大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震樁結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道與地下工程設(shè)計與施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及在巖質(zhì)地層中大斷面隧道近接建、構(gòu)筑物等環(huán)境風(fēng)險源施工時通過采取中間地層隔斷影響的對策，即大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧結(jié)構(gòu)及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市人口的快速增長和土地資源的稀缺，城市建設(shè)需要大量的地下交通、停車場和地下商業(yè)等設(shè)施，經(jīng)常遇到淺埋大斷面隧道。處于城區(qū)環(huán)境復(fù)雜，隧道的上方和附近往往建有民房、廠房等建筑物和其他地下構(gòu)筑物，隧道近接施工必須保證隧道附近建、構(gòu)筑物的安全。
[0003]大斷面隧道開挖斷面積一般超過100m2，地鐵標(biāo)準(zhǔn)二層車站的開挖面積在300m2以上，這種淺埋大斷面隧道施工不可避免的引起地層的變形，進而影響周邊建筑物。在巖質(zhì)地層中修建大斷面隧道，一般為上層為第四系和全風(fēng)化巖層，下層為強?微風(fēng)化巖體。由于隧道開挖卸荷的影響和地下水的流失，隧道上方和附件地層一般會產(chǎn)生比較大的沉降變形。根據(jù)多個城市地鐵建設(shè)的經(jīng)驗，地表沉降值在30?120_，而地表建構(gòu)筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式和建設(shè)年限的不同，能承受的沉降變形值在5?10mm，故必須針對地表建構(gòu)筑物等環(huán)境風(fēng)險源采取措施，才能保證隧道建設(shè)和環(huán)境風(fēng)險源的安全。
[0004]同時，由于隧道仍是處于巖質(zhì)地層中，巖體的強度遠大于土體，隧道開挖施工中還需采取爆破施工方法。爆破施工對施工區(qū)域影響大，容易引起“擾民”和“民擾”。在距離地面只有幾米或十幾米的地下作業(yè)，爆破所產(chǎn)生的地震波對地面各種不同的房屋結(jié)構(gòu)將有不同程度的影響，甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果，引起各種麻煩，甚至訴訟賠償要求。在爆破安全規(guī)程中，采用質(zhì)點振動速度作為建(構(gòu))筑物的破壞判據(jù)和安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]從上面的分析可以看出，淺埋大斷面隧道近接建構(gòu)筑物施工時存在兩方面的風(fēng)險，一是地層變形對既有結(jié)構(gòu)物的影響，一是近距離爆破振動的影響。在地層變形方面，近接環(huán)境風(fēng)險源在設(shè)計和施工階段都引起了足夠的重視，一般根據(jù)接近度的劃分采取不同的措施。這些措施包括對既有結(jié)構(gòu)的加固、隧道施工對策和中間地層注漿加固對策。對于淺埋軟弱巖質(zhì)地層中大跨隧道的施工，目前的施工方法和技術(shù)往往都會引起比較大的地層變形，而且直接影響至地面。實踐表明，采取強化、改良中間地層的方法如壓漿法、凍結(jié)法和隔斷影響法等，可以有效顯著的減小地層變形。隔斷影響法是效果較好，施工易于控制的方法，在實踐中得到廣泛應(yīng)用，一般采取地下連續(xù)墻、鉆孔灌注粧、復(fù)合錨桿粧等。
[0006]在巖質(zhì)地層近距離接近建構(gòu)筑物施工，為了確保城市居民和各類建構(gòu)筑物的安全，同時更為重要的是隧道爆破振動減震控制。城區(qū)隧道爆破施工必須采用減震爆破技術(shù)才能降低對地面和地下建構(gòu)筑物的危害，減小對居民心理和環(huán)境的影響，同時也將對圍巖的損失降至最低，確保隧道施工安全高效。隧道減震爆破技術(shù)除減震掏槽和減震掘進爆破方法、孔內(nèi)外微差起爆技術(shù)、靜態(tài)爆破等外，對近接建構(gòu)筑物施工有效且簡便經(jīng)濟的方法就是目標(biāo)物的加固和隔震。采用常規(guī)的通長地下連續(xù)墻或者鉆孔灌注粧進行隔斷，隔震效果差，且考慮下部為巖質(zhì)地層，經(jīng)濟性也較差。
[0007]結(jié)合淺埋大斷面隧道近接建構(gòu)筑物的施工力學(xué)特點和復(fù)雜環(huán)境條件下嚴(yán)格的爆破控制要求，為保證地面和地下建構(gòu)筑物的安全使用，提高施工效率，提出一種大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧結(jié)構(gòu)，采用混凝土孔粧、護壁、導(dǎo)向鋼管和注漿鋼管組合形成。實現(xiàn)巖石地層淺埋暗挖大斷面隧道近接建構(gòu)筑物的安全施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧結(jié)構(gòu)及施工方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的淺埋大斷面隧道施工引起地層變形的問題。
[0009]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧結(jié)構(gòu)，包括建筑物、大斷面隧道，其特征在于:所述建筑物與大斷面隧道之間設(shè)有隔離減震粧，所述隔離減震粧包括孔粧護壁，所述孔粧護壁內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向鋼管，所述導(dǎo)向鋼管內(nèi)設(shè)有注漿鋼管，所述注漿鋼管內(nèi)灌注有水泥砂漿，所述導(dǎo)向鋼管與孔粧護壁之間設(shè)有孔粧混凝土。
[0010]所述導(dǎo)向鋼管、注漿鋼管的數(shù)量為兩個，所述注漿鋼管之間的距離為400-500mm。
[0011]一種大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧施工方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)孔粧放線定位，挖孔由人工自上而下逐層用鎬、鍬進行，遇堅硬土層用錘、鋼釬破碎，挖土次序為先挖中間部分后挖周邊，土方垂直運輸利用電動卷揚機提升至地面，
(2)進行粧孔挖掘時同時進行護壁施工，開挖及支撐護壁兩道工序必須連續(xù)作業(yè)，中途不停頓，護壁施工采用C25混凝土澆筑，模板采取一節(jié)組合式鋼模板拼裝而成，拆上節(jié)支下節(jié)，循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，
(3)開挖至強風(fēng)化巖層時，對基底進行封閉，放線確定下部注漿鋼管位置，
(4)在注漿鋼管位置上方安裝導(dǎo)向鋼管，導(dǎo)向鋼管采用直徑273_螺旋管，在加工廠內(nèi)用法蘭盤進行接長加工，再用吊車往孔內(nèi)進行吊裝，孔內(nèi)兩根導(dǎo)向鋼管吊裝就位后，在管頂部和底端用鋼筋焊接連接成一個整體進行加固，同時底部灌注C30混凝土進行固定，灌注厚度300?400mm，
(5)在地面采用潛孔鉆機通過導(dǎo)向鋼管成孔，邊鉆孔邊排除孔底碴土，為保證成孔的垂直度，鉆具安裝導(dǎo)向裝置，使鉆孔順直，保證鉆頭處于良好的受力狀態(tài)，
(6)成孔至設(shè)計標(biāo)高后下放注漿鋼管，注漿鋼管上部錨入混凝土孔粧2.0m,下部伸入隧道基底下發(fā)1.5m，鋼管底部2m范圍內(nèi)鉆若干花眼，后在管內(nèi)灌注水泥砂漿填充密實，
(7)每孔內(nèi)2根注漿鋼管注漿完成后，拆除上部導(dǎo)向鋼管，上部孔粧內(nèi)綁扎鋼筋，澆筑C30混凝土形成孔粧，至此形成隔離減震粧結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明的大斷面隧道近接建筑物施工隔離減震粧結(jié)構(gòu)，隔離減震粧結(jié)構(gòu)由孔粧、護壁、導(dǎo)向鋼管和注漿鋼管組合形成，適用于上軟下硬地層大跨隧道和地下結(jié)構(gòu)近接建構(gòu)筑物施工時的加固保護措施。施工利用地面建筑物和隧道中間地層空間，在地面先挖孔進行護壁，進入巖層后封底施作導(dǎo)向鋼管，在導(dǎo)向鋼管定位和導(dǎo)向作用下在地面用潛孔鉆機施作注漿鋼管，壓注水泥砂漿，隨之施作上部孔粧混凝土，在隔離減震裝保護下進行地下大斷面隧道的開挖。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于提供了一種具有隔離變形和減少震動雙重作用的中間地層新型加固結(jié)構(gòu)和施工方法，有效的保證了淺埋上軟下硬地層中大斷面隧道或地下結(jié)構(gòu)近接建構(gòu)筑物施工的安全，該結(jié)構(gòu)受力合理，施工步驟簡單且實施進度快，解決了大斷面隧道近接建構(gòu)筑物等環(huán)境風(fēng)險源施工風(fēng)險大，開挖過程中地層變形和爆破振動影響建構(gòu)筑物使用，常規(guī)加固手段與隧道內(nèi)施工相互交叉影響等諸多難題，較好地解決了上軟下硬地層淺埋暗挖法施工控制對周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)物的影響，為以后近接施工的設(shè)計與施工提供了新思路，具有較高的參考價值。
[0014]本發(fā)明確保巖質(zhì)地層大斷面隧道近接建構(gòu)筑物爆破施工的安全，在上軟下硬地層中提供一種由混凝土孔粧、護壁、導(dǎo)向鋼管和注漿鋼管組合形成的隔離減震粧結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)形式簡單，控制變形能力好，減震隔震效果好，施工方便快捷，且施工期間不與地下隧道施工相互干擾，造價低等特點。
[0015]本發(fā)明提拱上述隔離減震粧結(jié)構(gòu)的施工方法，該工法工藝簡單、操作方便，具有很好的控制地層變形能力