一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法技术

本发明专利技术公开了一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，采用在大、小断面架设初支格栅，并在大、小断面轮廓线之间施作配筋，且将配筋与大、小断面初支格栅连接，实现大断面到小断面的直接转换；采用错台并通过二次衬砌回填错台开挖部分的方式实现差距较小的小断面到大断面的转换，采用对大、小断面进行初支，然后在大、小断面之间开挖过渡段并架设渐变格栅的方式，实现差距较大的小断面到大断面的转换；本发明专利技术具有避免了反向扩挖、增加了断面转换的稳定性、降低了断面转换的施工风险、有效防止地面沉降、降低施工难度、提高施工效率的有益效果。

A kind of construction method of transition transformation of tunnel with variable cross section in shallow silty sand layer

【技术实现步骤摘要】
一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法
本专利技术属于隧道施工的
，具体涉及一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法。
技术介绍
地铁区间接近车站的配线段，尤其是进入场地较大结构复杂的大型车站或换成车站时就需要设置联络线、交叉渡线、停车线、设备安装段等，此时不可避免的就需要进行断面的变化过渡。渡线区常常因为功能需要而形成断面多变的大跨度隧道，因为隧道跨度大，常采用的CRD法或双侧壁导洞阀借助临时支撑以控制隧道开挖引起的地表沉降或隧道变形，但是在进行断面突变转换时，断面突变处往往是应力集中的部位，在进行断面突变转换施工时，需要对断面进行复杂的支护，由于浅埋粉细砂层隧道的自身特性，在浅埋粉细砂层隧道中进行断面突变转换施工是一项施工难度大、施工效率低下的工作，同时传统的断面突变转换施工方法采用反向扩挖的方法进行施工，也存在施工风险较大的问题。因此，针对浅埋粉细砂层隧道中进行断面突变转换施工存在的施工难度大、施工效率低下、容易发生断面垮塌、施工风险高、容易造成地面沉降的问题，本专利技术公开了一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，实现安全稳固进行断面突变转换施工，同时降低了施工难度、提高施工效率、有效避免地面沉降的优点。本专利技术通过下述技术方案实现：一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，大断面转换到小断面包括以下步骤：步骤A1、开挖至大断面设计位置，进行大断面格栅初支并打设端部小导管，同步施工端部大断面和小断面之间的配筋并与格栅整体连接后喷射混凝土形成端头墙；步骤A2、确定小断面位置，进行小断面格栅初支，并将小断面格栅与端头墙的配筋整体连接；步骤A3、打设小断面超前小导管或管棚，然后进行注浆加固；步骤A4、短进尺开挖小断面并在小断面开口处架设格栅形成锁口圈，然后继续开挖小断面完成断面转换；小断面转换到大断面的方法为：采用错台的方法实现大断面和小断面之间的转换，错台扩挖部分通过二次衬砌填补或在大断面和小断面处架设格栅进行初支，然后配合超前支护，通过依次架设渐变格栅并喷砼加固在小断面朝向大断面之间开挖逐渐加高加宽的过渡段，并通过配筋将小断面的初支格栅和渐变断面处的渐变格栅整体连接。方法原理：在隧道大断面向隧道小断面突变转换时，隧道一侧的线路中心线和竖向的轨顶标高始终不变，在大断面向小断面突变转换的施工里程施作配筋端头墙，并重新打设小断面的超前小导管，同时密排安装2-3榀钢格栅，在配筋端头墙上形成小断面锁口加强圈。当大断面或其一部分开挖至设计位置，自上而下架设钢格栅并挂网喷射混凝土进行封端，在封端的同时进行小断面或小断面的部分格栅的架设，作为小断面的开口圈梁，最终实现由隧道大断面直接过渡到隧道小断面。在隧道小断面向隧道大断面突变转换时，当大断面和小断面之间的断面差距较小时，直接采取错台方式实现小断面到大断面的转变，错台扩挖的部分通过二次衬砌填补加固。当大断面和小断面之间的断面差距较大时，则采取渐变转换施工的方式实现小断面到大断面的转变，在大断面和小断面之间开挖过渡段，配合超前支护，在过渡段中架设渐变格栅。在渐变过程中，水平方向上一侧的线路中心线和竖向的轨顶标高始终不变，只有隧道中心线始终朝向一侧偏移进行渐变，即隧道的一侧不进行渐变，隧道的另一侧不断扩大渐变。渐变完成后，在渐变钢格栅喷砼支护，并通过配筋将小断面的初支格栅和渐变断面处的初支渐变格栅整体连接，最终实现小断面到大断面的转变。为了更好的实现本专利技术，进一步地，小断面转换到大断面的方法中，在大断面和小断面的过渡段的前二分之一处架设的格栅由小断面格栅逐渐放大形成，在大断面和小断面的过渡段的后二分之一处架设的格栅由大断面格栅逐渐缩小形成。在过渡段的前二分之一中沿小断面朝向大断面的方向逐渐架设若干加高加宽的渐变钢格栅，且在过渡段的前二分之一中沿小断面朝向大断面的方向架设的若干渐变钢格栅由小断面格栅逐渐放大形成；在过渡管的后二分之一中沿小断面朝向大断面的方向逐渐架设若干加高加宽的渐变钢格栅，且在过渡段的后二分之一中沿小断面朝向大断面的方向架设的若干渐变钢格栅由大断面格栅逐渐缩小形成。为了更好的实现本专利技术，进一步地，相邻的渐变格栅的内侧和相邻的渐变格栅的外侧之间分别通过Z形连接筋连接，两侧的Z形连接筋呈梅花状布设，相邻的Z形连接筋之间的间距为1m。为了更好的实现本专利技术，进一步地，在大断面和小断面的断面变化点增设锁口或过梁，并注浆加固大断面和小断面之间的过渡段的拱墙土体。为了更好的实现本专利技术，进一步地，步骤A2中，将小断面格栅根据大断面格栅初支的位置拆分为若干片并依次架设，将若干片小断面格栅拼接形成小断面轮廓，然后进行喷砼封闭形成小断面的开口圈梁。为了更好的实现本专利技术，进一步地，在格栅初支成环状后，通过端部小导管在格栅初支的背部注水泥浆，注浆压力为0.1-0.3Mpa。为了更好的实现本专利技术，进一步地，所述端部小导管的直径为42mm，长度为2.5m。为了更好的实现本专利技术，进一步地，在大断面和小断面的转换交界面，开挖深度至少能够密排架设一榀钢格栅，并在大断面的开口部位或小断面的开口部位密排架设两榀钢格栅作为锁口圈。为了更好的实现本专利技术，进一步地，在大断面转换到小断面或小断面转换到大断面完成后，进行挂网喷砼加固，然后进行洞内沉降收敛检测，并在断面转换处施作二衬端头墙。为了更好的实现本专利技术，进一步地，所述二衬端头墙在模筑时预埋直径42mm的钢管，并通过钢管对二衬端头墙的背部回填注浆，注浆压力为0.1-0.3Mpa。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术在浅埋细砂层隧道的断面突变转换施工过程中，当大断面突变至小断面时，采用格栅在大断面处和小断面处进行初支，多大断面和小断面进行有效加固；然后在大断面的轮廓线和小断面的轮廓线之间施作配筋并与大断面格栅初支和小断面格栅初支连接构成整体，进一步加固断面，同时有效防止地面沉降；同时在断面处打设超前小导管，通过小导管进行注浆加固；本专利技术具有在断面过渡过程中避免了反向扩挖、增加了断面转换的稳定性、降低了断面转换的施工风险、有效防止地面沉降的有益效果；（2）本专利技术在浅埋细砂层隧道的断面突变转换施工过程中，当小断面突变至大断面时，当小断面和大断面差距较小时，采用错台的方式直接实现小断面到大断面的过度，并通过二次衬砌对错台扩挖的位置进行填充加固；当小断面和大断面差距较大时，采用在小断面和大断面进行初支，并在小断面和大断面之间开挖过渡段，并在过渡段中依次架设若干渐变格栅，增加了更多的工作面，采用渐变施工的方法逐渐将小断面加高加宽，使施工难度降低并便于施工人员施工，最终实现小断面到大断面的转换；本专利技术具有避免了反向扩挖、增加了断面转换的稳定性、降低了断面转换的施工风险、有效防止地面沉降、降低施工难度、提高施工效率的有益效果；（3）本专利技术采用渐变施工的方法将小断面向大断面转换时，将小断面和大断面之间的过渡段分为前二分之一段和后二分之一段，前二分之一段的渐变格栅通过小断面初支格栅逐渐放大形成，后二分之一段的渐变格栅通过大断面的初支格栅逐渐缩小而成，使过渡段中的渐变格栅逐渐进行加高加宽，并且使渐变格栅的渐变更加平顺，避免渐变格栅的加高加宽量突然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，其特征在于，大断面转换到小断面包括以下步骤：步骤A1、开挖至大断面设计位置，进行大断面格栅初支并打设端部小导管，同步施工端部大断面和小断面之间的配筋，并将配筋与初支格栅整体连接，然后喷射混凝土形成端头墙；步骤A2、确定小断面位置，进行小断面格栅初支，并将小断面格栅与端头墙的配筋整体连接；步骤A3、打设小断面超前小导管或管棚，然后进行注浆加固；步骤A4、采用短进尺方式开挖小断面并在小断面开口处架设格栅形成锁口圈，然后继续开挖小断面完成断面转换；小断面转换到大断面的方法为：采用错台的方法实现大断面和小断面之间的转换，错台扩挖部分通过二次衬砌填补或在大断面和小断面处架设格栅进行初支，然后配合超前支护，通过依次架设渐变格栅并喷砼加固，从小断面朝向大断面开挖逐渐加高加宽的过渡段，并通过配筋将小断面的初支格栅和渐变断面处的渐变格栅整体连接。

【技术特征摘要】
1.一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，其特征在于，大断面转换到小断面包括以下步骤：步骤A1、开挖至大断面设计位置，进行大断面格栅初支并打设端部小导管，同步施工端部大断面和小断面之间的配筋，并将配筋与初支格栅整体连接，然后喷射混凝土形成端头墙；步骤A2、确定小断面位置，进行小断面格栅初支，并将小断面格栅与端头墙的配筋整体连接；步骤A3、打设小断面超前小导管或管棚，然后进行注浆加固；步骤A4、采用短进尺方式开挖小断面并在小断面开口处架设格栅形成锁口圈，然后继续开挖小断面完成断面转换；小断面转换到大断面的方法为：采用错台的方法实现大断面和小断面之间的转换，错台扩挖部分通过二次衬砌填补或在大断面和小断面处架设格栅进行初支，然后配合超前支护，通过依次架设渐变格栅并喷砼加固，从小断面朝向大断面开挖逐渐加高加宽的过渡段，并通过配筋将小断面的初支格栅和渐变断面处的渐变格栅整体连接。2.根据权利要求1所述的一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，其特征在于，小断面转换到大断面的方法中，在大断面与小断面的过渡段的前二分之一处架设的格栅由小断面格栅逐渐放大形成，在大断面与小断面的过渡段的后二分之一处架设的格栅由大断面格栅逐渐缩小形成。3.根据权利要求2所述的一种浅埋粉细砂层隧道变断面过渡转换施工方法，其特征在于，相邻的渐变格栅的内侧和相邻的渐变格栅的外侧之间分别通过Z形连接筋连接，两侧的Z形连接筋呈梅花状布设，相邻的Z形连接筋之间的间距为1m。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏春生，饶胜斌，汤振亚，何十美，梁朋刚，孙百峰，张庆，
申请(专利权)人：中国铁建大桥工程局集团有限公司，中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12