[发明专利]暗挖隧道受力体系二次转换施工方法

权利要求书

1.一种暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、利用超前注浆技术加固待开挖土体；

步骤a的具体实施步骤为：进入暗挖段开挖面后，采用钢花管进行土体超前注浆；注浆孔水平间距为0.8-1.5m，且呈梅花形布置；注浆长度根据土质情况确定，将待开挖土体全部固结，以保证后续开挖的稳定；

b、通过施工过程有限元模拟确定开挖进尺与支撑的方案；

步骤b的具体实施步骤为：从受力上分析暗挖段的土体开挖-型钢支撑-主体结构的施工过程；地下工程主体结构以上的荷载一开始由待开挖土体承受，随着每开挖一步，采用H型钢柱支撑一次，逐渐转为由型钢支撑承受，随着主体结构砼的施工，再逐渐转为由地下工程主体结构承受的受力体系二次转换过程；采用有限元软件ANSYS进行暗挖施工全过程模拟，预测地表沉降及型钢支撑的受力变化规律，优化土体开挖进尺及型钢尺寸，根据经济技术指标确定最优的开挖进尺与支撑方案；

c、实施边开挖边支撑，然后施工地下工程主体结构。

2.根据权利要求1所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

暗挖段每30m-45m采用一次注浆固结；

将待开挖土体全部固结，以保证后续开挖的稳定。

3.根据权利要求1所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

隧道宽度为18m-25m，高为5.5m-7.5m，主体结构包括已建隧道顶板、底板、中墙和侧墙；

采用H型钢作为支撑，横断面上共五排，横向间距为4m-6m，其中中间的H型钢位于中隔墙构成第一道支撑，两边的H型钢分别位于侧墙内构成第三道支撑，H型钢后期与隧道主体浇筑为一整体，H型钢支撑纵向间距为0.5m-2m；

H型钢支撑底部位于C40快凝快硬砼浇筑的底座中，顶部与已建隧道顶板顶紧。

4.根据权利要求3所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

土体横断面上分三次开挖，第一次开挖中间部分，即底部宽度为4m-6m，顶部宽度为7m-9m的梯形部分；

第二次开挖底部及顶部宽度均为3m-5m；

第三次开挖两侧剩余部分土体；

三次开挖过程中，每次纵向开挖进尺为1m-3m，每完成一个进尺及时施作H型钢支撑。

5.根据权利要求4所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

每道H型钢柱间，顶部采用工字钢横梁进行连接；

每根H型钢柱，顶部采用横向H型钢连接，横向H型钢翼缘间采用两块钢板进行加强，并与已建隧道顶板顶紧。

6.根据权利要求4所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

三次开挖过程中，每纵向开挖进尺一次，及时从侧面对未开挖土体进行加固；

其中，

第一次开挖过程中，采用挂网护坡；

第二次开挖过程和第三次开挖过程中，横向采用钢花管进行注浆，对两侧土体进行加固。

7.根据权利要求4所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

步骤c的具体实施步骤为：

暗挖法所有支撑完成后，开始进行地下工程主体结构施工；

主体混凝土采用泵送；

先施工底板，再进行中隔墙和侧墙施工。

8.根据权利要求5所述的暗挖隧道受力体系二次转换施工方法，其特征在于，

第一道H型钢支撑和第三道H型钢支撑留在中隔墙与隧道侧墙内，待隧道侧墙与中隔墙砼强度达到要求后，拆除第二道H型钢支撑部分；

底板与侧墙交接处，混凝土需浇筑至底板以上40cm-60cm，底板与型钢柱交接处，在钢柱上焊接两道止水环；

侧墙位置采用自密实混凝土进行浇筑，并在已建隧道顶板交接处凿3cm-7cm深凹槽，埋设止水带，并在该处40cm-60cm间隔埋设注浆管，进行注浆。