下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺

技术领域

本发明涉及道路桥梁施工，尤其是一种大断面浅埋隧道施工中，对地表建筑物不产生影响，保护地表建筑物的下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺。

背景技术

在城市市政道路隧道建设中，隧道将不可避免的要下穿众多建筑物，且市政道路隧道多为大断面隧道，而众多建筑物均不可能全部拆除。如何在下穿隧道施工中，确保地表建筑物不因沉降而导致建筑物损坏，已经成为市政道路隧道下穿建筑物施工中亟待解决的重要问题。

我公司承建的大理龙山隧道是一座市政大断面浅埋隧道，最大埋深仅为70多米。该隧道下穿大理州政府办公地，大理州信访局、大理州卫生局、雄风塔等众多建筑物，是不可能拆除。特别是5层楼的大理州信访局基础至拱顶位置仅为11m左右。如施工不当，将直接导致建筑物损坏。

发明内容

本发明所要解决的就是现有下穿隧道施工中，需要确保地表建筑物不沉降的问题，提供一种大断面浅埋隧道施工中，对地表建筑物不产生影响，保护地表建筑物的下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺。

本发明的下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺，其特征在于该施工工艺包含浅埋段施工、隧道施工以、隧道洞身支护、隧道防排水、隧道仰拱及填充混凝土、隧道二次衬砌和隧道洞内附属工程，具体施工过程如下：

1）浅埋段施工：

（1）浅埋段划分：在具体施工前，调查现场情况，根据地表建筑物所在位置，划分出浅埋段范围；

（2）地表加固：在浅埋段上方的地表上交错置入注浆管，并在浅埋段上方的地表上喷洒混凝土，在注浆管中进行注浆，同时完成浅埋段加固；

2）隧道施工：将隧道截面等分为四个部分，左上为第一部分，右上为第二部分，左下为第三部份，右下为第四部份，首先将第一部分开挖，第一部分开挖8-10m后，第二部分开挖，此时第一部分和第二部分同时开挖；第二部分开挖8-10m后，第三部份开挖，此时第一、第二和第三部分同时开挖；第三部分开挖8-10时，第四部份开挖，此时整个隧道全部开挖，直至完成隧道施工；

3）隧道洞身支护：

（1）超前大管棚：洞口的长管棚采用外径φ108×6mm的热轧无缝钢管，长管棚采用履带式潜孔钻机施工，利用专用高压注浆泵注浆；

（2）超前小导管：小导管采用现场加工，凿岩机钻孔并将小导管打入岩层，小导管外径为φ42mm×4mm无缝钢管，小导管以紧靠开挖面的钢架为支点，打入钢管后注浆，小导管注浆采用注浆泵压注水泥浆；

（3）锚杆：锚杆杆体采用φ22的砂浆锚杆和φ25的中空注浆锚杆，采用锚杆台车和YT-28风枪钻孔，成孔后，用高压风吹净孔内岩屑，注浆后再将锚杆插入孔眼内，待砂浆凝固后上垫板、紧固螺帽；

（4）喷射混凝土：采用湿喷工艺在隧道内壁喷射混凝土；

（5）型钢钢架：型钢钢架在洞外结构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体；洞内安装在初喷混凝土后进行，与定位筋焊接；型钢钢架之间设纵向连接筋，型钢钢架间以喷射混凝土填平；

（6）钢筋网的挂设：钢筋网在钢构件厂加工成型；钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙为3cm；钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接筋点焊在一起，避免钢筋网在喷射时晃动；

4）隧道防排水

（1）防水

隧道明洞段采用粘土隔水层作为第一道防水措施防止地表水渗透，明洞衬砌外铺设土工布和防水卷材作为第二道防水措施；

隧道暗洞段设排水管、土工布和防水卷材作为防水措施，防水板敷设范围为隧道拱顶至边墙下部纵向排水管；隧道变形缝和施工缝处铺设自粘式防水卷材进行止水：

明洞衬砌和暗洞拱墙采用防水混凝土浇筑，抗渗等级不小于P8；

（2）排水

采用隧道洁污分排方案，隧道衬砌外围岩渗水通过横向排水管引入路侧清水沟排走，隧道内雨水、路面积水及隧道清洁污水则汇入隧道行车道两侧设置的污水沟排出隧道区；

基岩裂隙水丰富地段，如岩性接触带和碎破带，加密铺设环向排水盲管及横向排水管；

洞口地段采用改沟、坡顶截水沟及洞顶水沟，将洞口地表汇水排入洞口附近的沟谷或路基边沟；

隧道下坡段，在隧道洞口路基段设置反向排水边沟，将洞口段水流反向排出；隧道上坡段，在洞口将洞内侧边沟水引入路基排水边沟；

5）隧道仰拱及填充混凝土

仰拱施工分段开挖，整体浇筑混凝土，隧道仰拱采取先行并且全幅一次完成浇注的施工方法；

6）隧道二次衬砌

采用仰拱先行、整体式液压钢模衬砌台车衬砌，每个工作面正常段二次衬砌采用全液压模板衬砌台车施工，人行通道衬砌采用型钢拱架配合大块组合钢模板进行；

主隧道衬砌采用全液压模板台车施工；

7）隧道洞内附属工程，洞内混凝土路面各结构层采取从下至上逐层施工，上层施工在下层结构达到设计强度后进行施工；配合混凝土施工进行焊接和预埋管道，检修插座预留洞和风机启动箱预留洞采用木板加工成箱形模板，并与预埋管道连接；待路面最上层混凝土凝固后，完成下穿建筑物浅埋隧道施工。

所述的浅埋段施工过程中，注浆管内注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55，浆液配比为水泥：粉煤灰：水玻璃=1:0.3:0.02，粉煤灰为细度大于200目磨细粉煤灰。

本发明的下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺，是一种实用、有效的浅埋下穿隧道保护地面建筑物的施工方法，能有效控制地表沉降，保护地面建筑物等，且具有良好的社会效益；在浅埋下穿隧道施工中，有效的控制了地表沉降，保护了地面建筑物，使地面建筑物不因隧道施工而受到影响，避免了拆除地面建筑物的结果，大大节约施工时间，从而节约了成本；并且通过地表加固和中隔壁方法施工，隧道使用性能更牢固。

具体实施方式

实施例1：一种下穿建筑物浅埋隧道变形控制施工工艺，包含浅埋段施工、隧道施工以、隧道洞身支护、隧道防排水、隧道仰拱及填充混凝土、隧道二次衬砌和隧道洞内附属工程，具体施工过程如下：

1）浅埋段施工：

（1）浅埋段划分：在具体施工前，调查现场情况，根据地表建筑物所在位置，划分出浅埋段范围；

（2）地表加固：在浅埋段上方的地表上交错置入注浆管，并在浅埋段上方的地表上喷洒混凝土，在注浆管中进行注浆，同时完成浅埋段加固；

2）隧道施工：将隧道截面等分为四个部分，左上为第一部分，右上为第二部分，左下为第三部份，右下为第四部份，首先将第一部分开挖，第一部分开挖8-10m后，第二部分开挖，此时第一部分和第二部分同时开挖；第二部分开挖8-10m后，第三部份开挖，此时第一、第二和第三部分同时开挖；第三部分开挖8-10时，第四部份开挖，此时整个隧道全部开挖，直至完成隧道施工；

3）隧道洞身支护：

（1）超前大管棚：洞口的长管棚采用外径φ108×6mm的热轧无缝钢管，长管棚采用履带式潜孔钻机施工，利用专用高压注浆泵注浆；

（2）超前小导管：小导管采用现场加工，凿岩机钻孔并将小导管打入岩层，小导管外径为φ42mm×4mm无缝钢管，小导管以紧靠开挖面的钢架为支点，打入钢管后注浆，小导管注浆采用注浆泵压注水泥浆；

（3）锚杆：锚杆杆体采用φ22的砂浆锚杆和φ25的中空注浆锚杆，采用锚杆台车和YT-28风枪钻孔，成孔后，用高压风吹净孔内岩屑，注浆后再将锚杆插入孔眼内，待砂浆凝固后上垫板、紧固螺帽；

（4）喷射混凝土：采用湿喷工艺在隧道内壁喷射混凝土；

（5）型钢钢架：型钢钢架在洞外结构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体；洞内安装在初喷混凝土后进行，与定位筋焊接；型钢钢架之间设纵向连接筋，型钢钢架间以喷射混凝土填平；

（6）钢筋网的挂设：钢筋网在钢构件厂加工成型；钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙为3cm；钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接筋点焊在一起，避免钢筋网在喷射时晃动；

4）隧道防排水

（1）防水

隧道明洞段采用粘土隔水层作为第一道防水措施防止地表水渗透，明洞衬砌外铺设土工布和防水卷材作为第二道防水措施；

隧道暗洞段设排水管、土工布和防水卷材作为防水措施，防水板敷设范围为隧道拱顶至边墙下部纵向排水管；隧道变形缝和施工缝处铺设自粘式防水卷材进行止水：

明洞衬砌和暗洞拱墙采用防水混凝土浇筑，抗渗等级不小于P8；

（2）排水

采用隧道洁污分排方案，隧道衬砌外围岩渗水通过横向排水管引入路侧清水沟排走，隧道内雨水、路面积水及隧道清洁污水则汇入隧道行车道两侧设置的污水沟排出隧道区；

基岩裂隙水丰富地段，如岩性接触带和碎破带，加密铺设环向排水盲管及横向排水管；

洞口地段采用改沟、坡顶截水沟及洞顶水沟，将洞口地表汇水排入洞口附近的沟谷或路基边沟；

隧道下坡段，在隧道洞口路基段设置反向排水边沟，将洞口段水流反向排出；隧道上坡段，在洞口将洞内侧边沟水引入路基排水边沟；

5）隧道仰拱及填充混凝土

仰拱施工分段开挖，整体浇筑混凝土，隧道仰拱采取先行并且全幅一次完成浇注的施工方法；

6）隧道二次衬砌

采用仰拱先行、整体式液压钢模衬砌台车衬砌，每个工作面正常段二次衬砌采用全液压模板衬砌台车施工，人行通道衬砌采用型钢拱架配合大块组合钢模板进行；

主隧道衬砌采用全液压模板台车施工；

7）隧道洞内附属工程，洞内混凝土路面各结构层采取从下至上逐层施工，上层施工在下层结构达到设计强度后进行施工；配合混凝土施工进行焊接和预埋管道，检修插座预留洞和风机启动箱预留洞采用木板加工成箱形模板，并与预埋管道连接；待路面最上层混凝土凝固后，完成下穿建筑物浅埋隧道施工。浅埋段施工过程中，注浆管内注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55，浆液配比为水泥：粉煤灰：水玻璃=1:0.3:0.02，粉煤灰为细度大于200目磨细粉煤灰。