[发明专利]一种富水地层暗挖隧道咬合管幕

说明书

本发明公开一种富水地层暗挖隧道咬合管幕，包括沿隧道开挖轮廓线水平设置咬合管幕，所述咬合管幕包括间隔跳孔设置的粘土水泥咬合桩和咬合设置于相邻粘土水泥桩之间的钢管混凝土咬合桩。本发明还公开了一种富水地层暗挖隧道咬合管幕的施工方法，包括以下步骤：沿隧道开挖轮廓线跳孔水平施工粘土水泥咬合桩；在相邻粘土水泥咬合桩之间施工钢管混凝土咬合桩；分部开挖隧道断面，架立隧道主体支护钢架。本发明通过设置在隧道开挖轮廓线外的咬合管幕与施工横通道侧壁止浆墙一起，形成一个箱型的止水帷幕体，从而实现隧道开挖断面止水效果；咬合管幕与隧道主体支护钢架一起形成支护体系，其较强的支护承载力能够实现有效控制地层变形的技术效果。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体的涉及一种富水地层暗挖隧道咬合管幕。

背景技术

目前浅埋暗挖工法（PBA法、分部开挖法等）在工艺上均以无水条件作为实施前提。在地铁建设等没有降水条件的现场施工时，一般采用了大量注浆加固洞室周边土体形成隔水层的方式，来实现地下结构的开挖作业。该注浆止水工艺存在缺点是：隔水需要一个相对严格封闭的隔障物，以防止地下水见孔即入的特性，但土体注浆的不确定性使其无法精确控制，操作中就只能在规模上放大，增大注浆加固范围，导致较大浪费；大量的地层注浆，往往对周边地下构筑物带来意外伤害；大量的注浆（包括添加剂）带来一定的地层特性变质及一定的地下水污染；注浆工艺操作独立于开挖操作，需单独的设备和额外的工序环节，尤其是在卵石地层钻注浆孔效率极低，导致施工进度极慢；注浆堵水效果难以保证，特别是在高承压水地层和砂卵石地层，注浆堵水往往难以达到预期效果。

意大利等国家发展的“CAM”、“NTR”（新管幕法）等即为意大利首次使用、韩国改良后的一种构筑地下空间的方法。该工法主要思路：在地下空间拱顶及边墙结构部位打设密排布置的钢管，以钢管作为施工空间，通过对管壁的支撑、切割、焊接等工序，形成一个可以给顶拱结构提供绑筋、混凝土浇筑的钢壳空间，待顶拱及侧墙完成后，再进行内部空间土体的开挖。该工法主要优点为：施工对周围环境影响很小，地面沉降很小，在做好管片外注浆堵水的条件下，可有效减少地下水对主体土方开挖的影响；主要缺点为：造价较高，另该方法在直径2m的管幕中进行大量的切割、焊接、封闭、支模、绑紧、浇筑等工序，现场作业条件及工作环境较差，施工进度慢。

此外，随着城市的发展，地下工程的埋置深度越来越大，部分地下工程深度已达36m，有的甚至进入地下承压水区域。由于城市地下水保护要求越来越严格，在修建地下工程时，降水方式将不被允许，在富水地层且不允许降水的条件下，以降水为前提的暗挖法将不再适用。

如前所述，城市的实际需求和国外的发展经验表明，地下工程向深埋方向发展是必然的趋势，埋深加大将对传统设计和施工方法提出了新的挑战，其中有效控制地下水是深埋地铁工程解决的首要问题。因此，有必要提供一种可靠的富水地层暗挖大断面隧道咬合管幕及施工方法，使得暗挖施工无需地面降水，就可以保证在无水空间内进行暗挖施工。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种富水地层暗挖隧道咬合管幕，本发明能够实现在隧道暗挖施工时，无需地面降水便可保证施工的无水条件，同时本发明还能实现隧道施工的超前支护作用，有效控制地层变形。

本发明的发明目的主要通过以下技术方案实现：

一种富水地层暗挖隧道咬合管幕，包括沿隧道开挖轮廓线水平设置咬合管幕，所述咬合管幕包括间隔跳孔设置的粘土水泥咬合桩和咬合设置于相邻粘土水泥桩之间的钢管混凝土咬合桩。

本发明无需对施工地面降水处理，通过设置在隧道开挖轮廓线外的咬合管幕与施工横通道侧壁止浆墙一起，形成一个箱型的止水帷幕体，从而实现隧道开挖断面止水的技术效果。此外，咬合管幕与隧道主体支护钢架一起形成强有力的支护体系，其较强的支护承载力能够实现有效控制地层变形的技术效果。