[发明专利]一种运营地铁隧道上方基坑开挖方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种运营地铁隧道上方基坑开挖方法。

背景技术

随着我国城市的快速发展，城市交通越来越拥堵，这严重制约了城市的发展。地铁作为一种公共交通方式在城市交通中起到的作用越来越重要，地铁工程作为国家城市的生命线工程，在后继工程施工中应加强对已有地铁的保护。此外，在城市发展中，为了充分利用城市土地资源，不可避免的要在地铁保护范围内进行基坑的开挖。例如，天津西站交通枢纽西青道下沉隧道工程上跨域天津地铁1号线区间既有箱体工程；上海东西通道跨越地铁二号线工程；杭州铁路东站西广场地下室的2层超大空间开发项目以及重庆地铁旁基坑的开挖就不可避免的会对运营地铁造成影响。由此可见，随着城市地下空间开挖的快速发展和轨道交通网络化的完善，已建地铁隧道和新建工程之间的冲突日益突出。基坑开挖引起地铁上方卸荷，造成运营地铁有不同程度的差异变形，这严重影响了列车运营安全，极大的影响人民生命财产安全以及社会稳定。这就要求隧道上方基坑开挖中最大限度的减小对运营地铁的影响，保障运营地铁的稳定性。目前已有方法处理周期长、费用消耗大、保护效果不佳。随着城市化的快速推进，研究运营地铁上方基坑开挖方法成为工程师们广泛关注的热点和难点问题之一。

本发明专利之前运营地铁隧道上方基坑开挖广泛采用SMW工法、分段开挖、及时堆载回压等施工措施。目前采用的SMW工法可以限制隧道侧向变形，然而基坑开挖对隧道的影响更主要体现在竖向变形。SMW配合分段开挖这种开挖方法虽然可以在一定程度上减小基坑开挖对运营地铁的影响，且能在一定程度上减小运营地铁的差异沉降。然而这种基坑开挖方法和保护措施只能在运营地铁上方明挖完成后浇筑底板，这种方法使隧道周围土体暴露于大气中，降低了隧道的可靠性，且基坑开挖过程中雨水可能对运营隧道的侵蚀，打破了运营隧道的安全可靠的运营环境。采用及时堆载回压措施虽然可以纠正隧道的变形，然而运营隧道更注重的是列车运营线路的稳定性，这种反复加载的方式对隧道的受力与稳定不利。随着城市化进程的加快，城市运营地铁与基坑开挖之间的冲突日益突出。国家及人民对安全的要求越来越高；无限制的增大保护结构既不经济又不环保，效果不佳。因此，急需一种能在基坑开挖之前封闭隧道的开挖方法，使得基坑开挖对运营地铁隧道“0”扰动。

步骤一，首先在地平线(1)下根据基坑尺寸确定基坑的基坑轮廓线(2)并确定基坑划分区域与运营地铁隧道的相对位置关系，该方法将基坑划分为五个区域：基坑I(4)，基坑Ⅱ(8)，基坑Ⅲ(14)，基坑Ⅳ(16)和基坑Ⅴ(17)。所述基坑I(4)，基坑Ⅲ(14)和基坑Ⅱ(8)自左向右依次位于地平面(1)下方，所述基坑I(4)的下方具有基坑Ⅳ(16)，基坑Ⅱ(8)的下方具有基坑Ⅴ(17)，基坑Ⅲ(14)的下方为运营地铁隧道(3)；

所述基坑I(4)的左侧具有基坑I部分维护结构(5)，基坑Ⅱ(8)的右侧具有基坑Ⅱ维护结构(9)，基坑Ⅲ(14)和运营地铁隧道(3)中间过渡部位为顶管混凝土(13)，该顶管混凝土(13)浇筑于顶管(12)内部，所述基坑Ⅳ(16)的左侧具有基坑Ⅳ维护结构(18)，下部为基坑Ⅳ底板混凝土(20)，基坑Ⅴ(17)的右侧具有基坑Ⅴ维护结构(19)，下部为基坑Ⅴ底板混凝土(21)，所述运营地铁隧道(3)的左侧和基坑Ⅳ(16)的结合部位具有左侧地下连续墙(7)，右侧与基坑Ⅴ(17)的结合部位具有右侧地下连续墙(11)，该左侧地下连续墙(7)上部设置有左侧地下连续墙导向槽(6)，该右侧地下连续墙(11)的上部设置有右侧地下连续墙导向槽(10)；

步骤二，利用反铲挖掘机进行基坑I(4)开挖，反铲挖掘机施工工程中采用逆作法施做基坑I部分维护结构(5)，之后利用挖槽机挖出左侧连续墙(7)位置处土体，在挖槽之前首先制作保护基槽上口的左侧地下连续墙导向槽(6)，采用泥浆护壁方法进行施工，按左侧连续墙(7)设计的墙宽与墙深分段挖槽，放置钢筋骨架，用导管灌注混凝土形成钢筋混凝土墙。为使得左侧连续墙(7)与顶管混凝土(13)后期连接成整体，左侧连续墙(7)中钢筋应伸出地下连续墙200～300mm；