一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法与流程

本发明属于城市隧道与地下空间，具体涉及一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法。

背景技术：

1、如在某一城市区域过江隧道实施中，隧道需下穿某一国家保护树种森林湿地，该区域无法采用明挖施工方式，且由于盾构施工方式埋深较大无法满足接线条件等原因也无法采用。鉴于管幕法在水下接缝众多施工风险大的特点，最合理的施工工法为矩形顶管法，但由于隧道断面采用单向单洞四车道，鉴于软弱地层中超大矩形顶管长距离顶进姿态控制技术的复杂性，世界上尚无该级别顶管隧道案例可借鉴，单洞18m级顶管隧道施工过程中将面临巨大风险，现有设备生产技术、顶管顶进施工技术达不到18m顶管要求。鉴于此，如何在水下施工环境下设计中实现超大矩形顶管隧道断面为设计工作的重难点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，施工期间的左线隧道和右线隧道的较少缝隙减少了灌水、结构安全等风险，保证了隧道施工环境的安全稳定。

2、本发明采用以下技术方案：一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，包括如下步骤：

3、步骤一、隧道轮廓线内定位出左线隧道和右线隧道，其中，左线隧道内设有左右排布顶管隧道一和顶管隧道二；右线隧道内设有左右排布的顶管隧道三和顶管隧道四；对顶管隧道一、顶管隧道二、顶管隧道三和顶管隧道四间隔顶进施工；

4、步骤二、对各顶管隧道底部进行注射水泥浆基础加固；

5、步骤三、对顶管隧道一和顶管隧道二间，以及顶管隧道三和顶管隧道四间的上部及下部土体加固；

6、步骤四、在各顶管隧道内，且位于各顶管隧道的顶部和底部均设置有连系梁，各连系梁与隧道的走向相一致，在同一顶管隧道内，顶部和底部的连系梁的位置相对应；位于上下连系梁间，且沿顶管隧道的纵向长度走向间隔设置有多个竖直的钢支撑；

7、步骤五、切割顶管隧道一和顶管隧道二间的中间侧墙，以及顶管隧道三和顶管隧道四间的中间侧墙；切割完成后，顶管隧道一和顶管隧道二相连通，形成左线隧道；顶管隧道三和顶管隧道四相连通，形成右线隧道；

8、步骤六、分别在左线隧道和右线隧道内的环向一周绑扎第一钢筋笼和第二钢筋笼，对第一钢筋笼和第二钢筋笼分别进行二衬浇筑，均各形成隧道断面内轮廓；

9、步骤七、割除竖向钢支撑。

10、进一步地，其中，顶管隧道一和顶管隧道二间的距离，以及顶管隧道三和顶管隧道四间的距离为10～30cm。

11、进一步地，具体方法可利用顶管顶部、底部预埋的注浆管，采用如下方式：若处于淤泥土水泥地层，采用冷冻法；若处于砂层或粉质黏土层，采用水泥注浆加固。

12、进一步地，该步骤一中，间隔顶进施工的过程如下：采用两台顶管设备先顶进顶管隧道一和顶管隧道三，然后顶进顶管隧道二和顶管隧道四。

13、进一步地，在步骤五中，采用跳越法切割中间侧墙。

14、进一步地，该顶管隧道一、顶管隧道二、顶管隧道三和顶管隧道四的跨度相同。

15、本发明的有益效果是：1.采用两个顶管隧道渐次顶进然后拼接合并为一个隧道的施工方式，在10～30cm极小间距情况下采用分次顶进施工方式，然后对顶管间土体进行土体加固，土体加固后进行体系托换，体系托换后支模浇筑隧道内衬，最后割除体系托换钢支撑，采用顶管设备施工，在左右两个隧道内，接缝均仅有两处，施工期间的左线隧道和右线隧道的较少缝隙减少了灌水、结构安全等风险，保证了隧道施工环境的安全稳定。2.顶管隧道对最小埋深要求小，最小埋深满足抗浮要求即可，因此顶管隧道埋深5m基本即可满足要求，这就为匝道在较短距离接入地面道路提供了有利条件。

技术特征：

1.一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，其中，所述顶管隧道一(1)和顶管隧道二(2)间的距离，以及所述顶管隧道三(3)和顶管隧道四(4)间的距离为10～30cm。

3.如权利要求2所述的一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，具体方法可利用顶管顶部、底部预埋的注浆管(6)，采用如下方式：若处于淤泥土水泥地层，采用冷冻法；若处于砂层或粉质黏土层，采用水泥注浆加固。

4.如权利要求3所述的一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，所述步骤一中，间隔顶进施工的过程如下：采用两台顶管设备先顶进顶管隧道一(1)和顶管隧道三(3)，然后顶进顶管隧道二(2)和顶管隧道四(4)。

5.如权利要求4所述的一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，在所述步骤五中，采用跳越法切割中间侧墙(8)。

6.如权利要求5所述的一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，其特征在于，所述顶管隧道一(1)、顶管隧道二(2)、顶管隧道三(3)和顶管隧道四(4)的跨度相同。

技术总结本发明公开了一种水下超大矩形顶管隧道的实现方法，包括如下：步骤一、左线隧道内设有左右排布顶管隧道一和顶管隧道二；右线隧道内设有左右排布的顶管隧道三和顶管隧道四；步骤二、对各顶管隧道底部进行注射水泥浆基础加固；步骤三、对上部及下部土体加固；步骤四、沿顶管隧道的纵向长度走向间隔设置有多个竖直的钢支撑；步骤五、切割顶管隧道一和顶管隧道二间的中间侧墙，以及顶管隧道三和顶管隧道四间的中间侧墙；步骤六、分别在左线隧道和右线隧道内的环向一周绑扎钢筋笼，进行二衬浇筑；步骤七、割除竖向钢支撑。采用实现方法，施工期间的左线隧道和右线隧道的较少缝隙减少了灌水、结构安全等风险，保证了隧道施工环境的安全稳定。技术研发人员：刘计顺,黄小福,李际港,陈海军,王华,熊阳阳,黄斐,吴利军,种玉配,陈茜,高梦洋,李亚,陈芳娟,程敏,刘兆,张凡,姬祥,陈磊,王长栋,郭子龙,李资健受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17