[發(fā)明專利]山區(qū)城市淺埋地鐵區(qū)間隧道下穿運營鐵路施工方法

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• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113565514A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉遠明;陳會宇;馬文榮;陳俊;張明均;張策;趙權威
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21D11/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

本發(fā)明公開了山區(qū)城市淺埋地鐵區(qū)間隧道下穿運營鐵路施工方法，施工過程中采用管棚超前支護加固圍巖，采用懸臂掘進機進行區(qū)間隧道開挖。懸臂掘進機開挖時將掌子面分為上下兩個臺階開挖，上臺階開挖拱部和邊墻，采用左右循環(huán)，從下至上的S型截割路線。上臺階通過下穿段后，開挖下臺階，及時施作初期支護和仰拱，使隧道支護結(jié)構及時閉合。同時對既有鐵路線進行沉降監(jiān)測，并通過及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，來反映施工過程中鐵路路基和隧道支護結(jié)構的動態(tài)變化。本發(fā)明采用的施工方法，施工速度快，對圍巖的擾動小，結(jié)合實時監(jiān)控，區(qū)間隧道下穿運營鐵路沉降變形安全可控。

技術領域

本發(fā)明涉及隧道工程技術領域，具體為一種山區(qū)城市淺埋地鐵區(qū)間隧道下穿運營鐵路施工方法。

背景技術

隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，我國城市軌道交通大規(guī)模修建。在城市中區(qū)間隧道所處位置周邊環(huán)境復雜，下穿既有運營鐵路。需要采取一種合適的施工工法進行隧道施工，來保證既有線路的安全運營。

我國西南山區(qū)城市地鐵區(qū)間隧道多穿越巖質(zhì)地層，區(qū)間隧道下穿既有鐵路線，若采用鉆爆法開挖，爆破對圍巖的擾動大，對既有鐵路線的安全運營產(chǎn)生影響。同時軌道交通區(qū)間隧道位于城市人口密集區(qū)域，爆破開挖引起居民強烈反映。因此采用懸臂掘進機開挖，具有方便靈活，適應性強，投資少，施工效率快，對圍巖的擾動小等優(yōu)點，能有效地控制既有運營鐵路的沉降變形。

區(qū)間隧道埋深較淺，下穿運營鐵路風險高，沉降控制要求高，施工中應加強對運營鐵路的沉降監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種山區(qū)城市淺埋地鐵區(qū)間隧道下穿運營鐵路施工方法。在保證既有線路安全運營的同時，提高了施工進度，以克服現(xiàn)有技術的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

山區(qū)城市淺埋地鐵區(qū)間隧道下穿運營鐵路施工方法，具體包括以下幾個步驟：

（1）采用管棚超前支護加固圍巖，控制既有運營鐵路沉降變形。

（2）采用懸臂掘進機進行隧道開挖：開挖前，取下穿段掌子面前方圍巖進行單軸抗壓強度試驗，根據(jù)巖石堅硬程度定制不同的截齒。開挖時，將掌子面分為上下兩個臺階進行開挖，上臺階開挖由懸臂掘進機截割頭由左右循環(huán)，自下而上的 S型截割路線進行開挖，上臺階開挖至穿越下穿段后，進行下臺階開挖，開挖完成后盡快施作支護結(jié)構。

（3）在隧道開挖過程中，同時對既有鐵路路基和隧道支護結(jié)構進行監(jiān)測，及時分析處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，反饋監(jiān)測信息，以指導施工的安全進行。

本發(fā)明采用管棚超前支護的輔助施工措施加固圍巖，采用懸臂掘進機進行隧道開挖，減少了對圍巖的擾動，控制了既有運營鐵路的沉降變形。同時進行施工監(jiān)控量測，結(jié)合對運營鐵路路基和區(qū)間隧道下穿段斷面監(jiān)控量測，反饋監(jiān)測信息指導施工，在保證既有線路安全運營的同時，提高了施工進度。

進一步地，在區(qū)間隧道下穿既有鐵路路基影響區(qū)段之前，開挖管棚工作室，施作管棚，進行管棚注漿。

進一步地，區(qū)間隧道開挖前在既有鐵路路基上安裝小量程精密靜力水準儀，根據(jù)既有鐵路具體情況，沿著既有鐵路走向，分別在鐵路路基兩側(cè)布置路基沉降測線，監(jiān)測既有運營鐵路路基的沉降，實時采集監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析。

進一步地，采用懸臂掘進機進行區(qū)間隧道上臺階開挖，截割方式為從下自上、左右循環(huán)的按照S型的截割路線進行截割上半部分。

進一步地，嚴格控制開挖進尺，每次開挖一榀鋼架的進尺長度，及時施作上臺階初期支護。

進一步地，上臺階開挖穿越下穿段后，進行下臺階開挖，及時施作下臺階初期支護及仰拱二襯，使隧道支護結(jié)構封閉成環(huán)。

進一步地，在區(qū)間隧道下穿段設置監(jiān)測斷面，并在圍巖和隧道支護結(jié)構中埋設監(jiān)測元件，同時監(jiān)測此斷面隧道的拱頂沉降和凈空收斂。對下穿段圍巖變形和隧道支護結(jié)構變形進行監(jiān)控量測。