一种适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法技术

本发明专利技术公开了适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法，其包括以下步骤：S1、隧道拱顶的土体去除；S2、洞门封堵；S3、管片拆除；S4、施工洞圈环梁与井内结构。本发明专利技术在保证隧道结构连接可靠性的前提下实现管片反挖施工，可有效防止盾构隧道沉降、上浮和左右移动的变形造成管片结构的失稳破坏，保证管片的整体性，稳定周边地层。定周边地层。定周边地层。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法


[0001]本专利技术属于盾构隧道施工
，具体涉及一种适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着国家发展战略及基础设施建设的持续推进，以及高铁路网、高速公路路网、城市道路路网结构的进一步完善，盾构隧道技术已成为我国重大交通等基础设施建设中不可或缺的关键技术。
[0003]然而，由于受到地下空间的限制，大型起重机械设备进入盾构施工空间和开展相关作业的难度较大，同时盾构隧道成型管片拆除作业非常困难，且安全系数较低，因此，在盾构穿越风井后，实施风井原位试验管片反挖施工，其具有以下风险：
[0004]1)、深埋隧道与区间风井间封堵困难，其主要的原因是管片拆除过程中，易发生渗漏水，严重情况有突发涌水的可能；
[0005]2)、管片拆除过程中易引发隧道变形，其主要的原因是管片拆除后，管片纵向的紧密排列状态被打破，装配式结构出现放松趋势，易连带引发隧道整体变形；
[0006]3)、管片结构整体性易受到破坏，其主要的原因是拆除过程中，易引发隧道沉降、上浮和左右移动变形，造成管片结构失稳破坏；
[0007]4)、影响周边地层稳定，其主要的原因是拆除过程中导致管片位移变形，管片沉降，极易引发周围土体松动、变形、塌陷。
[0008]因此，随着盾构隧道建设量的不断增多，而管片拆除作业的效果会直接影响盾构隧道施工质量，因此在区间风井的狭小空间内如何安全、高效地拆除管片，成为亟待研究解决的问题。
专利技术内容
[0009]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法，其包括以下步骤：
[0011]S1、隧道拱顶的土体去除
[0012]开挖土体至隧道拱顶2
±
0.5m位置时，进行保护性开挖，直至位于左右两个洞口之间的隧道拱顶的同步注浆体暴露，其中位于两个洞口之间形成多个洞圈环，每个洞圈环有多个弧形管片组装而成，且形成在洞口处的为洞口圈环；
[0013]S2、洞门封堵
[0014]a)分别自洞口圈环处开挖，凿除拱顶同步注浆包裹体，同步焊接洞门封板与洞口环背覆钢板，进行凿除部分封堵；b)逐步挖除洞口圈环的两侧土体，凿除洞圈环处两侧同步注浆包裹体，并同步焊接洞门封板与洞口环背覆钢板，同时还在洞口圈环所在的管片上逐
次增设临时支撑；c)直至洞口圈环处管片两侧土体挖除至素砼顶面，凿除两端洞口圈环处素砼及同步注浆包裹体，同步焊接钢板完成洞门的全部封堵；
[0015]S3、管片拆除
[0016]先破除位于两个洞口圈环之间中部洞圈环的顶部管片，然后沿着洞圈环管片的圆弧面依次向两侧洞口圈环拆除管片，直至两个洞口圈环之间上半圆管片均拆除后，接着逐步拆除下半圆管片，直至井内洞圈环的管片拆除完成；
[0017]S4、施工洞圈环梁与井内结构。
[0018]优选地，在S2的b)中，临时支撑包括分别设置在洞口圈环所对应管片外侧和内侧的外撑架和内撑架。通过内外支撑，避免反挖施工中，造成管片纵向的紧密排列状态被打破，防止隧道整体变形，同时也降低隧道沉降、上浮和左右移动变形，造成管片结构失稳破坏的概率。
[0019]根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，外撑架包括位于隧道拱顶两侧的多根外撑杆，其中所述外撑杆沿着垂直于所述洞口圈环中心线方向水平支撑在所述洞口圈环处所述管片与所述风井内壁之间，且自所述隧道拱顶向底部上下依次间隔分布。这样一来，通过边挖出，边支撑的模式，以降低隧道沉降、上浮和左右移动变形概率。
[0020]优选地，位于两侧多根外撑杆关于隧道拱顶对称设置，或者位于两侧多根外撑杆上下间隔并错位分布。在此，通过外撑杆布局，其主要的作用，不仅能够降低隧道沉降、上浮和左右移动变形概率，而且在洞口封堵中有效的定位，同时在管片拆除中还能够起到避免管片纵向的紧密排列状态被打破。
[0021]进一步的，多根外撑杆中包括顶部撑杆、底部撑杆和中部撑杆，且顶部撑杆和中部撑杆所形成的长度自上而下逐步变小，中部撑杆和底部撑杆所形成的长度自中而下逐步变大，其中顶部撑杆的长度大于底部撑杆的长度，且所述底部撑杆处于隧道下半圆与素砼顶面之间。在此，外撑杆的位置也十分重要，太多不方便施工，不宜太上，也不宜太下。
[0022]本例中，中部撑杆有一根且沿着洞口圈环的径向延伸，顶部撑杆的长度大于底部撑杆的长度，顶部撑杆至洞口圈环顶面之间的距离为洞口圈环半径的3/5～7/10，底部撑杆处于隧道下半圆与素砼顶面之间，且底部撑杆至洞口圈环顶面之间的距离为洞口圈环半径的1.2～1.4倍。这样一来，能够准确的实施侧部土体去除时，实施外撑杆的布局的架设，使得其在特点的位置达到避免隧道沉降、上浮和左右移动变形概率，同时也便于管片的拆除。
[0023]优选地，内撑架包括位于已凿除同步注浆包裹体的所述洞口圈环内的多根内撑杆，其中撑杆平行或/和相交的设置。
[0024]本例中，管片加设临时支撑包括管片两侧采用工字钢焊接进行拉紧处理(形成外撑架)和管片内部做横纵型钢支撑(形成内撑架)。
[0025]根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，在S3的管片拆除时，中部洞圈环的顶部管片采用切割工具和吊装工具拆除，然后将中部洞圈环上部的管片拆除后，自拆除缺口向左或向右依次拆除至洞口圈环，直至位于两个所述洞口圈环之间的上半圆管片全部拆除。最佳的拆除方式，配合临时支撑，才能达到最佳的拆除效果：1、管片拆除过程中不易引发隧道变形；2、管片结构整体性不易受到破坏；3、不会影响周边地层稳定。
[0026]优选地，位于两个洞口圈环之间的下半圆管片和上半圆管片拆除过程相同。因此，管片拆除作业的效果不会影响盾构隧道施工质量。
[0027]优选地，在反挖施工前需对管片渗水空隙进行封堵，同时需通过管片底部注浆孔对管片底部土体注浆。开挖前对管片周围土体进行注浆，有效控制管片位移变形和管片沉降，同时增加管片外部土体的止水效果，大大减小了对周围地层的扰动。
[0028]此外，开挖土体过程中需对洞门进行不间断封堵，同时反挖施工中将风井或/和隧道内的明水抽排。洞门密封效果良好，无渗漏水现象。
[0029]由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0030]本专利技术在保证隧道结构连接可靠性的前提下实现管片反挖施工，可有效防止盾构隧道沉降、上浮和左右移动的变形造成管片结构的失稳破坏，保证管片的整体性，稳定周边地层。
附图说明
[0031]图1为本实施例适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法的主视示意图(处于同步注浆体暴露)；
[0032]图2为图1中自洞口圈环处的剖视示意图；
[0033]图3为本实施例适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法的主视示意图(自洞口圈环处开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、隧道拱顶的土体去除开挖土体至隧道拱顶2
±
0.5m位置时，进行保护性开挖，直至位于左右两个洞口之间的隧道拱顶的同步注浆体暴露，其中位于两个洞口之间形成多个洞圈环，每个洞圈环有多个弧形管片组装而成，且形成在洞口处的为洞口圈环；S2、洞门封堵a)分别自洞口圈环处开挖，凿除拱顶同步注浆包裹体，同步焊接洞门封板与洞口环背覆钢板，进行凿除部分封堵；b)逐步挖除洞口圈环的两侧土体，凿除洞圈环处两侧同步注浆包裹体，并同步焊接洞门封板与洞口环背覆钢板，同时还在洞口圈环所在的管片上逐次增设临时支撑；c)直至洞口圈环处管片两侧土体挖除至素砼顶面，凿除两端洞口圈环处素砼及同步注浆包裹体，同步焊接钢板完成洞门的全部封堵；S3、管片拆除先破除位于两个洞口圈环之间中部洞圈环的顶部管片，然后沿着中部洞圈环的管片的圆弧面依次向两侧洞口圈环拆除管片，直至两个洞口圈环之间的上半圆管片均拆除后，接着逐步拆除下半圆管片，已完成井内洞圈环的管片拆除完成；S4、施工洞圈环梁与井内结构。2.根据权利要求1所述的适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法，其特征在于：在S2的b)中，所述临时支撑包括分别设置在所述洞口圈环所对应所述管片外侧和内侧的外撑架和内撑架。3.根据权利要求2所述的适用于风井原位试验管片反挖拆除的施工方法，其特征在于：所述外撑架包括位于所述隧道拱顶两侧的多根外撑杆，其中所述外撑杆沿着垂直于所述洞口圈环中心线方向水平支撑在所述洞口圈环处所述管片与所述风井内壁之间，且自所述隧道拱顶向底部上下依次间隔分布，位于两侧所述多根外撑杆关于所述隧道拱顶对称设置，或者位于两侧所述多根外撑杆上下间隔并错位分布。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚洲，姚占虎，徐云龙，刘思远，纪铭锐，杨光，李辉，张晓锋，
申请(专利权)人：中交隧道工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：