实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系及其施工方法技术

技术编号:27133807 阅读:32 留言:0更新日期:2021-01-25 20:27
本发明专利技术涉及一种实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系及其施工方法,所述联合支护结构体系中,超小净距隧道O型支护结构与大跨隧道可变O型支护结构之间通过挑高斜面实现过渡扩展,在扩展后的原位侧壁横向扩挖实现大跨隧道拱部支护结构,超小净距隧道间打设对拉锚杆加固,各类支护结构确保纵向刚性拉紧,组成联合支护体系。本发明专利技术解决了超大跨、超小净距等多断面同时集中、近距离密贴开挖的难题、大大降低了异形断面突变产生的偏压和应力集中风险,缩短了工期,同时避免通过地面开挖占地面积大对周边环境的不利影响,仅利用洞内原位空间即可满足内部施工大跨度隧道结构的需要,具备较强的适应性,还能满足周边环境保护的苛刻要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系及其施工方法


[0001]本专利技术属于隧道工程
,具体涉及一种实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系及其施工方法。

技术介绍

[0002]当地铁线路需要设置交叉双停车线时,一般将其置于地铁车站,采用明挖法施工,受线路敷设、车站埋深、以及施工方法等方面的要求,有时需将双停车线纳入区间隧道内,布置大跨隧道断面;受线间距影响,大跨隧道纵向又接入两个超小净距隧道。
[0003]常规的大跨隧道多采用双侧壁导坑法开挖,受工期、开挖工作面、施工设备及周边环境等影响,不具备传统双侧壁导坑法的施作空间。超小净距隧道风险极大,一般通过拉大线间距、设置安全隔离桩等措施解决,受线路平面技术要求、线路埋深、地面环境等影响,亦不具备采取上述措施的条件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系及其施工方法,解决了超大跨、超小净距等多断面同时集中、近距离密贴开挖的难题、大大降低了异形断面突变产生的偏压和应力集中风险,实现了不必按常规方法要求车站提供端头井或增设临时竖井工作面,大大缩短了工作时间,同时避免通过地面开挖占地面积大对周边环境的不利影响,仅利用洞内原位空间即可满足内部施工大跨度隧道结构的需要,该可变联合支护体系设置灵活,具备较强的适应性,还能满足周边环境保护的苛刻要求。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为:实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:所述联合支护结构体系沿隧道开挖方向依次包括超小净距隧道O型支护结构、扩挖段可变O型支护结构和大跨隧道可变O型支护结构;超小净距隧道O型支护结构用于左、右线超小净距隧道,其中左线为双线、右线为单线,均呈类椭圆O形,截面沿水平开挖方向相同;大跨隧道可变O型支护结构用于大跨隧道,呈拱状O形,开始截面沿水平开挖方向挑高可变,后过渡形成稳定的大跨隧道支护结构;扩挖段可变O型支护结构用于扩挖段隧道,在超小净距隧道O型支护结构与大跨隧道可变O型支护结构之间形成挑高过渡实现扩展,组成联合支护体系。
[0006]超小净距O型隧道采用分部开挖法施工,左、右线隧道O型曲率可灵活设置,但需满足中间夹持岩柱稳定性计算要求,左、右线临时型钢横撑同时架立于中间岩柱上,并打设对拉锚杆加固中间岩柱,与超小净距隧道O型支护结构闭合成整体。
[0007]扩挖段可变O型支护结构的隧道断面自超小净距隧道一侧扩挖,具有拱顶挑高斜面,斜面的斜率不超过1:0.25。
[0008]扩挖段可变O型支护结构设置有双排小导管,斜向上方打设,呈梅花型布置,小导
管与格栅钢架支护焊接。
[0009]扩挖段可变O型支护结构每榀格栅采用临时型钢支撑,并采用钢筋纵向拉紧两榀格栅钢架。
[0010]扩挖段可变O型支护结构的临时型钢支撑处均打设有锁脚锚杆。
[0011]超小净距隧道O型支护结构经扩挖段可变O型支护结构的纵、横向扩展,过渡到大跨隧道可变O型支护结构,大跨隧道可变O型支护结构侧壁空间设置双排小导管注浆加固,横向分段开挖大跨隧道中岩柱上部,顶部空腔形成后施作拱盖混凝土,施作边墙及拱脚混凝土,拱脚采用直角型式。
[0012]大跨隧道拱脚采用多根锁脚锚杆及临时横撑固定,待拱盖成型稳定后分段破除中间岩柱,最后施作仰拱。
[0013]扩挖段可变O型支护结构的斜面空腔内回填有素混凝土。
[0014]实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系的施工方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤一:首先施工左、右线超小净距隧道O型支护结构,开挖后架立格栅钢架,拱部120
°
范围架设双排小导管,小导管均焊接在格栅钢架上,小导管采用Φ42超前小导管,L=4.0m,环向间距0.3m,纵向间距2.5m,注浆采用1:1水泥浆,边墙设置Φ22,L=3m的边墙锚杆;步骤二:超小净距隧道O型支护结构格栅钢架直边墙部位中距拱墙交界处0.5m位置架设一排临时支撑,临时支撑采用工20工字钢,纵向间距1m,临时横撑同时架立,左、右线对撑布置,并打设对拉锚杆加固中间岩柱,与超小净距隧道O型支护结构焊接,闭合成整体;步骤三:每个格栅钢架拱脚处开挖过程中临时支撑角点个设置两根Φ22锁脚锚杆,L=4m;步骤四:在超小净距隧道O型支护结构支撑稳定后开始进行扩挖段可变O型断面结构施工,严格控制挑高扩挖的斜率不超过1:0.25,同时严格控制挑高扩挖段隧道格栅钢架纵向间距不大于0.5m,刚开始扩挖时的3m无间距密布格栅钢架,可变O型支护同时纵、横向掏槽加宽,同时采用Φ22钢筋对可变O型支护格栅纵向拉紧,最终形成大跨隧道两侧壁导坑O型支护;步骤五:扩挖段可变O型隧道与指定里程利用隧道侧壁空间横向分段开挖中岩柱上部,分段距离不小于6m,横向分段开挖时设置密排格栅和双排小导管,参数为Φ42,L=3.0m,环向间距0.3m,纵向间距1.5m,注浆采用1:1水泥浆;步骤六:大跨隧道顶部空腔形成后施作拱盖支护,形成大跨隧道O型支护的拱部,施作边墙及拱脚支护,拱脚采用直角型式,直角水平段不小于3m;步骤七:拱脚采用多根Φ22锁脚锚杆及工20工字钢临时横撑固定,待拱盖成型稳定后分段破除中间岩柱,最后施作仰拱,最终形成大跨隧道的闭环拱状O型支护体系。
[0015]本专利技术具有以下优点:本专利技术在实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系中设置有密闭格栅及锁脚锚杆、焊接在格栅上的小导管、隧道支护内的临时型钢支撑、加强联合支护体系的纵向连接的拉筋、对拉锚杆等,以上涉及的钢材、水泥砂浆、小导管打设所用的机械、搭设格栅的洞内台车、钢筋焊接设备及搭设临时型钢支撑的固定锚栓等均为常规材料或设备,其相应尺寸为工程中的常规类型,便于加工制造及采购,包括小导管长度可根据围岩稳定性和现场地质
条件动态调整加工,根据加固效果进行动态优化调整,具备很强的操作性。
[0016]本专利技术的结构体系直接在洞内进行开挖及支护,不必按常规方法要求车站提供端头井或增设临时竖井工作面,可实现线路的超近距离敷设和建筑空间需要,整个体系具有灵活多变、适应性强、安全可靠等特点。隧道扩挖挑高斜率根据地层稳定情况控制在1:0.25内,超小净距隧道通过岩柱稳定性计算拟合O型隧道曲率,格栅钢架、临时型钢支撑布置与纵向拉筋的间距设置可根据开挖地层情况灵活调整。通过小导管的超前地层预加固措施,对拉锚杆加固中间岩柱,隧道扩挖段斜率的控制,以及隧道格栅钢架的加密、设置内部临时型钢支撑及纵向拉结钢筋,可以实现扩挖段结构的安全,最终将各种O型隧道连接形成联合支护体系,确保结构完整安全。由于大跨隧道在城市轨道交通工程中是一种常见的结构型式,本专利技术解决了超大跨、超小净距等多断面同时集中、近距离密贴开挖的难题、大大降低了异形断面突变产生的偏压和应力集中风险,实现了不必按常规方法要求车站提供端头井或增设临时竖井工作面,大大缩短了工作时间,同时避免通过地面开挖占地面积大对周边环境的不利影响,仅利用洞内原位空间即可满足内部施工大跨度隧道结构的需要,该可变联合支护体系设置灵活,具备较强的适应性,还能本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:所述联合支护结构体系沿隧道开挖方向依次包括超小净距隧道O型支护结构、扩挖段可变O型支护结构和大跨隧道可变O型支护结构;超小净距隧道O型支护结构用于左、右线超小净距隧道,其中左线为双线、右线为单线,均呈类椭圆O形,截面沿水平开挖方向相同;大跨隧道可变O型支护结构用于大跨隧道,呈拱状O形,开始截面沿水平开挖方向挑高可变,后过渡形成稳定的大跨隧道支护结构;扩挖段可变O型支护结构用于扩挖段隧道,在超小净距隧道O型支护结构与大跨隧道可变O型支护结构之间形成挑高过渡实现扩展,组成联合支护体系。2.根据权利要求1所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:超小净距O型隧道采用分部开挖法施工,左、右线隧道O型曲率可灵活设置,但需满足中间夹持岩柱稳定性计算要求,左、右线临时型钢横撑同时架立于中间岩柱上,并打设对拉锚杆加固中间岩柱,与超小净距隧道O型支护结构闭合成整体。3.根据权利要求2所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:扩挖段可变O型支护结构的隧道断面自超小净距隧道一侧扩挖,具有拱顶挑高斜面,斜面的斜率不超过1:0.25。4.根据权利要求3所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:扩挖段可变O型支护结构设置有双排小导管(11),斜向上方打设,呈梅花型布置,小导管(11)与格栅钢架支护焊接。5.根据权利要求4所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:扩挖段可变O型支护结构每榀格栅采用临时型钢支撑(3),并采用钢筋纵向拉紧两榀格栅钢架。6.根据权利要求5所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:扩挖段可变O型支护结构的临时型钢支撑(3)处均打设有锁脚锚杆(4)。7.根据权利要求6所述的实现大跨、小净距隧道的联合支护结构体系,其特征在于:超小净距隧道O型支护结构经扩挖段可变O型支护结构的纵、横向扩展,过渡到大跨隧道可变O型支护结构,大跨隧道可变O型支护结构侧壁空间设置双排小导管注浆加固,横向分段开挖大跨隧道中岩柱上部,顶部空腔形成后施作拱盖混凝土,施作边墙及拱脚混凝土,拱脚采用直角型式。8.根据权利要求7所述的实现...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯义刘新军李世辉严冬张全龙张玉佩张碧文高志宏王洪波张海
申请(专利权)人:中铁第一勘察设计院集团有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1