重叠隧道同步掘进施工方法

技术领域

本发明涉及重叠隧道施工技术领域，具体涉及一种重叠隧道同步掘进施工方法。

背景技术

为解决城市建设中日益紧张的土地资源问题，城市基础建设中出现了各类跨线工程，如城市立交桥、公轨两用桥和重叠隧道等。城市重叠隧道充分利用了地下空间，在缓解为城市公共交通网络中做出了很大贡献。对于城市重叠隧道多见于轨道交通相互之间重叠或轨道交通与公路隧道相互重叠，且城市重叠隧道多为浅埋暗挖，周边构(建)筑物群较多，为保证隧道施工结构安全及周围环境稳定，重叠隧道建设主要有以下几种：

一种是在既有隧道周边新建隧道，即为在已运营通车或使用中的隧道周边新建隧道，优点是既有隧道结构经过较长时间的运营使用，隧道结构已趋于稳定，且可以针对性的对既有隧道进行保护。缺点是分两期建设加大了资源的投入，施工时需要考虑对既有隧道运营的影响，增加了施工对社会的影响。

另一种是重叠隧道在同一建设期，即同期建设，多划分为同一个工程建设项目。施工时需要考虑相互之间的影响，又要考虑整体工效等一系列问题。同一建设期内的重叠隧道，建设方式多采用先完成下部隧道的主体结构，待下层结构稳定后再行施工上层隧道。此施工方式，具有优点是可以减小对社会的影响，也可保证重叠隧道在建设时的稳定性，确保施工安全且施工组织较简单。缺点是单个施工周期长，间接性增加了人力资源成本，经济效益较差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种重叠隧道同步掘进施工方法，在保证施工结构安全稳定的的前提下，达到缩短整体施工周期的目标。

一种重叠隧道同步掘进施工方法，重叠隧道包括下层隧道及上层隧道，所述下层隧道包括第一导洞及第二导洞，所述上层隧道包括第三导洞及第四导洞，且所述第一导洞与所述第四导洞相互错位，所述第二导洞与所述第三导洞相互错位，该施工方法包括以下步骤：

进行第一导洞开挖掘进施工，采用强初期支护对第一导洞进行加固处理，对第一导洞与第三导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层；

同时掘进支护第二导洞及第三导洞，采用强初期支护对第二导洞进行加固处理，对第二导洞及第四导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层；

进行上层隧道第四导洞的掘进支护。

上述重叠隧道同步掘进施工方法，改变“先下后上”的传统施工工艺，上下层隧道同步掘进施工，从工艺上优化整体施工组织，将施工周期缩短近一半，解决了重叠隧道施工周期长的难题，达到了较好的社会及经济效益。利用强初期支护体系，临时代替二次衬砌整体结构，保证上层隧道同步掘进时岩体及下层隧道的稳定性，从根本上保证施工安全。对上下层隧道之间的夹层岩体进行注浆加固，减小了上层隧道在开挖卸荷时隧底的隆起变形。

在其中一个实施例中，所述采用强初期支护对第一导洞进行加固处理的步骤具体为：

采用钻机施作锚孔安置锚杆，然后安装型钢拱架，并采用锁脚锚杆将型钢拱架进行加固。

在其中一个实施例中，所述对第一导洞与第三导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层的步骤具体为：

采用超前注浆小导管，对第一导洞与第三导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层。

在其中一个实施例中，所述采用强初期支护对第二导洞进行加固处理的步骤具体为：

采用钻机施作锚孔安置锚杆，然后型钢拱架，并采用锁脚锚杆将型钢拱架进行加固。

在其中一个实施例中，所述对第二导洞及第四导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层的步骤具体为：

采用超前注浆小导管，对第二导洞及第四导洞之间的夹层岩体进行注浆加固岩层。

在其中一个实施例中，采用钻机施作钻孔，插入超前注浆小导管后，按照设计水泥浆配合比现场配置水泥浆并采用注浆机注入，保证最终注浆压力不小于2MPa。

在其中一个实施例中，所述注浆小导管朝远离所述下层隧道的延伸方向偏离10-15°。

在其中一个实施例中，所述第一导洞先行掘进15m后，掘进支护所述第二导洞及所述第三导洞，所述第二导洞及所述第三导洞先行15m后，进行所述第四导洞的掘进支护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施方式中重叠隧道同步掘进施工方法的流程图；

图2为一实施方式中重叠隧道的施工示意图；

图3为图2中型钢拱架与超前注浆小导管的示意图。

附图标记：

10-下层隧道，12-第一导洞，14-第二导洞，20-上层隧道，22-第三导洞，24-第四导洞，30-强初期支护，32-锚杆，34-型钢拱架，40-超前注浆小导管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1及图2，一实施方式中的重叠隧道同步掘进施工方法，主要用于上下层重叠隧道之间净距较小，围岩整体性好且隧道处于浅埋的条件下施工。其中，重叠隧道包括下层隧道10及上层隧道20，下层隧道10包括第一导洞12及第二导洞14，上层隧道20包括第三导洞22及第四导洞24。第一导洞12与第四导洞24相互错位，第二导洞14与第三导洞22相互错位。具体地，该施工方法包括以下步骤：

步骤S110：进行第一导洞12开挖掘进施工，采用强初期支护30对第一导洞12进行加固处理，对第一导洞12与第三导洞22之间的夹层岩体进行注浆加固岩层。

具体地，首先对下层隧道10的第一导洞12开挖掘进施工，本实施方式中具体为下层隧道10的左线导洞，先行开挖掘进15m。然后，采用强初期支护30对下层隧道10的第一导洞12进行加固处理，以减少周边隧道掘进时对下层隧道10第一导洞12的影响。

请一并参阅图3，一实施方式中，强初期支护30包括锚杆32及型钢拱架34，洞身开挖施工完成后，采用钻机施作锚孔安置锚杆32。型钢拱架34用于支撑加固第一导洞12，型钢拱架34由多个节段拼接形成，并采用锁脚锚杆32将型钢拱架34进行加固。

完成下层隧道10第一导洞12的强初期支护30后，对第一导洞12与第三导洞22之间的夹层岩体进行注浆加固岩层，以减少上层隧道20卸荷时隧底向上隆起变形。

一实施方式中，采用超前注浆小导管40对第一导洞12与第三导洞22之间的夹层岩体进行注浆加固岩层。具体地，采用钻机施作钻孔，插入超前注浆小导管40后，按照设计水泥浆配合比现场配置水泥浆并采用注浆机注入，保证最终注浆压力不小于2MPa，以此加固夹层围岩。

步骤S120：同时掘进支护第二导洞14及第三导洞22，采用强初期支护30对第二导洞14进行加固处理，对第二导洞14及第四导洞24之间的夹层岩体进行注浆加固岩层。

具体地，待下层隧道10第一导洞12先行掘进支护15m后，同时掘进支护第二导洞14及第三导洞22。采用强初期支护30对第二导洞14进行加固处理，实现整个下层隧道10的加固。

一实施方式中，第二导洞14的强初期支护30与第一导洞12的强初期支护30结构相同，均包括锚杆32及型钢拱架34，第二导洞14的洞身施工完成后，采用钻机施作锚孔安置锚杆32，然后安装型钢拱架34，并采用锁脚锚杆32将型钢拱架34进行加固。

完成下层隧道10第二导洞14的强初期支护30后，对第二导洞14与第四导洞24之间的夹持岩体进行注浆加固岩层，以减少上层隧道20卸荷时隧底向上隆起变形。

一实施方式中，采用超前注浆小导管40对第二导洞14与第四导洞24之间的夹持岩体进行注浆加固岩层。具体地，采用钻机施作钻孔，插入超前注浆小导管40后，按照设计水泥浆配合比现场配置水泥浆并采用注浆机注入，保证最终注浆压力不小于2MPa，以此加固夹层围岩。

步骤S130：进行上层隧道20第四导洞24的掘进支护。

具体地，待下层隧道10的第二导洞14、上层隧道20的第三导洞22先行掘进支护15m后，方才进行上层隧道20第四导洞24的掘进支护。第四导洞24掘进15m后，完成第四导洞24的初期支护，完成该次循环重叠隧道的掘进开挖。

上述重叠隧道同步掘进施工方法，利用强支护体系及夹层加固等方式，以达到上下层隧道能够同步掘进施工。下层隧道10强初期支护30体系可保证下层隧道10在重叠隧道施工时结构稳定，超前注浆小导管40可通过岩层注浆的方式加固层间岩体确保上层隧道20开挖卸荷时减小隧底向上隆起变形。该施工方法原理简单、间接成本低和施工工效高，对城市重叠隧道施工适应能力强。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。