扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法技术

本发明专利技术公开了一种扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法，包括中间大端面隧道施工，小净距隧道施工，标准断面隧道施工，外侧大端面隧道施工及隧道群二次加固等五个步骤。本发明专利技术有效的解决了在城市开挖扰动敏感地层中，暗挖施工超小净距大断面群洞并行地铁隧道，后洞开挖施工易引起前洞初支变形过大，二衬开裂等问题的问题，在有效提高扰动敏感地层隧道建设施工的效率和质量的同时，另极大的降低对施工作业作业面、施工作业范围地层结构及地表建筑造成的影响和危害，极大的提高了施工作业的安全性和可靠性。了施工作业的安全性和可靠性。了施工作业的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法


[0001]本专利技术涉及地下工程领域，涉及一种扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法。

技术介绍

[0002]地铁工程一般位于市区，施工场地狭小、周边管线密集、道路交通荷载大、周边建筑密集等复杂环境，对地层稳定和变形控制要求严格，一旦失稳就会造成生命和财产的重大损失。随着我国城市轨道交通建设的快速发展，多车次同站换乘地铁车站逐渐增多，多洞室、大断面隧道建设成为趋势，也为城市敏感环境中建设超小净距大断面群洞并行隧道的施工带来了诸多挑战。
[0003]群洞隧道施工中，各导洞开挖会产生相互影响，先行洞室在施工中周边围岩松动产生应力重分布，导致临近后行洞室施工产生较大的沉降变形；同时后行洞室施工中围岩应力释放，导致临近先行洞室围岩二次松动变形，初支结构承受较大围岩压力，如果支护结构变形过大产生开裂，会对隧道结构及安全产生重大影响。对于超小净距大断面群洞隧道施工的情况，大断面隧道施工多采用CD、CRD及双侧壁导坑等工法，工序较多，二衬施工前需要拆除临时支撑，大断面隧道施工自身存在较大风险，在叠加超小净距临近隧道施工工况，其隧道施工中的相互影响控制显得尤其重要。
[0004]在现阶段对于小净距隧道施工的相互影响控制多采用对隧道间土体进行注浆加固的方法，对于大断面群洞隧道施工的相互影响通常采用优化大断面隧道开挖方式及群洞开挖工序的方法进行控制。但是在城市地铁开挖扰动敏感地层中，进行超小净距大断面群洞并行隧道的施工，由于其开挖地层更加敏感，隧道跨度更大，洞室间距离更近，采用单一的控制措施很难达到控制效果，同时，二衬施作时机也格外重要，如果按照传统的二衬紧跟初支施工的方案，后行洞室在开挖施工中导致先行洞室变形过大，会产生已做二衬发生破碎的现象。因此针对这一现状，迫切需要开发一种在城市地铁建设中，针对超小净距大断面群洞并行隧道相互影响控制施工的方法，以满足实际施工安全可靠的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法，以解决现有技术存在的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法，包括如下步骤：S1，中间大端面隧道施工，采用双侧壁导坑法开挖施工中间大断面隧道，首先依次在中间大端面隧道的施工作业面中施工导洞，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，然后对各导洞均采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，每个台阶拱脚处打设两根锁脚锚管，锁脚锚杆均另与格栅钢架可靠焊接，且每个导洞前后错开不小于8m；
S2，小净距隧道施工，完成S1施工后，采用台阶法在S1步骤施工建成的隧道两侧对称施工小净距隧道，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与大断面隧道导洞间隔不小于8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，并在导洞开挖后架设格栅钢架进行支护，同时打设锁脚锚杆并喷射混凝土支护强化，其中锁脚锚杆与格栅可靠焊接，每个导洞前后错开不小于8m；S3，标准断面隧道施工，完成S2施工后，在S2施工建成的隧道外侧采用台阶法对称施工施工最外侧标准断面隧道，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与邻近隧道导洞间隔8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，导洞开挖后架设格栅钢架并打设锁脚锚杆及喷射混凝土支护强化，其中锁脚锚杆与格栅可靠焊接，且每个导洞前后错开不小于8m；S4，外侧大端面隧道施工，完成S3步骤施工后，采用CRD法施工最外侧大断面隧道，其中导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与邻近隧道导洞间隔8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，每个台阶拱脚处打设两根锁脚锚管，且锁脚锚杆与格栅可靠焊接，每个导洞前后错开不小于8m；S5，隧道群二次加固，完成S4步骤施工后，并在S1至S4步骤全部完成施工且地层变形趋于稳定后进行二衬施工，在双侧壁导坑法大断面二衬施工中，对初始支护拆除作业时，仅凿除初始支护的表层混凝土，并对格栅钢架处进行防水处理，同时在初始支护拆除时，每次拆除的长度不超过6m，完成二次加固后即可完成隧道整体施工。
[0007]进一步的，所述S1—S4步骤中，在进行导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆时，注浆范围为初支轮廓外2—5m，浆液为水泥水玻璃双液浆，注浆进尺为10m，掘进8m，末端2m为下一步注浆的止浆墙；深孔注浆需在注浆部位标识出孔位，钻孔孔位偏差不大于 200mm，成孔偏斜率不大于1%，深孔注浆孔位布置应根据注浆范围和隧道开挖形式，横通道及区间暗挖隧道全断面注浆孔，各导洞深孔注浆加固后导洞开挖前，需在拱顶120
°
范围内打设超前小导管，小导管规格为DN32
×
2.75钢焊管，长度为2—3m，环向间距0.1—0.5m，纵向间距0.5—1.5m，小导管仅作填充注浆，浆液选用水泥浆；小导管制作中先把钢管截成需要的长度，在钢管的一端做成200—400mm长的圆锥状，且末端1000mm范围内不开孔，剩余部分每隔150—200mm梅花型布设直径6——8mm的溢浆孔。
[0008]进一步的，所述注浆孔注浆作业时，按以下步骤进行：第一步，在先开挖导洞靠近迎土侧位置，距迎土侧400mm～600mm处梅花形布设双排注浆孔，在导洞中部间距@800mm
×
800mm，梅花形布置注浆孔；在填土、砂卵石地层中，注浆压力宜控制在0.5~1.0MPa，其余地层宜控制在1~2MPa，扩散半径为0.4—0.6m，注浆孔端部间距取0.7—0.9m。
[0009]第二步，利用水泥—水玻璃双液浆液应分别配制水泥浆和水玻璃浆，并用双液注浆泵泵送，在混合器中混合，并在完成混合后注入工程对象内即可。
[0010]进一步的，所述水泥水玻璃双液浆按水泥浆与水玻璃浆1:1～1:0.6比例混合。
[0011]进一步的，所述S1—S4步骤中，初支厚度为0.35m，临时支撑厚度0.3m，格栅钢架纵
向间距为0.3—0.8m，格栅主筋、桁架筋、纵向连接筋为HRB400钢筋，其余为HPB300钢筋，临时中隔壁采用Q235b型钢；锁脚锚杆采用DN32
×
2.75钢焊管，长度为2.5m，入射角为45
°
。
[0012]进一步的，所述S2步骤在进行隧道开挖支护期间，当初支间净距≤1.8m时，需在先期开挖隧道内向后开挖隧道一侧打设2m长DN32小导管并做填充注浆，开挖后行隧道过程中将多余小导管割除，并和格栅钢架焊接固定，同时兼做后开挖隧道的锁脚锚管。
[0013]本专利技术有效的解决了在城市开挖扰动敏感地层中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法，其特征在于，所述扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法包括如下步骤：S1，中间大端面隧道施工，采用双侧壁导坑法开挖施工中间大断面隧道，首先依次在中间大端面隧道的施工作业面中施工导洞，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，然后对各导洞均采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，每个台阶拱脚处打设两根锁脚锚管，锁脚锚杆均与格栅钢架可靠焊接，且每个导洞前后错开不小于8m；S2，小净距隧道施工，完成S1施工后，采用台阶法在S1步骤施工建成的隧道两侧对称施工小净距隧道，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与大断面隧道导洞间隔不小于8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，并在导洞开挖后架设格栅钢架进行支护，同时打设锁脚锚杆并喷射混凝土支护强化，其中锁脚锚杆与格栅可靠焊接，每个导洞前后错开不小于8m；S3，标准断面隧道施工，完成S2施工后，在S2施工建成的隧道外侧采用台阶法对称施工最外侧标准断面隧道，导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与邻近隧道导洞间隔8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，导洞开挖后架设格栅钢架并打设锁脚锚杆及喷射混凝土支护强化，其中锁脚锚杆与格栅可靠焊接，且每个导洞前后错开不小于8m；S4，外侧大端面隧道施工，完成S3步骤施工后，采用CRD法施工最外侧大断面隧道，其中导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆，并对施工作业面通过格栅钢架进行支护，且初期支护及时封闭成环，与邻近隧道导洞间隔8m，然后采用上下台阶法施工，上下台阶错开3—5m，上台阶留核心土，每个台阶拱脚处打设两根锁脚锚管，且锁脚锚杆与格栅可靠焊接，每个导洞前后错开不小于8m；S5，隧道群二次加固，完成S4步骤施工后，并在S1至S4步骤全部完成施工且地层变形趋于稳定后进行二衬施工，在双侧壁导坑法大断面二衬施工中，对初始支护拆除作业时，仅凿除初始支护的表层混凝土，并对格栅钢架处进行防水处理，同时在初始支护拆除时，每次拆除的长度不超过6m，完成二次加固后即可完成隧道整体施工。2.根据权利要求1所述的扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法，其特征在于，所述S1—S4步骤中，在进行导洞开挖前先对深孔注浆加固区域进行全断面深孔注浆时，注浆范围为初支轮廓外2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建锋，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：