超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法

摘要

本发明公开了一种超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法。通过分区域封闭隧道上方高速公路的部分路面，未封闭路面保持车辆正常通行；在封闭区域的路面下施作隧道主体结构两侧的围护结构，在封闭区域的路面上铺设与围护结构固定连接的盖板，将车辆疏导至盖板顶面，恢复封闭区域的通车；封闭下穿高速公路的其余区域路面，施作对应部分的围护结构和盖板，使全部路面铺设盖板，恢复整个路面的通车；在围护结构和盖板的保护下，从侧面开挖基坑；在基坑内从下至上施工隧道的主体结构；最后回填隧道主体结构顶部与盖板间的空隙，从而完成隧道施工。本发明占用道路时间短，无需道路改移，施工方法安全可靠，隧道施工对周边环境影响极小。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程领域，具体地指一种超浅埋下穿高 速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法，可解决超浅埋大跨度隧道下 穿高速公路技术问题，特别适用于埋深小于一半洞径的隧道下穿。

背景技术

由于我国各项建设事业的快速发展，各种立交工程越来越多， 规模越来越大，近接问题越来越突出。特别是高速铁路隧道下穿高 速公路，存在交角越来越小，隧道埋深越来越浅，且由于隧道断面 大，施工工期长，因而影响高速公路范围大，时间长，安全风险极 高。

目前，在高速铁路下穿高速公路时，为保证高速公路的运行安 全，高速公路管理部门的要求越来越高，导致隧道布置越来越困难， 特别是当高速铁路隧道以小交角、超浅埋下穿高速公路时。

目前，隧道浅埋下穿高速公路主要有两种施工方法，一是浅埋 暗挖法，一是明挖法。浅埋暗挖法是在超前支护保护下，分部开挖 掌子面围岩，然后及时施作初期支护，初期支护封闭后再施作二次 衬砌。浅埋暗挖法的优点是不需封闭上部道路；缺点是隧道施工空 间狭小，分部开挖施工工序繁琐，临时支护拆除时地表沉降控制困 难，且存在塌方风险，隧道施工及道路交通安全风险都很高。明挖 法是在无支护或支护体系保护下开挖基坑，然后在基坑内施作隧道 主体结构。明挖法的优点是施工速度较快，安全度较高；缺点是不 适用于埋深较大地段，且占用道路时间长，管线及道路需迁改。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种超 浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法，可很好地解决目 前超浅埋大跨度隧道下穿高速公路施工周期长、安全风险高、施工 难度大、对上部公路影响时间长的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的超浅埋下穿高速公路大跨度 盖挖法的隧道施工方法，包括以下步骤：

1)通过分区域封闭隧道上方高速公路的部分路面，未封闭路 面保持车辆正常通行；

2)在封闭区域的高速公路路面下施作隧道主体结构两侧的围 护结构，在封闭区域的高速公路路面上铺设与两侧围护结构固定连 接的盖板，将车辆疏导至封闭区域内的盖板顶面，恢复封闭区域的 高速公路通车；

3)封闭下穿的高速公路的其余区域路面，施作与封闭区域对 应部分的围护结构和盖板，使下穿的高速公路全部铺设盖板，恢复 整个下穿的高速公路路面的通车；

4)在围护结构和盖板的保护下，从侧面开挖基坑；

5)在基坑内从下至上施工隧道的主体结构；

6)最后回填隧道主体结构顶部与盖板之间的空隙，从而完成 超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工。

优选地，本发明将所述下穿的高速公路路面划分为三个区域， 即，跨越高速公路中心线两侧的双流向区域和位于双流向区域两侧 的单流向区域。在步骤1)中，先封闭高速公路路面的双流向区域， 未封闭的两侧单流向区域保持正常通行；或先封闭高速公路路面的 两侧单流向区域，未封闭的双流向区域保持正常通行。

本发明在步骤2)、3)、4)中，所述围护结构与盖板通过螺钉 固定连接，形成整体受力结构。

本发明在步骤4)中，所述基坑内架设与两侧的围护结构固定 连接的第一道钢支撑和第二道钢支撑。

本发明在步骤5)中，在基坑的底部先浇筑垫层，在垫层的上 方和第二道钢支撑的下方之间浇筑带部分侧墙的主体结构底板，再 在部分侧墙的上端和第一道钢支撑的下方之间浇筑主体结构侧墙， 然后在主体结构侧墙之间的上方浇筑主体结构顶板，形成隧道的主 体结构。

本发明在浇筑主体结构底板时，架设第一道换撑，所述第一道 换撑的两端与部分侧墙固定连接；

在浇筑主体结构侧墙时，先拆除第二道钢支撑，架设第二道换 撑，所述第二道换撑的两端与主体结构侧墙固定连接；

在浇筑主体结构顶板前，需先拆除第一道钢支撑；

在回填空隙前，需先拆除第一道换撑和第二道换撑。

本发明的有益效果在于：不需对高速公路路面全部封闭，通过 分区域封闭隧道上方的部分高速公路路面，不影响道路的正常交 通，解决了传统明挖法占用道路时间长、道路改移等技术问题，达 到经济、合理的目的。采用盖挖法施工，围护结构为基坑开挖时的 挡土结构，盖板可为公路交通提供便梁，既保证了施工阶段的安全 可靠性，也控制了变形和沉降，隧道施工对周边环境影响极小。本 发明根据地层条件、基坑深度、地表沉降要求，围护结构可采用连 续墙、排桩等形式，针对性强。本发明具有施工周期短、安全风险 低、施工难度小、对上部公路影响较小，特别适用于埋深小于一半 洞径的隧道下穿施工。

附图说明

图1为本发明在隧道施工时高速公路路面区域划分的结构示意 图。

图2为本发明施作隧道的围护结构和盖板的工序示意图。

图3为本发明在基坑内架设钢支撑的工序示意图。

图4为本发明浇筑垫层和主体结构底板的工序示意图。

图5为本发明浇筑主体结构侧墙的工序示意图。

图6为本发明浇筑主体结构顶板后回填空隙的工序示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合附图和具体实施例对本发明 作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1

超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法，包括以下 步骤：

1)如图1所示，将下穿的高速公路路面1划分为三个区域， 即，跨越高速公路中心线1.4的双流向区域1.1和位于双流向区域 1.1两侧的单流向区域1.2、1.3；先封闭高速公路路面1的双流向 区域1.1，未封闭的单流向区域1.2、1.3保持车辆正常通车；

2)如图2所示，在双流向区域1.1内高速公路路面下方施作隧 道2主体结构两侧的围护结构3，并在高速公路路面的双流向区域 1.1上铺设盖板4，盖板4为钢筋混凝土结构，盖板4与两侧围护结 构3通过螺钉固定连接，形成整体受力结构，将车辆疏导至双流向 区域1.1内盖板4的顶面，恢复双流向区域1.1的高速公路通车；

3)如图1所示，封闭高速公路路面1的单流向区域1.2、1.3， 重复步骤2)，施作与单流向区域1.2、1.3对应部分的围护结构3 和盖板4，使下穿的高速公路1全部铺设盖板4，恢复整个下穿的 高速公路路面1的通车；

4)如图3所示，在围护结构3及其盖板4的保护下，从侧面 掏槽开挖基坑14，并在基坑14内架设与两侧的围护结构3固定连 接的第一道钢支撑5和第二道钢支撑6；

5)如图4所示，从上而下开挖至基坑14底部，在基坑14的 底部先浇筑垫层7，在垫层7的上方和第二道钢支撑6的下方之间 浇筑带部分侧墙8.1的主体结构底板8，并架设第一道换撑9，第一 道换撑9的两端与部分侧墙8.1固定连接；

如图5所示，拆除第二道钢支撑6，在部分侧墙8.1的上端和 第一道钢支撑5的下方之间浇筑主体结构侧墙10，并架设第二道换 撑11，第二道换撑11的两端与主体结构侧墙10固定连接；

如图6所示，拆除第一道钢支撑5，在主体结构侧墙10的上方 浇筑主体结构顶板12，形成隧道2的主体结构；

6)拆除第一道换撑9和第二道换撑11，最后回填隧道2的主 体结构顶板12与盖板4之间的空隙13，形成超浅埋下穿高速公路 大跨度盖挖法的隧道支护体系，从而完成超浅埋下穿高速公路大跨 度盖挖法的隧道施工。

实施例2

超浅埋下穿高速公路大跨度盖挖法的隧道施工方法，包括以下 步骤：

1)如图1所示，将高速公路路面1划分为三个区域，即，跨 越高速公路中心线1.4的双流向区域1.1和位于双流向区域1.1两 侧的单流向区域1.2、1.3；先封闭高速公路路面1的单流向区域1.2、 1.3，未封闭的双流向区域1.1保持车辆正常通车；

2)如图2所示，在单流向区域1.2、1.3内高速公路路面下方 施作隧道2主体结构两侧的围护结构3，并在高速公路路面的单流 向区域1.2、1.3上铺设盖板4，盖板4为钢筋混凝土结构，盖板4 与两侧围护结构3通过螺钉固定连接，形成整体受力结构，将车辆 疏导至单流向区域1.2、1.3内盖板4的顶面，恢复单流向区域1.2、 1.3的高速公路通车；

3)如图1所示，封闭高速公路路面1的双流向区域1.1，重复 步骤2)，施作与双流向区域1.1对应部分的围护结构3和盖板4， 使下穿的高速公路1全部铺设盖板4，恢复整个下穿的高速公路路 面1的通车；

4)如图3所示，在围护结构3及其盖板4的保护下，从侧面 掏槽开挖基坑14，并在基坑14内架设与两侧的围护结构3固定连 接的第一道钢支撑5和第二道钢支撑6；

5)如图4所示，从上而下开挖至基坑14底部，在基坑14的 底部先浇筑垫层7，在垫层7的上方和第二道钢支撑6的下方之间 浇筑带部分侧墙8.1的主体结构底板8，并架设第一道换撑9，第一 道换撑9的两端与部分侧墙8.1固定连接；

如图5所示，拆除第二道钢支撑6，在部分侧墙8.1的上端和 第一道钢支撑5的下方之间浇筑主体结构侧墙10，并架设第二道换 撑11，第二道换撑11的两端与主体结构侧墙10固定连接；

如图6所示，拆除第一道钢支撑5，在主体结构侧墙10的上方 浇筑主体结构顶板12，形成隧道2的主体结构；

6)拆除第一道换撑9和第二道换撑11，最后回填隧道2的主 体结构顶板12与盖板4之间的空隙13，形成超浅埋下穿高速公路 大跨度盖挖法的隧道支护体系，从而完成超浅埋下穿高速公路大跨 度盖挖法的隧道施工。