號: 201911040059.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110617072B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 鄧成宏;吳志勐;胡云飛;張青;俞然剛;趙耀;馮慧君;王子利;張連震;高子明;陳健;于雷
• 申請（專利權）人: 中鐵八局集團昆明鐵路建設有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明涉及一種極小凈距斜下穿既有運營隧道的隧道開挖施工方法，包括以下步驟：步驟1：獲取待開挖隧道掌子面前方巖層分布與圍巖物理力學參數；步驟2：對掌子面前方的圍巖進行非對稱注漿加固；步驟3：預留核心土，采用切削研磨的方式開挖開挖槽，步驟4：在開挖槽中安裝支護結構；步驟5：采用切削研磨的方式對預留的核心土進行開挖；步驟3和步驟5中對既有運營隧道的支護應力狀態和位移進行監測，步驟6：獲得既有運營隧道的差異沉降情況；步驟7：對既有運營隧道差異沉降值大于設定值的區域下方的圍巖進行注漿；步驟8：采用步驟1?7的方法，依次進行多個步距的注漿和開挖工作，本發明的施工方法能夠有效保持既有運營隧道的穩定性。

技術領域

本發明涉及隧道及地下工程技術領域，具體涉及一種極小凈距斜下穿既有運營隧道的隧道開挖施工方法。

背景技術

城市地鐵運營隧道線路一般呈網絡狀分布，不可避免存在線路相互交叉的情況，在新地鐵線路建設過程中，大量存在擬建隧道下穿既有運營隧道的情況。下穿隧道開挖施工對既有運營隧道具有顯著的擾動影響，常導致既有運營隧道沉降、襯砌結構變形開裂、道床脫空等問題，尤其當擬建隧道以極小凈距斜下穿既有運營隧道時，會造成既有運營隧道明顯的扭轉效應，在垂直運營隧道軸線斷面上發生不均勻變形，既有運營隧道靠近擬建隧道一側沉降變形較大，而另一側沉降變形較小，隧道結構有可能發生扭轉破壞。

針對極小凈距斜下穿既有運營隧道的工況，鉆爆法是常用的施工方法，該方法主要采用鉆孔爆破的方式破除掌子面前方巖體，從而實現開挖掘進。發明人發現，上述方法存在以下不足：①從短期施工來看，鉆爆法施工過程中的爆破沖擊力會對擬建隧道掌子面上方巖體造成強烈擾動，圍巖強度被降低，當擬建隧道與上方既有運營隧道間距較小時，有可能造成既有運營隧道失穩；②從長期運營來看，由于鉆爆施工造成既有運營隧道下方巖體力學性能降低，其抵抗運營列車長期動荷載的能力下降，既有運營隧道地基可能會發生疲勞破壞，無法保證運營隧道的長期穩定性。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種極小凈距斜下穿既有運營隧道的隧道開挖施工方法，能夠有效降低對既有運營隧道的扭轉效應和擾動，保證了既有運營隧道的穩定性。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種極小凈距斜下穿既有運營隧道的隧道開挖施工方法，包括以下步驟：

步驟1：綜合地質勘查資料及超前探孔取芯測試結果，獲取待開挖隧道掌子面前方隧道開挖影響范圍內巖層分布與圍巖物理力學參數。

步驟2：在沿待開挖隧道軸線方向一個步距范圍內，對待開挖隧道掌子面前方的圍巖進行非對稱注漿加固，用于提高待開挖隧道與既有運營隧道重疊區域圍巖的力學性能。

步驟3：預留核心土，采用切削研磨的方式對掌子面前方巖體開挖出沿待開挖隧道邊緣輪廓線設置的深度等于步距的開挖槽，開挖過程中監測既有運營隧道的支護應力狀態與位移。

步驟4：在開挖槽中安裝支護結構。

步驟5：采用切削研磨的方式對預留的核心土進行開挖，開挖過程中監測既有運營隧道的支護應力狀態與位移。

步驟6：根據步驟3和步驟5得到的運營隧道的支護應力狀態和位移狀態，獲得既有運營隧道同一斷面上不同位置的差異沉降情況。

步驟7：通過待開挖隧道掌子面對既有運營隧道差異沉降值大于設定值的區域下方的圍巖進行注漿，使既有運營隧道差異沉降值大于設定值的區域的差異沉降值小于設定值。

步驟8：采用步驟1-步驟7的方法，依次進行沿待開挖隧道軸線方向多個步距的注漿和開挖工作，直至完成所有注漿與開挖工作。

進一步的，所述步驟2中，非對稱注漿加固的圍巖的水平范圍內區域為待開挖隧道和既有運營隧道在水平面內投影重疊的區域，豎向范圍內區域為待開挖隧道輪廓線與既有運營隧道輪廓線之間的區域。