一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构及施工方法，该支护结构包括设置在隧道顶部和侧墙处的管幕支护、设置在隧道底部和拱脚处的水平旋喷桩支护、设置在所述管幕支护外围的袖阀管帷幕注浆加固层，所述管幕支护与所述水平旋喷桩支护在拱脚处相互咬合，形成一个密闭的支护结构。本发明专利技术提供的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构可有效控制地下水侵入隧道内部，保障隧道施工安全及隧道上部路面交通正常运营，特别适合城市地下工程浅埋暗挖隧道的施工，在下穿既有公路、铁路和管线等既有构筑物时有明显优势。路和管线等既有构筑物时有明显优势。路和管线等既有构筑物时有明显优势。

【技术实现步骤摘要】
一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道与地下工程建设
，具体的涉及一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构及施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国沿海地区经济的增长，越来越多的人涌入东南沿海城市，给城市带来了巨大的交通压力，交通压力的持续增大不利于城市未来长久的发展，此时发展地下空间是解决城市道路拥挤的重要方式。但沿海地区的海相地层主要为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土，具有流变性和不均匀性，土体富水性大，结构松散，透水性强的特点；地下水位较高，围岩受扰动变形较大，自稳能力差，开挖极易发生掌子面坍塌及周边既有构筑物不均匀沉降的情况，因此需要使用到支护结构对隧道的开挖进行保护。
[0003]专利公开号为CN217501695U的中国专利公开了一种适用于浅埋富水砂土状软弱围岩隧道施工的支护结构，包括超前支护结构和初期支护结构；超前支护结构设置在隧道顶拱围岩上；初期支护结构包括拱部初期支护、仰拱初期支护和临时仰拱；拱部初期支护设置于上台阶、中台阶和下台阶对应位置的隧道拱部，拱部初期支护在拱脚部位设置有扩大拱脚和锁脚锚管，扩大拱脚和锁脚锚管均打设锚入隧道拱部围岩内；仰拱初期支护对应设置于隧道仰拱处；在隧道横断面上，临时仰拱在中台阶所在位置横向设置，且两端分别与两侧的拱部初期支护固定连接。然而，上述的支护结构并不适用于海相地层条件下的隧道开挖，不能有效控制隧道结构透水，地表不均匀沉降及既有构筑物开裂的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的支护结构并不适用于海相地层条件下的隧道开挖，不能有效控制隧道结构透水，地表不均匀沉降及既有构筑物开裂的问题，本专利技术提供一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构及施工方法。
[0005]本专利技术技术方案如下所述：一方面，本专利技术提供一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，包括设置在隧道顶部和侧墙处的管幕支护、设置在隧道底部和拱脚处的水平旋喷桩支护、设置在所述管幕支护外围的袖阀管帷幕注浆加固层，所述管幕支护与所述水平旋喷桩支护在拱脚处相互咬合，形成一个密闭的支护结构。
[0006]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，所述管幕支护包括多根沿隧道顶部和侧墙处水平分布的管幕钢管，相邻的所述管幕钢管之间通过齿槽锁扣连接。
[0007]进一步的，所述齿槽锁扣的孔隙内注入有止水剂。
[0008]进一步的，每一根所述管幕钢管内均压灌填充有豆砾石混凝土。
[0009]进一步的，所述管幕钢管的管径为0.3～0.6m，所述管幕钢管的壁厚为8～16mm。
[0010]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，所述水平旋喷桩支护
包括内层水平旋喷桩和外层水平旋喷桩，沿隧道环向方向相邻的所述内层水平旋喷桩之间、沿隧道环向方向相邻的所述外层水平旋喷桩之间、相邻的所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩之间相互咬合。
[0011]进一步的，沿隧道轴线方向相邻的所述内层水平旋喷桩之间、沿隧道轴线方向相邻的所述外层水平旋喷桩之间首尾搭接。
[0012]进一步的，所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩均与隧道轴线方向具有一定的角度。
[0013]进一步的，沿隧道环向方向相邻的所述内层水平旋喷桩之间、沿隧道环向方向相邻的所述外层水平旋喷桩之间、相邻的所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩之间的咬合厚度为5cm。
[0014]进一步的，所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩的桩径为0.4～0.7m，所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩的长度为5～30m。
[0015]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，所述管幕支护、所述水平旋喷桩支护、所述袖阀管帷幕注浆加固层的长度均与隧道的长度相同。
[0016]另一方面，本专利技术提供一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，包括以下步骤：步骤S1：采用袖阀管帷幕在既有构建物下方的隧道掌子面及周边围岩处进行深孔注浆加固，形成袖阀管帷幕注浆加固层；步骤S2：在隧道底部和拱脚处打设水平旋喷桩，形成水平旋喷桩支护；步骤S3：在隧道顶部和侧墙处处打设管幕钢管，形成管幕支护；步骤S4：隧道开挖至剩余注浆深度小于超前核心土预留深度时，继续循环进行步骤S1；步骤S5：隧道开挖推进至水平旋喷桩搭接位置处后，继续循环进行步骤S2；步骤S6：继续循环进行步骤S4和步骤S5，直至隧道开挖完成。
[0017]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S1中，袖阀管帷幕注浆前施做临时封堵墙封闭隧道掌子面。
[0018]进一步的，在步骤S4中，每次循环进行步骤S1，均需预留0.4～0.6m厚的掌子面核心土作为止浆墙。
[0019]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S1中，注浆浆液采用水泥
‑
水玻璃双液浆，液浆扩散半径为0.5m～1m；对于注浆盲区采用超前小导管进行补充注浆。
[0020]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S1中，注浆压力为0.3～0.8MPa，根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S1中，首次注浆范围为隧道边界外1.5～3m，然后循环为支护轮廓内的土体注浆。
[0021]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S1中，注浆加固后，开挖范围内的土体无侧限抗压强度不小于0.5MPa，开挖范围外加固范围内的土体无侧限抗压强度不小于0.8MPa；加固后渗透系数不大于1.0
×
10
‑6cm/s。
[0022]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S2中，水平旋
喷桩为内外两层打设，先施做内层水平旋喷桩，再施作外层水平旋喷桩；施做内层水平旋喷桩和外层水平旋喷桩时，先施作两侧再施作中间，并采用跳桩法施工。
[0023]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S2中，施做水平旋喷桩时，水平旋喷桩与隧道轴线方向具有一定的角度，不能沿隧道轴线方向钻进。
[0024]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S2中，沿隧道环向方向相邻的内层水平旋喷桩之间、沿隧道环向方向相邻的外层水平旋喷桩之间、相邻的内层水平旋喷桩和外层水平旋喷桩之间相互咬合，咬合厚度为5cm；相邻桩位施工必须待混凝土强度达到2.5MPa后再进行。
[0025]进一步的，在步骤S5中，每次循环进行步骤S2，水平旋喷桩前后具有一定的搭接长度，搭接长度按照现场工程概况及水文地质条件决定。
[0026]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S3中，管幕一次打设长度为隧道开挖总长，管幕采用顶管机施工。
[0027]根据上述方案的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的施工方法，在步骤S3中，先在隧道顶部中轴线处打设用于中央定位的管幕钢管，采用边顶管进边焊接的方式不断增加管幕钢管长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，包括设置在隧道顶部和侧墙处的管幕支护、设置在隧道底部和拱脚处的水平旋喷桩支护、设置在所述管幕支护外围的袖阀管帷幕注浆加固层，所述管幕支护与所述水平旋喷桩支护在拱脚处相互咬合，形成一个密闭的支护结构。2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，所述管幕支护包括多根沿隧道顶部和侧墙处水平分布的管幕钢管，相邻的所述管幕钢管之间通过齿槽锁扣连接。3.根据权利要求2所述的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，所述齿槽锁扣的孔隙内注入有止水剂。4.根据权利要求2所述的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，每一根所述管幕钢管内均压灌填充有豆砾石混凝土。5.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，所述水平旋喷桩支护包括内层水平旋喷桩和外层水平旋喷桩，沿隧道环向方向相邻的所述内层水平旋喷桩之间、沿隧道环向方向相邻的所述外层水平旋喷桩之间、相邻的所述内层水平旋喷桩和所述外层水平旋喷桩之间相互咬合。6.根据权利要求5所述的浅埋暗挖隧道下穿既有构筑物的支护结构，其特征在于，沿隧道轴线方向相邻的所述内层水平旋喷桩之间、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴恺，龙建平，苏洪林，罗强，杨秀坤，高搏，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：