[发明专利]适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在待施工水下隧道一端设置围堰，抽水开挖形成始发基坑，在其内将掘进拼装设备拼装完成；步骤二、随着掘进拼装设备的行走，前盾同步挖掘前端的泥土；且同步起吊预制隧道结构从敞口支护舱的敞口顶端投入，并将其推送出去至预设位置，并将前后两块预制隧道结构连接好；步骤三、重复步骤二，推进至隧道另一端接收基坑后吊出，完成所有预制隧道结构的铺设。本发明施工中，提供类似移动围堰功能和移动基坑支护功能，无需临时围堰和永久基坑支护，大幅度节省工程造价，同时能减少施工期水域占用面积和时间，减小水下泥土疏浚量。

技术领域

本发明涉及水下预制隧道结构装配化领域。更具体地说，本发明涉及一种适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法。

背景技术

目前世界上水下隧道的建造方法有：当隧道埋深较深时，主要采用钻爆法和盾构法；当隧道埋深较浅时，只能采用沉管法及堰筑法；

所谓沉管法是将预制好的整个隧道管节(一般长度70-200米)依次沉放至开挖好的水底基槽内进行沉放对接，然后回填，该工法面临水下疏浚泥量大、环境影响大、沉管浮运对航道水深要求高、造价高等缺点，如港珠澳大桥海底隧道。所谓堰筑法是在水上施工临时围堰工程，抽干围堰内的水进行深基坑施工，再在基坑内进行隧道结构现浇施工，该工法具有施工时间长、占用水域面积大、环境影响大、大量的临时围堰和基坑支护工程成本高(一般占工程直接成本的40％左右)等缺点；如武汉东湖隧道、无锡太湖隧道均采用堰筑法施工。

鉴于水下浅埋隧道堰筑法和沉管法缺点，以及土木建筑行业大力发展预制装配化和机械化作业的时代背景，急需一种能够实现机械化作业、预制装配化施工的新工法，从而能加快进度、降低水上施工对环境的影响、大幅降低工程造价。

发明内容

为了实现以上目的，本发明提供一种适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在待施工水下隧道一端架设围堰，抽水开挖形成始发基坑，在其内完成掘进拼装设备拼装；

所述掘进拼装设备包括彼此铰接的前盾和后盾，其中，所述前盾前端安装有用于掘土的刀体；所述后盾顶端向上延伸且敞口，且敞口端高于待施工水域的水面，形成用于投放吊装的预制隧道结构的敞口支护舱；所述前盾后端安装有顶推设备；所述后盾后端局部敞开，形成一供预制隧道结构通过的推送口；

所述掘进拼装设备内设螺旋输送管，其一端朝向所述前盾的刀体掘土的位置，吸取前盾掘挖的泥土，另一端通过敞口支护舱的敞口端与外界连通，将吸取的泥土输送至外部；其中，所述螺旋输送管由两根分螺旋输送管倾斜拼接而成；

步骤二、随着掘进拼装设备的行走，前盾同步挖掘前端的泥土；且同步起吊预制隧道结构从所述敞口支护舱的敞口顶端投入，搁置于所述后盾内；然后所述顶推设备顶推搁置好的预制隧道结构，从所述后盾的推送口推送出去至预设位置，并将这一块预制隧道结构和上一块预制隧道结构连接好，并在其底部和侧边同步注浆，结构顶部水下土方回填；

步骤三、重复所述步骤二，直至掘进拼装设备行走至位于水下隧道另一端的接收基坑，完成所有预制隧道结构的铺设。

优选的是，所述的适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，所述步骤一中，在始发基坑内设置有推进掘进拼装设备的始发反力架，为掘进拼装设备提供始发反力。

优选的是，所述的适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，所述顶推设备为液压油缸或者液压杆。

优选的是，所述的适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，所述掘进拼装设备底部密封，且在推送过程中，所述后盾的推送口处与预制隧道结构之间可实现无缝密封接触，以便于水下施工。

优选的是，所述的适用于水底浅埋预制装配化隧道的施工方法，所述步骤一还包括：在始发基坑内朝向水域的一端安插临时围护结构；