[发明专利]一种盾构隧道的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构隧道领域，特别涉及一种盾构隧道的施工方法。

背景技术

盾构隧道抗浮设计是盾构隧道的重要设计部分，直接影响隧道的线路设计和建设规模的确定，盾构隧道抗浮设计即是满足盾构隧道抗浮力大于上浮力，并留有一定的安全系数的要求。具体地，盾构隧道抗浮设计需满足抗浮稳定性要求，其公式如下：

式中：G_k——隧道抗浮力，由隧道自重、压重或其它措施提供的抗浮力组成；

F_w——隧道浮力作用值；

K_w——抗浮稳定安全系数，按最不利情况验算，当不计地层侧摩阻力时取1.05；当计及地层侧摩阻力时，根据不同地区的地质和水文地质条件，可采用1.10～1.15。

在实际施工时，盾构隧道施工期内部结构尚未完成，只有管片衬砌结构，盾构推进施工中的管片上浮问题可能由多种因素引起，当抗浮力不够时，施工期的盾构抗浮一般是采取临时措施，通过隧道内部或地面的临时压重等措施解决隧道的抗浮问题。盾构隧道运营期结构全部完成后，在长期运营过程中由于地下水位变化，隧道的上浮力也是变化的，当隧道的局部覆土较浅时，会导致隧道不满足抗浮稳定性要求。引起盾构隧道覆土较浅的情况有以下几种：

(1)受建设条件限制，如盾构隧道穿越道路、水沟等情况；

(2)隧道穿越如长江等河道，为防洪需要，要求盾构工作井与堤防留有足够的距离；

(3)大直径盾构隧道的每延米造价低于明挖深基坑，为节省工程投资延长盾构隧道长度。

针对盾构隧道浅覆土的情况，为了满足盾构隧道长期运营过程中的抗浮稳定性安全要求，需要采取其它辅助抗浮措施。目前，较为常用的抗浮措施有：

(1)地面堆载压重，该抗浮措施在长期运营过程中受地面条件限制一般难以实现；

(2)利用盾构隧道内的无用空间填充混凝土或其它配重材料，增加隧道自重，但由于盾构隧道的内部空间是有限的，因此隧道内增加的配重也不一定能完全克服上浮力的增加，某些情况下仍无法满足抗浮稳定性安全要求；

(3)在整个盾构隧道的上方加设门式框架结构，增加隧道压重，该抗浮措施的工程量较大，成本较高；

(4)盾构隧道内部结构上开孔，设置小型抗拔桩或抗浮锚杆，并安装防水装置，该抗浮措施能够增加的抗浮力较小，不能完全满足抗浮稳定性安全要求。

因此，现有的几种抗浮措施在实际施工时均存在各自的问题，无法满足实际施工需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种能完全满足抗浮稳定性要求且成本低的盾构隧道连续梁式抗浮结构。

为了实现以上目的，本发明提供的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，包括沿盾构隧道纵向间隔布置的若干个承台，所有所述承台均横向设置在所述盾构隧道的上方，每个所述承台的下方分别设有用于固定的抗拔桩，所述承台下表面与所述盾构隧道的顶部上表面之间设有用于将所述承台、所述抗拔桩和所述盾构隧道连成一体的地层加固层。通过沿盾构隧道纵向每隔一定距离布置承台和抗拔桩，并对承台底面至盾构隧道拱部的高压缩性地层进行加固(即地层加固层)，使得盾构隧道、地层加固层、抗拔桩和承台共同形成连续梁式的整体抗浮结构，这样，承台之间的盾构隧道衬砌结构在上浮力作用下允许一定的向上变形，从而充分利用了盾构隧道本身的纵向抗弯、抗剪能力，再加上承台和抗拔桩本身的抗浮能力，使得本抗浮结构很容易地就能满足盾构隧道的抗浮稳定性要求；并且，由于加设地层加固层本身自重也较大，所以加设地层加固层还能起到一定的抗浮作用；同时，由于本抗浮结构是沿盾构隧道分段设置承台和抗拔桩，所以本抗浮措施的工程量大为降低，从而大大地降低了成本；而且，承台和抗拔桩设置的位置还可结合地面条件确定，进而减少了施工对周边环境的影响。

在上述方案中，相邻两所述承台的横向中心线之间的间距D为20～40m。

在上述方案中，所有所述承台中距离所述盾构隧道端头处的工作井或站台最近的一个的横向中心线与所述工作井或站台的横向中心线之间的间距也为D。

在上述方案中，所有所述承台的横向中心线与所述盾构隧道的中心轴线所在的竖直平面垂直。通过将承台的横向中心线设计成与盾构隧道的中心轴线所在的竖直平面垂直，这样，承台与盾构隧道之间能更好、更直接地发生力的传递，从而能更直接、更好的发挥本结构的抗浮能力。