本發(fā)明涉及一種隧道及特殊地下結(jié)構(gòu)的施工方法，特別的涉及一種采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法。

背景技術(shù)：

隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加速，在城區(qū)道路下興建大型地下結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，如地鐵車站，城市地下道路等。目前建造城市地鐵車站、城市地下道路等工程，如公路盾構(gòu)隧道的地下匯合處，或者地鐵盾構(gòu)隧道的地下車站修建，主要有明挖法、暗挖法和非開(kāi)挖管幕法。明挖法不僅破壞環(huán)境，而且對(duì)原有地面進(jìn)行開(kāi)挖，阻礙了交通暢通，對(duì)城市生活干擾較大，且修建地點(diǎn)為既有建筑下方時(shí)，是無(wú)法用明挖法施工的。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差，埋深相對(duì)較深時(shí)，如果采用暗挖發(fā)施工，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，尤其是修建地點(diǎn)為既有建筑下方時(shí)，暗挖法施工對(duì)地面沉降的控制往往不能達(dá)標(biāo)，容易引發(fā)地表既有結(jié)構(gòu)損壞。非開(kāi)挖管幕法基本避免了明挖法與暗挖法的缺點(diǎn)，但是仍需對(duì)地面進(jìn)行小面積開(kāi)挖；目前三維管幕法中也需要先開(kāi)挖工作豎井以及水平工作通道，施工效率較低，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述非開(kāi)挖地下結(jié)構(gòu)的施工問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕的施工方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

一種采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法，施工步驟為：

A.在兩并行隧道間頂進(jìn)仰拱和拱頂進(jìn)行曲線管棚帷幕施工；且仰拱與拱頂?shù)捻敼芄ぷ鹘惶孢M(jìn)行，逐步向前推進(jìn),完成拱頂與仰拱管幕施工；

B.對(duì)管幕的上下管棚進(jìn)行接合或者對(duì)上下管幕端頭進(jìn)行加固；

C.對(duì)管棚間凍結(jié)止水，

D.待凍結(jié)結(jié)束后分層拆除盾構(gòu)管片，分區(qū)開(kāi)挖兩個(gè)盾構(gòu)隧道間的區(qū)域；

F.開(kāi)挖接收后，進(jìn)行內(nèi)部襯砌結(jié)構(gòu)施工。

進(jìn)一步的，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，所述仰拱、拱頂?shù)那€管棚帷幕施工前，在盾構(gòu)隧道一側(cè)，設(shè)置有反力架，提供管棚推進(jìn)的頂進(jìn)力。

進(jìn)一步的，管棚的始發(fā)與接收處使用GFRP材料預(yù)制的特殊管片。

進(jìn)一步的，可在管棚始發(fā)處與接收處設(shè)置始發(fā)套筒，套筒處設(shè)置多道密封刷，起到密封止水的作用。

進(jìn)一步的，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，曲線管棚頂進(jìn)裝置為微型盾構(gòu)裝置，管幕曲線的走向根據(jù)設(shè)計(jì)曲線由多點(diǎn)布置的激光定位儀輔助控制。

進(jìn)一步的，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，管幕上下管棚接合或者上下管幕端頭加固中，使用曲線金屬管構(gòu)件與已有管棚形成橢圓形環(huán)裝結(jié)構(gòu)；或使用混凝土構(gòu)件，支撐管棚上下端頭，協(xié)助管棚與既有盾構(gòu)隧道的管片形成連拱結(jié)構(gòu)；提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，曲線管棚加固后，沿管棚的曲線方向布置凍結(jié)管，實(shí)施凍結(jié)作業(yè)，對(duì)待開(kāi)挖區(qū)域進(jìn)行止水加固。

進(jìn)一步的，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，凍結(jié)完成后，按照CD法開(kāi)挖施工，分層分部開(kāi)挖，分層拆除管棚下方的盾構(gòu)隧道管片，邊開(kāi)挖邊支護(hù)。最后施工內(nèi)部襯砌，完成擴(kuò)建。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明可用于公路盾構(gòu)隧道匯合處的擴(kuò)建開(kāi)挖、公路盾構(gòu)隧道分支處擴(kuò)建開(kāi)挖或者地鐵盾構(gòu)隧道之間擴(kuò)挖施工作為地鐵車站等。本發(fā)明可最大程度降低地表開(kāi)挖，縮短工期，并提高施工安全性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1-圖6是實(shí)施例1施工步驟示意圖；

圖7-圖11是實(shí)施例2施工步驟示意圖；

圖12是始發(fā)止水套筒示意圖；

圖13是頂管前端微型盾構(gòu)設(shè)備示意圖；

圖14是曲線頂管內(nèi)部激光定位系統(tǒng)示意圖；

圖15是整個(gè)方法的工藝流程圖；

圖中：1-1公路盾構(gòu)隧道，1-2公路盾構(gòu)隧道，2-1反力架,2-2管幕，3-1反力架，3-2管幕，7-1地鐵盾構(gòu)隧道，7-2地鐵盾構(gòu)隧道，8-1反力架，8-2管幕，9-1管幕，9-2立柱，12-1密封刷,12-2始發(fā)套筒,12-3曲線管棚,12-4盾構(gòu)隧道的管片；13-1曲線鋼管，13-2微型盾構(gòu)，13-4開(kāi)挖刀具，13-5微型盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎節(jié)點(diǎn)，14-1定位基點(diǎn)，14-2定位信號(hào)，14-3定位系統(tǒng)，14-4曲線管棚。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中的非開(kāi)挖管幕法基本避免了明挖法與暗挖法的缺點(diǎn)，但是仍需對(duì)地面進(jìn)行小面積開(kāi)挖；目前三維管幕法中也需要先開(kāi)挖工作豎井以及水平工作通道，施工效率較低，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法，如圖15所示，施工步驟為：

A.在兩并行隧道間頂進(jìn)仰拱和拱頂進(jìn)行曲線管棚帷幕施工；且仰拱與拱頂?shù)捻敼芄ぷ鹘惶孢M(jìn)行，逐步向前推進(jìn),完成拱頂與仰拱管幕施工；

B.對(duì)管幕的上下管棚進(jìn)行接合或者對(duì)上下管幕端頭進(jìn)行加固；

C.對(duì)管棚間凍結(jié)止水，

D.待凍結(jié)結(jié)束后分層拆除盾構(gòu)管片，分區(qū)開(kāi)挖兩個(gè)盾構(gòu)隧道間的區(qū)域；

F.開(kāi)挖接收后，進(jìn)行內(nèi)部襯砌結(jié)構(gòu)施工。

上述方法中，所述仰拱、拱頂?shù)那€管棚帷幕施工前，在盾構(gòu)隧道一側(cè)，設(shè)置有反力架，提供管棚推進(jìn)的頂進(jìn)力；管棚的始發(fā)與接收處使用GFRP材料預(yù)制的特殊管片。

可在管棚始發(fā)處與接收處設(shè)置始發(fā)套筒12-2，套筒處設(shè)置多道密封刷12-1，起到密封止水的作用。

上述方法中，曲線管棚12-3頂進(jìn)裝置為微型盾構(gòu)裝置，管幕曲線的走向根據(jù)設(shè)計(jì)曲線由多點(diǎn)布置的激光定位儀輔助控制。

上述方法中，管幕上下管棚接合或者上下管幕端頭加固中，使用曲線金屬管構(gòu)件與已有管棚形成橢圓形環(huán)裝結(jié)構(gòu)；或使用混凝土構(gòu)件，支撐管棚上下端頭，協(xié)助管棚與既有盾構(gòu)隧道的管片12-4形成連拱結(jié)構(gòu)；提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

上述方法中，曲線管棚加固后，沿管棚的曲線方向布置凍結(jié)管，實(shí)施凍結(jié)作業(yè)，對(duì)待開(kāi)挖區(qū)域進(jìn)行止水加固。

上述方法中，所述采用曲線管棚的非開(kāi)挖管幕法中，凍結(jié)完成后，按照CD法開(kāi)挖施工，分層分部開(kāi)挖，分層拆除管棚下方的盾構(gòu)隧道管片，邊開(kāi)挖邊支護(hù)。最后施工內(nèi)部襯砌，完成擴(kuò)建。

下面以公路盾構(gòu)隧道并行處地下匯合路段和地鐵盾構(gòu)隧道擴(kuò)挖為地鐵車站為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例1：公路盾構(gòu)隧道并行處地下匯合路段

如圖1-7所示，圖1為兩個(gè)并排的公路盾構(gòu)隧道1-1、1-2；圖2為仰拱的曲線管幕2-2施工，在一側(cè)盾構(gòu)隧道內(nèi)設(shè)置反力架2-1，向另一側(cè)盾構(gòu)隧道頂管施工，施工時(shí)頂管機(jī)前端為微型盾構(gòu)機(jī)，頂管始發(fā)處的管片用特殊的玻璃鋼型材制作，方便切削又保證管片具有足夠的支撐能力；

圖3為拱頂管幕3-2施工，與仰拱管幕施工類似，在一側(cè)的盾構(gòu)隧道內(nèi)設(shè)置反力架3-1，向另一側(cè)盾構(gòu)隧道頂管施工，施工時(shí)，頂管機(jī)前端為微型盾構(gòu)機(jī)，頂管始發(fā)處的管片用特殊的玻璃鋼型材制作；在整個(gè)過(guò)程中仰拱與拱頂?shù)捻敼芄ぷ鹘惶孢M(jìn)行，逐步向前推進(jìn)；

圖4為拱頂與仰拱管幕施工完成后，用同材質(zhì)的鋼管將拱頂與仰拱管幕連接成整體，形成結(jié)構(gòu)，提高管幕的支承能力；

圖5為開(kāi)挖階段，為保證開(kāi)挖過(guò)程中不受地下水影響，采取凍結(jié)法，沿曲線管幕方向布置凍結(jié)管，待凍結(jié)結(jié)束后拆除盾構(gòu)隧道內(nèi)部管片，分層開(kāi)挖兩個(gè)盾構(gòu)隧道間的區(qū)域，期間可以在盾構(gòu)隧道內(nèi)部加鋼管撐保證穩(wěn)定性；

圖6為開(kāi)挖結(jié)束后內(nèi)部襯砌施工，至此公路盾構(gòu)隧道地下匯合段的擴(kuò)挖工程完成。

實(shí)施例2：地鐵盾構(gòu)隧道擴(kuò)挖為地鐵車站

如圖7-11所示，圖7為兩個(gè)并排的地鐵盾構(gòu)隧道7-1、7-2，欲在兩隧道間建立島式車站；圖8為仰拱的曲線管幕8-2施工，在一側(cè)盾構(gòu)隧道內(nèi)設(shè)置反力架8-1，向另一側(cè)盾構(gòu)隧道頂管施工，施工時(shí)頂管機(jī)前端為微型盾構(gòu)機(jī)，頂管始發(fā)處的管片用特殊的玻璃鋼型材制作，方便切削又保證管片具有足夠的支撐能力；

圖9為拱頂管幕9-1施工，與仰拱管幕施工類似仰拱與拱頂?shù)捻敼芄ぷ鹘惶孢M(jìn)行，逐步向前推進(jìn)，拱頂與仰拱管幕施工完成后，在之間修建立柱9-2連接成整體，使得盾構(gòu)隧道管片與管幕之間組合形成連拱結(jié)構(gòu)，提高承載能力；

圖10為開(kāi)挖階段，為保證開(kāi)挖過(guò)程中不受地下水影響，采取凍結(jié)法，沿曲線管幕方向布置凍結(jié)管，待凍結(jié)結(jié)束后拆除盾構(gòu)隧道內(nèi)部管片，分層開(kāi)挖兩個(gè)盾構(gòu)隧道間的區(qū)域，期間可以在盾構(gòu)隧道內(nèi)部加鋼管撐保證穩(wěn)定性；

圖11為開(kāi)挖結(jié)束后內(nèi)部襯砌施工，至此公路盾構(gòu)隧道地下匯合段的擴(kuò)挖工程完成。

此外，圖13是頂管前端微型盾構(gòu)13-2的設(shè)備示意圖；包括曲線鋼管13-1，開(kāi)挖刀具13-4，其在轉(zhuǎn)彎時(shí)的節(jié)點(diǎn)13-5如圖13所示。

圖14是曲線管棚14-4的頂管內(nèi)部激光定位系統(tǒng)示意圖；在曲線管棚內(nèi)設(shè)置定位基點(diǎn)14-1，定位系統(tǒng)14-3發(fā)射和接收定位信號(hào)14-2。

從以上的描述中，可以看出，本申請(qǐng)上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

本發(fā)明可用于公路盾構(gòu)隧道匯合處的擴(kuò)建開(kāi)挖、公路盾構(gòu)隧道分支處擴(kuò)建開(kāi)挖或者地鐵盾構(gòu)隧道之間擴(kuò)挖施工作為地鐵車站等。本發(fā)明可最大程度降低地表開(kāi)挖，縮短工期，并提高施工安全性。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。