本發(fā)明涉及隧道施工工法，具體涉及一種穿越超高層建筑群回填區(qū)隧道施工方法，適用于埋深不小于5米、隧道開挖斷面不大于100平方米的穿越回填區(qū)淺埋隧道施工。

背景技術(shù)：

目前城市交通擁堵日益加重，地面空間已不能滿足城市功能要求,為緩解地面交通壓力，地下空間發(fā)展地位日漸突出，不可避免地要在密集城區(qū)穿越超高層建筑群，不僅需要保證隧道工程主體施工安全，還須妥善地解決隧道工程對既有建筑物的影響問題。

早期城市建筑群的各個地下車庫相互獨(dú)立，每個車庫均配備有車庫出入口，尤其是在繁華的商業(yè)區(qū)，進(jìn)出車庫路線復(fù)雜，由一棟高樓進(jìn)入另一棟高樓，必須要返回到地面上，一旦遇到商圈大循環(huán)，很容易迷路并造成地面交通擁堵；若能將一定范圍內(nèi)的城市建筑群的各個地下車庫串通起來，由一個地下車庫通過隧道進(jìn)入另一地下車庫，不需要返回到地面上，則可以大大地緩解地面交通擁堵壓力。但每個車庫邊緣為大約3米左右的回填區(qū)，各地下車庫要相互串通，必須要解決隧道施工過程中因回填土下落而導(dǎo)致的地面下沉問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種專用于隧道開挖斷面不大于100平方米，埋深不小于5米的穿越超高層建筑群回填區(qū)的隧道施工，針對隧道接口處3米左右完全穿越超高層建筑群回填區(qū)圍巖無自穩(wěn)能力、建筑物陳舊、隧道上部為商業(yè)步行街等復(fù)雜條件的一套綜合施工方法。

為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種穿越超高層建筑群回填區(qū)隧道施工方法，包括以下步驟：

第一步，施工準(zhǔn)備；

第二步，多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)：高層建筑已利用地下空間與連接隧道接口處為一段深基坑松軟回填區(qū)，在深基坑松軟回填區(qū)的頂部施作至少兩排等距間隔并呈弧形排列的自進(jìn)式錨桿，并從高層建筑已利用地下空間向連接隧道方向施作，每根自進(jìn)式錨桿傾斜設(shè)置，且朝向連接隧道的一端比朝向高層建筑已利用地下空間的一端高，這兩排自進(jìn)式錨桿形成隔層將深基坑松軟回填區(qū)的上部回填土穩(wěn)固；

第三步，進(jìn)行分段式導(dǎo)坑施工：

(a)左上導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)a、b段及臨時支護(hù)i、j段，并錨噴封閉掌子面；

(b)左下導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)c、d段及臨時支護(hù)k段，并錨噴封閉掌子面；

(c)右上導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)e、f段及臨時支護(hù)l段，并錨噴封閉掌子面；

(d)右下導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)g、h段，并錨噴封閉掌子面；

至此，初期支護(hù)a、b、c、d、h、g、f、e段依次相連構(gòu)成與隧道橫截面匹配的封閉環(huán)；臨時支護(hù)i、j段水平相連，并與豎直相連的臨時支護(hù)l、k段構(gòu)成封閉環(huán)內(nèi)的“十”字形交叉；小導(dǎo)管垂直打入導(dǎo)坑的左、右側(cè)壁及底部，并布滿左、右側(cè)壁及底部，并注漿加固周圍回填區(qū)；

(e)待噴射混凝土強(qiáng)度合格后進(jìn)行下一導(dǎo)坑施工，每段導(dǎo)坑的施工長度不超過0.5m，直至所有導(dǎo)坑開挖支護(hù)完成后，拆除全部臨時支護(hù)i、j、k、l段；

第四步，類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)：在隧道側(cè)墻、拱部、底部設(shè)置有若干與隧道長度方向一致的縱向鋼筋，在隧道內(nèi)沿著隧道的長度方向間隔設(shè)置有與隧道斷面匹配的環(huán)向主筋，且縱向鋼筋與環(huán)向主筋的直徑相當(dāng)，縱向鋼筋與環(huán)向主筋連在一起構(gòu)成網(wǎng)狀的類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)。

作為上述方案的優(yōu)選，在第二步中，所述自進(jìn)式錨桿共三排，先施工每排的奇數(shù)號孔位，注漿后再施工偶數(shù)號孔位；每根自進(jìn)式錨桿的傾斜角度為30±5°，自進(jìn)式錨桿的長度為7±1m，自進(jìn)式錨桿的排距和環(huán)距均為250±30mm，自進(jìn)式錨桿的直徑為φ32±5mm。

優(yōu)選為，在第三步中，所述導(dǎo)坑采用crd機(jī)械開挖，小導(dǎo)管的直徑為φ40±5mm，小導(dǎo)管的長度為4.5±0.5m，行距和列距均為500±30mm，小導(dǎo)管前端呈錐形，小導(dǎo)管前端3m范圍內(nèi)布置泄?jié){孔；所述掌子面和導(dǎo)坑周邊部分初噴4±0.5cm厚度的噴射混凝土封閉，架立型鋼鋼架和臨時鋼架，并在打設(shè)鎖腳導(dǎo)管后復(fù)噴噴射混凝土至設(shè)計厚度20cm。

優(yōu)選為，在第四步中，所述縱向鋼筋與環(huán)向主筋的直徑均為φ28±3mm。

本發(fā)明的有益效果：該工法采用多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)、小導(dǎo)管環(huán)形注漿固結(jié)加固以及類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)施工，有效解決了隧道施工過程中因回填土下落而導(dǎo)致地面下沉的問題，極大地減小了安全風(fēng)險，節(jié)約了工期成本，顯著提高了安全環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)。

圖2為自進(jìn)式錨桿孔位布置圖。

圖3為小導(dǎo)管環(huán)形注漿固結(jié)加固示意圖。

圖4為多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)施工工藝流程。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

一種穿越超高層建筑群回填區(qū)隧道施工方法，按以下步驟進(jìn)行施工：

第一步，施工準(zhǔn)備。

第二步，多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)。結(jié)合圖1、圖2所示，高層建筑已利用地下空間(比如車庫)與連接隧道的接口處為一段深基坑松軟回填區(qū)，該深基坑松軟回填區(qū)是在修建車庫時形成。本工法就是針對這段深基坑松軟回填區(qū)的施工方法，有效解決該段施工過程中因回填土下落而導(dǎo)致的底面下沉的問題。從而形成一套穿越超高層建筑群回填區(qū)的隧道施工方法。

在深基坑松軟回填區(qū)的頂部施作至少兩排等距間隔并呈弧形排列的自進(jìn)式錨桿，并從高層建筑已利用地下空間向連接隧道方向施作，每根自進(jìn)式錨桿傾斜設(shè)置，且朝向連接隧道的一端比朝向高層建筑已利用地下空間的一端高，這兩排自進(jìn)式錨桿形成隔層將深基坑松軟回填區(qū)的上部回填土穩(wěn)固。

優(yōu)選為，在第二步中，自進(jìn)式錨桿共三排，先施工每排的奇數(shù)號孔位，注漿后再施工偶數(shù)號孔位；每根自進(jìn)式錨桿的傾斜角度為30±5°，自進(jìn)式錨桿的長度為7±1m，自進(jìn)式錨桿的排距和環(huán)距均為250±30mm，自進(jìn)式錨桿的直徑為φ32±5mm。

第三步，進(jìn)行分段式導(dǎo)坑施工，分(a)、(b)、(c)、(d)、(e)五個小步進(jìn)行：

(a)左上導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)a、b段及臨時支護(hù)i、j段，并錨噴封閉掌子面；

(b)左下導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)c、d段及臨時支護(hù)k段，并錨噴封閉掌子面；

(c)右上導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)e、f段及臨時支護(hù)l段，并錨噴封閉掌子面；

(d)右下導(dǎo)坑開挖，開挖完成后，立即施作注漿小導(dǎo)管，隨后施作初期支護(hù)g、h段，并錨噴封閉掌子面；

至此，初期支護(hù)a、b、c、d、h、g、f、e段依次相連構(gòu)成與隧道橫截面匹配的封閉環(huán)；臨時支護(hù)i、j段水平相連，并與豎直相連的臨時支護(hù)l、k段構(gòu)成封閉環(huán)內(nèi)的“十”字形交叉；小導(dǎo)管垂直打入導(dǎo)坑的左、右側(cè)壁及底部，并布滿左、右側(cè)壁及底部，并注漿加固周圍回填區(qū)，如圖3所示，從而實(shí)現(xiàn)了通過小導(dǎo)管環(huán)形注漿固結(jié)加固回填區(qū)的目的。

(e)待噴射混凝土強(qiáng)度合格后進(jìn)行下一導(dǎo)坑施工，每段導(dǎo)坑的施工長度不超過0.5m，直至所有導(dǎo)坑開挖支護(hù)完成后，拆除全部臨時支護(hù)i、j、k、l段；

優(yōu)選為，在第三步中，導(dǎo)坑采用crd機(jī)械開挖，小導(dǎo)管的直徑為φ40±5mm，小導(dǎo)管的長度為4.5±0.5m，行距和列距均為500±30mm，小導(dǎo)管前端呈錐形，小導(dǎo)管前端3m范圍內(nèi)布置泄?jié){孔；掌子面和導(dǎo)坑周邊部分初噴4±0.5cm厚度的噴射混凝土封閉，架立型鋼鋼架和臨時鋼架，并在打設(shè)鎖腳導(dǎo)管后復(fù)噴噴射混凝土至設(shè)計厚度20cm。

第四步，類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)，考慮到該段穿越回填區(qū)，隧道縱向承載能力薄弱，二襯結(jié)構(gòu)縱向受力與環(huán)向受力同等重要，為提高該段二襯結(jié)構(gòu)縱向抗變形能力，將縱向分布鋼筋調(diào)整為與環(huán)向主筋一致。

在隧道側(cè)墻、拱部、底部設(shè)置有若干與隧道長度方向一致的縱向鋼筋，在隧道內(nèi)沿著隧道的長度方向間隔設(shè)置有與隧道斷面匹配的環(huán)向主筋，且縱向鋼筋與環(huán)向主筋的直徑相當(dāng)，縱向鋼筋與環(huán)向主筋連在一起構(gòu)成網(wǎng)狀的類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選為，在第四步中，縱向鋼筋與環(huán)向主筋的直徑均為φ28±3mm。

該工法的特點(diǎn)和核心：

(1)多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)將上部回填土穩(wěn)固形成隔層，防止施工期間回填土下落，為后續(xù)開挖施工提供安全保障；

(2)小導(dǎo)管環(huán)形注漿固結(jié)加固回填區(qū)，確保施工安全；

(3)類懸挑式加強(qiáng)襯砌結(jié)構(gòu)施工提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)沉降，確保運(yùn)營安全。

適應(yīng)范圍：

(1)適用于埋深不小于5米、開挖斷面不大于100平米的穿越回填區(qū)淺埋隧道施工；

(2)周邊環(huán)境要求高，地面無條件采取保護(hù)性施工。

多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)施工中的具體要求有如下幾點(diǎn)：

(1)自進(jìn)式錨桿施工采用“隔孔鉆設(shè)”的方式分兩步進(jìn)行,先施工奇數(shù)號孔位,注漿后再施工偶數(shù)號孔位，yt-28型風(fēng)鉆套上專用的纖尾套，將錨桿與纖尾套連接牢固，并在第一節(jié)錨桿的前端套上鉆頭，當(dāng)一節(jié)錨桿鉆進(jìn)后，在前一節(jié)錨桿的尾部套上帶有人工涂抹潤滑劑的連接套后再連接好后一節(jié)錨桿，直到每根錨桿鉆到指定長度7m，外傾30°。

(2)通過快速注漿接頭將錨桿尾端注漿泵相連，啟動灰漿攪拌機(jī)，人工將水泥輸入到攪拌中進(jìn)行加水?dāng)嚢?。攪拌均勻后，輸入壓漿泵，壓漿時要保持壓漿高壓管順直。壓漿量根據(jù)壓漿泵壓力的大小或根據(jù)灰漿攪拌機(jī)的消耗速度確定。壓漿完畢后，立即安裝好止?jié){塞，再進(jìn)行錨固，將拱形墊板套在錨桿外露部分，與地表或巖層密貼，在墊板外擰緊球形螺母。注漿材料為水泥漿，水灰比1:1。多層次自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)施工工藝流程如圖4所示。

分段式導(dǎo)坑施工施工中的具體要求有如下幾點(diǎn)：

(1)隧道分導(dǎo)坑機(jī)械開挖后，導(dǎo)坑周邊部分不平整處采用人工修整；

(2)環(huán)形注漿小導(dǎo)管采用φ42普通鋼管加工，前端成錐形，管身前端3m范圍布置泄?jié){孔。施工過程中利用鉆機(jī)直接將小導(dǎo)管打入回填區(qū)，然后注漿泵壓注1:1水泥漿固結(jié)周邊回填區(qū)；

(3)為防止在初期支護(hù)、臨時支護(hù)施工過程中出現(xiàn)回填土塌落，掌子面和導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚噴射混凝土封閉；

(4)架立型鋼鋼架和臨時鋼架，并在打設(shè)鎖腳導(dǎo)管后復(fù)噴噴射混凝土至設(shè)計厚度20cm。