[发明专利]一种先筑后挖的暗挖隧道施工方法

说明书

本申请实施例公开了一种先筑后挖的暗挖隧道施工方法，涉及隧道施工领域，能解决施工成本高，施工困难，应用范围小，隧道环向接头数量多的问题。该施工方法在于先施工隧道的支护结构，在隧道支护结构的保护下开挖隧道内的土体。先施工的隧道支护结构的方法是采用咬合的顶管机顶进开挖，其中，每个顶管机采用圆形刀盘开挖，相邻两个刀盘间前后错开，开挖轮廓搭接；开挖的同时跟进顶入分段预筑衬砌结构；并依次连接各段预筑衬砌结构，形成整体的隧道预筑衬砌，达到强度后开挖隧道内土体，形成隧道。本申请的施工方法用于大跨、复杂条件的暗挖施工。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种先筑后挖的暗挖隧道施工方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断发展，其中下穿铁路、道路、地铁车站等施工由于受地面交通、管线分布、周边建筑环境、工程地质及水文地质等因素的限制，往往采用暗挖隧道预筑后挖的施工方法，可较好的解决大跨、小施工沉降等隧道建设难题，但在实际施工中也存在方方面面的问题。

现有技术中，为解决暗挖法施工时分块多，工序复杂，支护结构变形大、地面沉降大的问题，提出了管幕结构法、日本的MMST(多微小盾构隧道法)等方法。其中，管幕结构法是隧道开挖前，通常先通过顶管机等装置将大口径钢管顶进隧道周边，然后工人进入钢管内切开钢管，浇筑环形钢筋混凝土结构，但是，在施工中存在以下问题：

(1)钢管空间较小，人工进入切割钢管、绑扎钢筋、浇筑混凝土均较困难，难度大，且衬砌质量较难保证；

(2)钢管直径大，超过了某些跨度隧道支护刚度的需要，存在一定的浪费；

(3)圆形钢管内外侧的弧形区域混凝土浇筑困难，该部分结构难以承载，浪费工程投资。

另外，日本的MMST法是针对软土矩形隧道，采用横向和竖向两种多刀盘矩形盾构机开挖，衬砌为矩形的钢箱结构，且钢箱结构高度需满足人工施工要求，在隧道开挖前先环向浇筑钢筋混凝土结构，再开挖隧道，但是，从其施工方法、衬砌结构存在以下问题：

(1)矩形盾构机在开挖时存在刀盘无法到达的盲区，该方法在复合地层、基岩地层无法实施；

(2)矩形隧道结构，在跨度大、覆土大等条件下结构跨中弯矩大，结构受力不利；

(3)钢箱结构内施工钢筋混凝土结构，施工条件狭窄，施工困难。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供一种先筑后挖的暗挖隧道施工方法，能解决施工成本高，施工困难，应用范围小，隧道环向接头数量多的问题。

为达到上述目的，本申请实施例提供一种先筑后挖的暗挖隧道施工方法，包括：在隧道开挖之前分段开挖隧道衬砌范围土体，并分段顶进分段预筑衬砌，其中分段预筑衬砌的数量至少一个；连接各段分段预筑衬砌，形成整体预筑衬砌；在整体预筑衬砌的保护下开挖隧道内土体。具体地，在隧道开挖之前，先分段开挖隧道衬砌范围的土体，进而可使各段开挖空间形成连通的预支护空间；另外，在分段开挖隧道衬砌范围的同时，沿隧道断面分段顶入分段预筑衬砌结构，并依次连接各段分段预筑衬砌结构，进而形成整体的隧道预筑衬砌结构，用于支撑整体预支护空间；待隧道预支护结构达到强度后，开挖隧道内土体。如此方法，一次开挖就能形成环向长度较长的开挖空间，另外，连接各段分段预筑衬砌形成整体预筑衬砌的方法能减少隧道环向接头数量从而提高预支护结构整体刚度。

在本申请的一种可能的实现方式中，分段开挖隧道衬砌范围土体包括：每段分段预筑衬砌范围的土体采用顶管机开挖，顶管机至少一个，当顶管机为多个时，多个顶管机沿隧道轮廓形状互相咬合进行排列。其中，相对于单个顶管机而言，多个相互咬合的顶管机沿隧道轮廓形状进行排列的设计，使得其在沿挖掘方向掘进时，一次就能形成较大的开挖轮廓，提高了开挖效率。

在本申请的一种可能的实现方式中，多个顶管机采用圆形旋转的刀盘。这里，圆形旋转的刀盘相对于矩形等其它形状的刀盘，不会存在刀盘无法到达的盲区。