近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件施工方法

摘要

本发明公开了一种近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件施工方法，将两条地铁区间交叉段放在同一个基坑内进行开挖；在开挖的基坑内，先施工下部地铁区间的结构，再施工上部地铁区间的结构，然后在盾构孔洞外侧封堵，除吊装口外其余部分进行覆土回填，恢复路面和交通；最后根据具体的施工顺序四台盾构机依次穿过该节点，完成隧道的建设。本发明将两条地铁区间交叉段进行一体化建设，预留后期地铁区间盾构下穿通过该交叉点的条件，既保证新建地铁区间安全穿过交叉点并及时回填覆土，不影响上部地面的交通，又保证后期地铁区间安全快速通过该交叉点时不影响已有地铁结构及地面交通。

说明书

技术领域

本发明涉及一种近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件的施工方法。

背景技术

目前，各城市都在大力建设地铁，一般规划地铁线路较多，分期分批建设持续时间较长，一条地铁线路的建设期约为5年，且大部分位于城市繁忙区，地上周边环境越来越复杂，不能长期占用地上空间。但由于地铁区间穿插交错，建设时序不同，设计施工复杂，经常出现工程建设相互交叉，或者已建好的地铁线路因新线路的建设而停运的问题。

因地铁建设投资巨大，具体建设时协调工作量较大，一般地铁线路虽同期规划，但建设分先后，逐条线路分批建设。城市地铁区间隧道多采用盾构法施工，当两条地铁区间隧道上下交叉且距离较近时，已完成的工程需要进行保护。而当有些工程距离近到一定程度时，因空间受限很难采取保护措施，此时，需进行综合考虑，将两个工程在该处的节点进行匹配性规划，一体化同步设计，同期实施并预留工程接口，且在后期施工地铁下穿该交叉点时，尽量不影响地面交通，减少对地上已有结构的影响。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件的施工方法，该施工方法在现有的明挖法施工的基础上，将两台地铁区间交叉段进行一体化建设，预留后期地铁区间盾构下穿通过该交叉点的条件，既保证新建地铁区间安全穿过交叉点并及时回填覆土，不影响上部地面的交通，又保证后期地铁区间安全快速通过该交叉点时不影响已有地铁结构及地面交通。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件施工方法，其特征在于，将两台地铁区间交叉段放在同一个基坑内进行开挖；在开挖的基坑内，先施工下部地铁区间的结构，再施工上部地铁区间的结构，然后在盾构孔洞外侧封堵，除吊装口外其余部分进行覆土回填，恢复路面和交通；最后根据具体的施工顺序四条盾构机依次穿过该节点，完成隧道的建设。

进一步的，所述的基坑开挖深度由位于下部的地铁区间确定，基坑长度及宽度由两台地铁区间相互影响的距离确定；根据基坑的深度和范围确定基坑支护结构形式和开挖方式。

进一步的，盾构机穿过施工节点的方式包括两种：一种是下方两台盾构机先穿过施工节点，然后上方两台盾构机再穿过施工节点；另一种是上方两台盾构机先穿过施工节点，然后下方两台盾构机再穿过施工节点。

进一步的，所述的上方的两台盾构和下方的两台盾构机穿过施工节点的过程如下：

穿越前，先施工弧形混凝土导台，所述导台截面形状与盾构机外壳匹配，第一盾构机到达前，在导台上预先涂抹润滑油脂，减少第一盾构机的摩擦力；

第一盾构机穿过封闭洞门以后，第一盾构机头部落在导台上，与正常掘进一样在第一盾构机头部的后方拼装管片，依靠第一盾构机头部向后的千斤顶顶在管片上的力促使第一盾构机向前行进；第一盾构机刀盘在推进过程不能旋转，推进时使用所有千斤顶顶在一环拼装好的管片上；随着第一盾构机的往前推进及时固定管片，对管片与导台间的空隙进行填充；第一盾构机从该节点的一端推到另一端后，穿过盾构孔，利用刀盘破除封堵墙后，开始正常旋转刀盘掘进，并拼装管片；然后第二盾构机按照第一盾构机穿过的方法穿过该节点。

进一步的，为了保证管片的稳定性，在所述管片外侧与其顶板和侧墙上利用焊接三角支撑固定管片。

进一步的，为方便将来管片拆除，在施工下方地铁隧道时，在拼装位于吊装口正下方的管片时，使用钢管代替一片位于正上方(水平设置)的管片；拆除后的管片运出的路径为平行盾构方向；

在施工上方地铁隧道时，使用钢管代替一片位于侧面且水平面对吊装口(竖直设置)的一片管片，且拆除后的管片运出的路径为垂直盾构方向，再拐弯运到材料运转平台后吊出。

进一步的，待下方或者上方的两个盾构机在下一个车站接收后，拆除交叉段内的管片且将拆除的管片移出；待管片拆除完以后，再结合导台开始按照地铁区间的要求施工轨道内部结构。

进一步的，人工进入隧道内后，从内侧开始拆除管片间的螺丝，拆除下面管片前首先清理管片上的渣土，然后逐个管片拆除、吊出；对于不是位于吊装口正下方的管片，可配合机械设备将拆除的管片运至吊装口后再吊出。

进一步的，若先施工上方两个盾构机，先将吊装口在下方区间的顶部临时封住吊装口，提供材料运转平台，当上方两台盾构机穿过并将管片拆除后，可将上部区间从侧面封闭，并打开临时封住的吊装口，方便将来施工下部的区间。

进一步的，在短期内不施工上方盾构，可先封闭吊装口，恢复绿化，待将来上方地铁施工时再打开。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用明挖基坑施工地铁区间交叉段结构，可以提前预留后期地铁区间下穿已有地铁结构的条件，确保后期地铁区间施工时不影响已建地铁结构，确保地铁结构安全，同时保证正在运营的地铁不中断。

2、施做完结构后可以及时回填，恢复上方地面交通等功能；吊装口预留在道路旁边的绿化内，可以在不用的时候进行盖板并绿化，并可随时启用。

3、从吊装口可提供盾构推过交叉节点时所用的材料如千斤顶、吊钩等，并在节点内提供盾构机检修、换刀的通道和空间，确保盾构机安全顺利通过该交叉点。

4、本发明拆除后的混凝土管片可以再次利用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是节点合建结构的剖面图；

图2是结构的A-A剖面，表示的是上方盾构区间的横断面图；

图3是结构的B-B剖面，表示的是下方盾构区间的横断面图；

图4是结构的C-C剖面，表示的是下方盾构区间的盾构封堵墙；

图5是结构的D-D剖面，表示的是下方盾构区间结构的侧墙，预留的盾构孔洞；

图6是结构的E-E剖面，表示的是吊装口的剖面；

图7是结构的F-F剖面，表示的是上方结构侧墙处预留的材料运输口；

图8是结构的G-G剖面，表示的是上方盾构正中与下方结构的关系；

图9是施工下方隧道时，用钢管代替上方管片的结构图；

图10是施工上方隧道时，用钢管代替侧面管片的结构图；

图中：1是吊装口，2是上方的盾构机，3是下方的盾构机，4是混凝土导台，5是盾构孔洞，6是盾构孔洞外侧的封堵墙，7-1管片；7-2管片；8是钢管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明公开了一种近距离交叠地铁隧道同步建设预留盾构空推条件施工的方法，尤其适用于两台距离较近的地铁区间隧道先后采用盾构施工时，避免盾构施工对已建成邻近结构的影响；且交叉点的地上交通繁忙、工期要求较高，需保证后期施工的盾构穿过该交叉点时不影响地上交通。具体的安装方法如下：

首先，将两台地铁区间交叉段放在同一个基坑内进行开挖，开挖深度由位于下部的地铁区间确定，基坑长度及宽度由两台地铁区间相互影响的距离确定，一般近似为菱形或正方形。根据基坑的深度和范围确定基坑支护结构形式和开挖方式。

其次，在开挖的基坑内，先施工下部地铁区间的结构，再施工上部地铁区间的结构，然后在盾构孔洞外侧封堵、除吊装口外部分进行覆土回填，恢复路面和交通。

然后，根据具体施工顺序四条盾构先后穿过该节点，盾构机穿过施工节点的方式包括两种：一种是下方两台盾构机先穿过施工节点，然后上方两台盾构机再穿过施工节点；另一种是上方两台盾构机先穿过施工节点，然后下方两台盾构机再穿过施工节点。

下方的两台盾构机穿过施工节点的过程如下：

穿越前先施工弧形混凝土导台4，导台截面形状与盾构机外壳匹配，盾构机2到达前，在导台上预先涂抹润滑油脂，减少盾构机的摩擦力。

第一台下方的盾构机3穿过封堵墙6以后，盾构机头部落在混凝土导台4上，与正常掘进一样在盾构机头部的后方拼装管片，依靠盾构机头部向后的千斤顶顶在管片上的力促使盾构机向前行进。

随着第一台下方的盾构机3的向前推进，及时在管片下方与混凝土导台4间的缝隙中垫小块楔形方木固定管片，管片与混凝土导台间的空隙用细砂填充。

为方便将来管片拆除，必须在拼装位于吊装口1正下方的管片时，使用钢管8代替一片位于正上方的管片(如图9所示)；拆除后的管片运出的路径为平行盾构方向。

特别的，可以充分利用盾构穿越该节点时上方的盾构机2前方的操作空间，组织机械、机电及电气工程师进行盾构机械维护、检修、刀具更换，确保上方的盾构机2运行性能良好，能够有效完成剩余工程施工。

第一台下方的盾构机3从该节点的一端推到另一端后，开始正常旋转刀盘掘进，并拼装管片。

另一台下方的盾构机安照前面的方法穿过该节点即可。

待两个盾构机贯通区间并接收后开始拆除该节点内的管片，用气割枪将管片7的缺口钢板割除，卸除管片间的力，同时提供空间进入管片拼装好的隧道内部，用吊车将已割除的钢板从吊装口1吊出。

人工进入隧道内后，从内侧开始拆除管片，拆除下面管片前首先清理管片上的渣土，然后逐个管片拆除，吊出。

对于不是位于吊装口正下方的管片，可配合小型叉车或人工倒链(链葫芦)等机械将拆除的管片运至吊装口后再吊出。

待管片拆除完以后，再结合混凝土导台开始按照地铁区间的要求施工轨道等内部结构。

待下方结构完成后，从下方区间顶部的位置封住吊装口1，使吊装口的底部与上方盾构区间的底板标高一致，方便上方盾构机穿越时提供材料转运平台。

进一步的，上方的盾构机2穿越时的步骤与下方的盾构机穿过时的步骤是相同的，不同的是，为方便将来管片拆除，用钢管代替位于侧面且水平面对吊装口的管片(如图10所示)，方便从材料转运平台进行钢板切割和人员进出；拆除后的管片运出的路径由平行盾构方向改为垂直方向，再拐弯运到材料运转平台后吊出。

待所有结构施工完成后，从顶部封闭吊装口1，回填土恢复绿化。

特别的，如在短期内不施工上方盾构，可先封闭吊装口1，恢复绿化，待将来上方地铁施工时再打开。

特别的，假如先施工两台上方的盾构机2，可先将吊装口在下方区间的顶部的位置临时封住吊装口1，提供材料运转平台，当上方两台盾构机2穿过并将管片拆除后，可将上部区间从侧面封闭，并打开临时封住的吊装口，方便将来施工下部的区间。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。