一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法与流程

本发明属于隧道施工，具体涉及一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法。

背景技术：

1、地铁暗挖隧道施工容易受到地下水浮力的影响，水浮力可能导致隧道结构向上位移，使得隧道上方土体松散或流动，从而影响隧道的使用寿命和安全性。在富水地层进行隧道施工，风险极大，稍有不慎，容易造成人员伤亡和财产损失。

2、在工程实践中，大多数隧道的抗浮能力通常被认为是充分的。然而，特定情况下，这种假设可能并不适用。如果在隧道上方后期可能进行基坑开挖，导致在开挖的后期阶段覆土厚度降至低于洞径的0.5倍，这种情况下，隧道的抗浮能力可能成为一个值得关注的问题。故在隧道结构设计时，需要考虑水浮力的影响，采取相应的措施来防止隧道上浮。在隧道施工过程中，也需要对水浮力进行合理的控制和管理，采取相应的措施来防止其对隧道施工产生不利影响。

3、研究一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法，可以实现地铁暗挖隧道部分的施工，可以减少施工时水浮力对隧道结构的不利影响，有效防止隧道上浮，降低施工风险。

4、本发明可以解决地铁隧道施工时受水浮力影响位移较大、变形难以控制、施工风险较大等现实问题，具有较大的工程创新需求。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法。

2、本发明的技术方案是：一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，包括隧道的主体支护结构，所述主体支护结构拱顶外侧设置有拱顶抗隆起结构，所述主体支护结构拱底外侧设置有拱底抗隆起结构，所述主体支护结构中设置有抗隆起加固的模筑二衬。

3、更进一步的，所述拱顶抗隆起结构位于主体支护结构中拱顶位置初期支护的外侧，所述拱顶抗隆起结构通过对主体支护结构增加重量，实现抗向上隆起。

4、更进一步的，所述拱底抗隆起结构位于主体支护结构中拱底位置初期支护的外侧，所述拱底抗隆起结构打设到中风化岩层中，拱底抗隆起结构对主体支护结构提供底部拉力，实现抗向上隆起。

5、更进一步的，所述拱顶抗隆起结构包括拱顶注浆圈，所述拱顶注浆圈的内侧轮廓与主体支护结构的初期支护相适应，为半圆状；拱顶注浆圈的外侧轮廓为弧线状。

6、更进一步的，所述拱顶注浆圈的外侧轮廓沿隧道中线左右对称，外侧轮廓的弧线直径为渐变状，渐变方向为由两侧向中部渐增。

7、更进一步的，所述拱底抗隆起结构包括抗浮锚杆，所述抗浮锚杆在拱底位置初期支护处环向均布。

8、更进一步的，所述抗浮锚杆的自由端呈向外发散状，抗浮锚杆的自由端进入中风化岩层不小于2.5m。

9、更进一步的，所述主体支护结构包括格栅钢架，所述格栅钢架外侧设置有锁脚锚杆。

10、一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构的施工方法：包括以下步骤：

11、a.隧道开挖前在隧道顶部打设超前大管棚；

12、b.使用crd工法进行隧道土体开挖，施工初期支护；

13、c.进行隧道拱顶注浆；

14、d.在隧道拱底区域施工抗浮锚杆；

15、e.施工盾构机导台，盾构机进场作业；

16、f.进行二衬仰拱混凝土浇筑；

17、g.进行二衬边墙混凝土浇筑，完成地铁暗挖隧道抗浮结构的施工。

18、更进一步的，步骤b使用crd工法进行隧道土体开挖，施工初期支护，具体过程如下：

19、b1.开挖隧道左上部分土体，对应施工初期支护；

20、b2.开挖隧道左下部分土体，对应施工初期支护；

21、b3.开挖隧道右上部分土体，对应施工初期支护；

22、b4.开挖隧道右下部分土体，对应施工初期支护；

23、b5.拆除临时中隔壁、临时仰拱，基面抹平。

24、本发明的有益效果如下：

25、本发明提供了一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法，可以实现超浅埋隧道施工，尤其是隧道上方存在后期基坑开挖，使基坑开挖阶段后期覆土厚度不足0.5倍洞径，难以满足抗隆起需求的隧道。

26、本发明可以减少施工时水浮力对隧道结构的不利影响，有效防止隧道上浮，降低施工风险。

技术特征：

1.一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，包括隧道的主体支护结构，其特征在于：所述主体支护结构拱顶外侧设置有拱顶抗隆起结构，所述主体支护结构拱底外侧设置有拱底抗隆起结构，所述主体支护结构中设置有抗隆起加固的模筑二衬（125）。

2.根据权利要求1所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述拱顶抗隆起结构位于主体支护结构中拱顶位置初期支护的外侧，所述拱顶抗隆起结构通过对主体支护结构增加重量，实现抗向上隆起。

3.根据权利要求1所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述拱底抗隆起结构位于主体支护结构中拱底位置初期支护的外侧，所述拱底抗隆起结构打设到中风化岩层中，拱底抗隆起结构对主体支护结构提供底部拉力，实现抗向上隆起。

4.根据权利要求2所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述拱顶抗隆起结构包括拱顶注浆圈（109），所述拱顶注浆圈（109）的内侧轮廓与主体支护结构的初期支护相适应，为半圆状；拱顶注浆圈（109）的外侧轮廓为弧线状。

5.根据权利要求4所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述拱顶注浆圈（109）的外侧轮廓沿隧道中线左右对称，外侧轮廓的弧线直径为渐变状，渐变方向为由两侧向中部渐增。

6.根据权利要求3所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述拱底抗隆起结构包括抗浮锚杆（108），所述抗浮锚杆（108）在拱底位置初期支护处环向均布。

7.根据权利要求6所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述抗浮锚杆（108）的自由端呈向外发散状，抗浮锚杆（108）的自由端进入中风化岩层不小于2.5m。

8.根据权利要求1所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构，其特征在于：所述主体支护结构包括格栅钢架（104），所述格栅钢架（104）外侧设置有锁脚锚杆（110）。

9.一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求1所述的一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构的施工方法，其特征在于：步骤b使用crd工法进行隧道土体开挖，施工初期支护，具体过程如下：

技术总结本发明公开了一种降低上部基坑卸载影响的隧道抗隆起结构及施工方法，其抗隆起结构包括隧道的主体支护结构，所述主体支护结构拱顶外侧设置有拱顶抗隆起结构，所述主体支护结构拱底外侧设置有拱底抗隆起结构，所述主体支护结构中设置有抗隆起加固的模筑二衬；其施工方法包括以下步骤：隧道开挖前在隧道顶部打设超前大管棚；使用CRD工法进行隧道土体开挖，施工初期支护；进行隧道拱顶注浆；在隧道拱底区域施工抗浮锚杆；施工盾构机导台，盾构机进场作业；进行二衬仰拱混凝土浇筑；进行二衬边墙混凝土浇筑，完成地铁暗挖隧道抗浮结构的施工。本发明可以实现富水地层地铁暗挖隧道施工，可以减少施工时水浮力对隧道结构的不利影响，降低施工风险。技术研发人员：曾佳亮,费瑞振,张春雷,赵博洋,李哲,杜坤鹏,张西巡,林森斌,李红霞,张鹏,王正松,张浩亮,聂子云,龚贵清,曹纯博,陈新强,林智成,李宗衡受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4