[其他]超前棚顶暗挖法

说明书

本发明涉及一种新的地下铁道和地下工程暗挖施工的新方法。由地铁一端沿其结构外轮廓，用小倾角顺轴线方向逐个超前钻孔，插进钢筋笼，压注水泥浆或水泥砂浆，使之在开挖掘进前，就联成了一个由一根根钢筋水泥浆或水泥砂浆组成的梁组成的外壳，以承受开挖后的土压力和地面荷载的超前棚顶，然后作开挖衬砌。采用本发明的方法，可以在地面一米以下的各种地质条件和地面荷载及构筑物下，在不干扰地面的情况下，安全地进行各种大小断面形状的地铁和地下工程的施工。

本发明涉及一种新的地下铁道和地下工程暗挖施工的新方法。

在修建地下铁道，地下过街道、大型地下管沟或其它地下构筑物时，为避免地面交通、建筑物、管网等的干扰影响，而要在地下暗挖时，除采用顶管或盾构法、新奥法外，近几年内还有法国SOLETANCHE公司在巴黎AUBER STATION地铁站的静压预注浆土壤固结法，1983～1984年在意大利北部Moggioudinesc用高压旋喷法在泥砂混合地质条件下建造了一个直径12米的铁路隧道，以上这两种注浆法，均需要在地下铁洞体结构的外壳作大工作量的预注浆，使土层固结0.6～3.0米厚（此法无法加钢筋），以便开挖中能安全承受土压和地面动荷载，因此需要大量的钻孔和注浆作业，这就产生了冒浆、排污、排水问题，且耗资大、工期长、有坍方危险，洞顶盖土厚度至少在5米以上。

本发明的目的是提供一种能在除岩石以外的各种地质条件和地面荷载情况下，在地面一米深以下的地下铁道结构外沿还没有开挖土方之前，超前做成一个由一根根钢筋笼和水泥浆或砂浆组成的梁及孔周固结土体共同组成的一个外壳，以安全承受开挖后的土压力和地面荷载的超前棚顶。

本发明的主要内容是：先在起点挖一竖井，然后用多方位的超前钻机，在竖井壁向水平或规定方向，沿地铁或地下结构的外轮廓外逐个超前钻孔，一般均接近水平或稍带倾角1～5度以控制精度偏差，孔径在φ100～400毫米，并向孔内插进钢筋笼，然后封口压力灌浆，间隔逐根进行，最后联成一根根相邻很近的钢筋水泥砂浆（或水泥浆）的梁，同时由于压力灌浆，而使浆液渗透到了钻孔壁周围而使土层固结。从而使其在洞内土层尚未掘进前就已在洞顶和两侧超前联成了一个坚固的钢筋砂浆梁组成的棚顶图1、A、B，然后根据洞顶覆盖土层的压力和地面荷载情况，边向前挖土掘进，边加内部支撑图2、C、D，同时作喷射混凝土或其它结构形式的洞内衬砌图3、E、F。直到距超前的端头1.5～2.0米时，停止开挖。再开始第二个超前段的钻孔图4、G、H插进钢筋笼，压浆形成第二段超前棚顶，然后开挖掘进，待前后一定流水步距后，作拱部钢筋混凝土衬砌图5、I、＊作土方、落底做边墙作拱衬砌图6、K、L总之，从竖井壁做第一超前孔到土方落底作边墙仰拱衬砌是施工的全过程（见附图1、2、3、4、5、6），每个超前段的长度为6～100米，根据不同的地质条件，盖层的厚度以及地面荷载情况，所用注浆压力范围为6～150kg/cm²，分段长度范围为6～100米，超前孔成孔后在向孔内插入两根胶管，以供注浆和排气使用。

本发明提出的超前棚顶暗挖法，由于兼备静压注浆法和旋喷注浆法的优点，而避免了无法加钢筋和大量冒浆、排污的缺点，使地铁结构外沿尚未掘进前就联成了一个由钢筋笼、水泥浆（或水泥砂浆）的根据梁和周围注浆固结土组成的棚顶。这样就使得开挖掘进的工作人员和设备均能在双支点的棚顶下作业，较之新奥法等既安全又可靠。同时由于在未开挖前就在掘进的途径上成环地钻了孔，这就保证全面准确地摸清了地质情况，起到了先探后挖的作用，超前棚顶暗挖法。较之盾构法有断面大小形状可以在掘进中任意调整改变和浅埋深的优点，不但完全避免了盾构法对洞顶覆盖土有隆起沉降的弊病，反而带来加固密作用，这对保护城市建筑物基础和地下管道的安全十分重要，总之，超前棚顶法的特点是：先探后挖梁注结合，超前棚顶，步步为营。因此它具有多种暗挖法的优点，克服了其他方法的缺点和不足。

图1（A）是超前钻孔及梁的横剖面。

图1（B）是超前钻孔及梁的纵剖面。

图2（C）是超前棚顶下，边挖土边加支撑的横剖面。

图2（D）是超前棚顶下，边挖土边加支撑的纵剖面。

图3（E）是在超前棚顶下做喷射混凝土的横剖面。

图3（F）是在超前棚顶下做喷射混凝土的纵剖面。