小间距重叠隧道盾构法施工工艺工法（后附图片）.doc

PAGE PAGE 15 小间距重叠隧道盾构法施工工艺工法 1.前言 1.1 工艺工法概况 根据《地铁设计规范》（GB50157）中“10.1.10 盾构法施工的平行隧道（“《地铁设计规范-条文说明》（GB50157）中“10.1.10 ……这里所指的平行隧道，是指在一定区段内，两座或两座以上的隧道在平面或里面平行修筑的隧道。……”）间的净距，应根据工程地质条件、埋置深度、盾构类型等因素确定，且不宜小于隧道外轮廓直径。当因功能需要或其他原因不能满足上述要求时，应在设计和施工中采取必要的措施。”的规定，当两隧道之间的近距小于一倍洞径时，两隧道施工相互影响较大，尤其是在软弱地层中，因此对于软弱地质条件下重叠隧道采用盾构法施工则必须解决两个方面的关键性问题： 1重叠隧道施工相互影响问题。 2重叠隧道施工对地层及地面建(构)筑物二次扰动的影响问题。 本工法即在软弱地质条件下，当两单线盾构隧道净距小于一倍洞径时，通过采取一定的技术措施，以保证在隧道掘进过程中确保隧道结构安全和周边环境安全的一系列施工方法，且实践证明，对于重叠隧道，在施工质量控制和施工成本方面采用“先下后上”施工顺序要优于“先上后下”。 1.2 工艺原理 本工法工艺原理是通过采取一定的技术措施，从加强隧道管片强度和刚度、提高夹层土体强度和减小盾构施工对周边环境扰动三个方面来解决重叠隧道施工所面临的两个关键性问题，从而保证重叠隧道施工安全和质量。 2.工艺工法特点 2.1通过提高管片含筋量和加强连接螺栓的措施可在不影响管片正常生产工艺前提下增强隧道管片强度和整体结构刚度，具有高效、快捷、直接的特点。 2.2通过夹层土体注浆技术可在不干扰地面交通和周边环境的前提下实现提高夹层土体强度的目的，相对于地面注浆、旋喷和搅拌等加固技术具有环保、经济和加固效果可靠的特点。 2.3采用轮式液压支撑台车可随盾构掘进实现对先建隧道连续不间断支撑的目的，相对于支架、钢环等固定支撑措施具有方便、快捷、连续和节省人工的特点。 3.适用范围 本工法适用于广深地区粉质粘土层和花岗岩全、强风化层或类似地层中，两平行或重叠隧道净距大于等于1.6m，隧道外径为6.0m，管片厚度为30cm，采用盾构法进行隧道施工。 4.主要引用标准 4.1《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446） 4.2《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299） 4.3《城市轨道交通技术规范》（GB50490） 4.4《地下防水工程质量验收规范》（GBA50208） 5.施工方法 本工法从加强隧道管片强度和刚度、提高夹层土体强度和减小盾构施工对周边环境扰动三个方面来解决重叠隧道施工所面临的两个关键性问题，从而保证重叠隧道施工安全和质量。施工方法如下： 5.1 先建隧道结构及刚度加强 5.1.1螺栓加强 根据模拟研究结论：“下洞管片结构内力受上洞施工影响，存在临时性和盾构及工作面前后一定范围内的局域性，经检算，受临时荷载和内力影响，纵向螺栓的抗弯、抗剪强度不足” 。对重叠隧道段管片纵、横向连接螺栓均采取加强措施：螺栓由通常设计的5.8级M24提高到8.8级M27，提高了管片螺栓的抗弯和抗剪强度，进而提高相邻管片纵向连接力和抵抗上下错动的能力。 5.1.2管片加强措施 根据隧道施工的相互影响分析，在盾构机掘进推力下，刀盘前方的土体发生挤压塑性变形，变形向四周扩展，当隧道净距小于3.0m时，先建隧道管片应力在土体挤压下增大，超过了常规隧道管片设计施工应力，因此需对先施工隧道管片进行加强处理，以抵消施工应力增加产生的影响。因此对重叠隧道的管片进行必要的设计调整，主要措施为增大管片含筋量，下行隧道(右线)管片钢筋含量宜由常规设计的152kg/m3提高到227kg/m3，上行隧道(左线)从152kg/m3提高到204kg/m3，增加的途径是原管片纵向钢筋Φ10加大至Φ14。该项措施通过模拟和计算确定，满足设计要求。 5.1.3 自行式轮式液压支撑台车支撑措施 1理论分析 根据模拟分析结论，重叠隧道在施工阶段的所要解决的主要矛盾就是在上行隧道施工过程中，对下行隧道设置临时支撑，且临时支撑体系必须满足以下三个要求： 1）抵抗上行隧道施工过程中，盾体下方下行隧道管片环缝之间的因垂直错动产生的剪力。 2）提高下行隧道纵向刚度，减小下行隧道垂直弯曲变形。 3）下行隧道影响范围（24m）内的支撑不能卸力，必须提供持续支撑。 根据上述要求建立支撑模型如图： 图1 支撑体系模型 图2 支撑体系与管片的关系 2支撑台车支撑原理 自行式轮式液压支撑台车工作原理如下图所示。 图3 先下后上支撑示意图 图4 先上后下支撑示意图 3