一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，它將預(yù)制的沉井結(jié)構(gòu)作為隧道通風(fēng)井，沉井結(jié)構(gòu)定位下沉與隧道盾構(gòu)同步進行，沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土連成整體，并在隧道頂部開口，形成通風(fēng)井。該施工方法規(guī)避了傳統(tǒng)地下連續(xù)墻深基坑施工的風(fēng)險，減小了風(fēng)井施工的深度，不影響盾構(gòu)掘進施工并規(guī)避了盾構(gòu)機進出風(fēng)井的風(fēng)險，加快了盾構(gòu)區(qū)間施工工期，對需設(shè)置通風(fēng)井的盾構(gòu)公路或地鐵隧道有較好的經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木建筑領(lǐng)域，具體地指一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長距離公路或地鐵盾構(gòu)隧道一般需要設(shè)置通風(fēng)井，以滿足通風(fēng)、排煙的要求。目前通風(fēng)井一般先采用地下連續(xù)墻體形成圍護的深基坑，水下混凝土結(jié)構(gòu)封底，并在墻體上預(yù)留盾構(gòu)機進、出的孔洞，盾構(gòu)機進出洞掘進通過風(fēng)井后，再拆除風(fēng)井內(nèi)多余的隧道管片，最后施工洞門、完成風(fēng)井結(jié)構(gòu)。該施工方法需要施作超過盾構(gòu)隧道底部一定深度的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，基坑較深，基坑在開挖過程中會導(dǎo)致周邊地面沉降，極端的情況下甚至?xí)a(chǎn)生基坑失穩(wěn)、滲流等巨大安全事故。在盾構(gòu)到達時，需要鑿除洞門位置連續(xù)墻。對盾構(gòu)機進、出洞而言，破除洞門時面臨著高水土壓力的巨大施工風(fēng)險。盾構(gòu)機到達風(fēng)井和通過風(fēng)井均會影響正常的掘進，致使掘進停頓，從而影響掘進效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于，它包括以下步驟:
[0005]I)、盾構(gòu)隧道掘進并穿過通風(fēng)井預(yù)設(shè)位置；同步在地面預(yù)制并定位沉井結(jié)構(gòu)；
[0006]2)、沉井結(jié)構(gòu)沿內(nèi)壁開挖土方，使沉井結(jié)構(gòu)下沉至隧道頂部；
[0007]3)、將沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)；
[0008]4)、開挖沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部之間的土體，并切割隧道頂部，將沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道連接成整體，形成通風(fēng)井結(jié)構(gòu)。
[0009]上述方案中:
[0010]步驟2)中，沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)按設(shè)定高度多次開挖土方，其中一段土方與上段土方接高并養(yǎng)護至強度達到要求后再進行下一段土方的開挖。
[0011]所述沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)開挖土方下沉至離隧道頂部0.5至2米。
[0012]優(yōu)選地，步驟3)中，先通過在沉井結(jié)構(gòu)井口外圍設(shè)置鎖口結(jié)構(gòu)以防止沉井結(jié)構(gòu)下沉，再沿鎖口結(jié)構(gòu)豎向即沉井結(jié)構(gòu)外側(cè)約0.5米位置及沉井結(jié)構(gòu)井壁內(nèi)預(yù)留的孔洞中打設(shè)冷凍管至隧道頂部，并采用凍結(jié)法將沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，步驟3)中，采用深井降水的方法，將地下水降至隧道頂部之下，沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)。
[0014]所述通風(fēng)井位置對應(yīng)的盾構(gòu)隧道采用能切割形成與沉井結(jié)構(gòu)貫通開口的管片進行襯砌。
[0015]所述沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土連成整體。[0016]本發(fā)明所示的施工方法，與現(xiàn)有的施工方法相比，不需要施工風(fēng)險較大的地下連續(xù)墻深基坑，能減少通風(fēng)井的深度。采用沉井結(jié)構(gòu)大大降低了通風(fēng)井圍護結(jié)構(gòu)的施工風(fēng)險，避免了盾構(gòu)機掘進通過風(fēng)井時的進、出洞工序和風(fēng)險，能保證盾構(gòu)機連續(xù)掘進而不受通風(fēng)井施工的影響，能加快施工進度，并能降低工程造價。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的隧道通風(fēng)井結(jié)構(gòu)立面圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例的隧道通風(fēng)井結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0019]圖3為圖1中1-1首I]面不意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例的隧道通風(fēng)井結(jié)構(gòu)凍結(jié)法大樣圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例中沉井結(jié)構(gòu)定位示意圖；
[0022]圖6、圖7為本發(fā)明實施例中沉井結(jié)構(gòu)沿內(nèi)壁開挖土方結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為將沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道頂部之間的土體凍結(jié)示意圖；
[0024]圖9為將沉井結(jié)構(gòu)底口與隧道管片連接成整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0026]本實施例所描述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，它包括以下步驟:
[0027]I)、參考圖5，盾構(gòu)隧道掘進并穿過通風(fēng)井預(yù)設(shè)位置；同步在地面預(yù)制并定位沉井結(jié)構(gòu)1，將沉井結(jié)構(gòu)I作為通風(fēng)井井筒；其中通風(fēng)井預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的盾構(gòu)隧道采用能切割形成與沉井結(jié)構(gòu)I貫通開口的管片3進行襯砌，而在沉井結(jié)構(gòu)I的井壁預(yù)留孔洞4 ；
[0028]2)、參考圖6、圖7，沉井結(jié)構(gòu)I沿內(nèi)壁開挖土方，使沉井結(jié)構(gòu)I下沉至隧道頂部0.5至2米范圍停止下沉；具體為:沉井結(jié)構(gòu)I內(nèi)按設(shè)定高度多次開挖土方，其中一段土方與上段土方接高并養(yǎng)護至強度達到要求后再進行下一段土方的開挖，在下沉過程中，可采用糾偏設(shè)備-千斤頂對沉井結(jié)構(gòu)I跟蹤糾偏；
[0029]3)、參考圖4及圖8，先通過在沉井結(jié)構(gòu)I井口外圍設(shè)置鎖口結(jié)構(gòu)5以防止沉井結(jié)構(gòu)I下沉，鎖口結(jié)構(gòu)5為施工中常見的鎖口環(huán)；再沿鎖口結(jié)構(gòu)5豎向即沉井結(jié)構(gòu)I外側(cè)約
0.5米位置及沉井結(jié)構(gòu)I井壁內(nèi)預(yù)留的孔洞4中打設(shè)冷凍管2至隧道頂部約0.5米范圍，采用凍結(jié)法將沉井結(jié)構(gòu)I底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)，起到防止外側(cè)水、土壓力的作用，在冷凍土體和沉井結(jié)構(gòu)井筒的保護下，內(nèi)部可以進行干施工；
[0030]當(dāng)?shù)孛婢邆浣邓畻l件時，也可以采用深井降水，將地下水降至隧道頂部之下，使沉井底口與隧道頂部管片之間能干施工，從而省略土體冷凍工藝；
[0031]4)、參考圖9，將沉井結(jié)構(gòu)I底口與隧道頂部之間的土體凍結(jié)完成后，開挖二者之間的土體，同時采取固定措施，防止沉井結(jié)構(gòu)I下沉；隨后切割隧道頂部管片3，并在管片3內(nèi)設(shè)置支撐保護，并拔出沉井結(jié)構(gòu)I井壁內(nèi)的冷凍管，現(xiàn)澆鋼筋混凝土，將沉井結(jié)構(gòu)I底口與隧道管片3連接成整體，形成通風(fēng)井結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2及圖3所示；在接口位置做好防水措施，最后拔出鎖口結(jié)構(gòu)5內(nèi)的冷凍管。
[0032]本發(fā)明所示的盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，規(guī)避了傳統(tǒng)地下連續(xù)墻深基坑施工的風(fēng)險，減小了風(fēng)井施工的深度，不影響盾構(gòu)掘進施工并規(guī)避了盾構(gòu)機進出風(fēng)井的風(fēng)險，加快了盾構(gòu)區(qū)間施工工期，對需設(shè)置通風(fēng)井的盾構(gòu)公路或地鐵隧道有較好的經(jīng)濟效益。
[0033]本發(fā)明所示的盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，具有以下優(yōu)點:
[0034]1、適應(yīng)性好:適用于各種不同地質(zhì)，特別是地質(zhì)條件差，深基坑開挖風(fēng)險較大的場地；
[0035]2、施工安全風(fēng)險小:采用盾構(gòu)先掘進，再通過沉井結(jié)構(gòu)下沉明挖施工，避免了深基坑圍護開挖的施工風(fēng)險，以及盾構(gòu)機通過通風(fēng)井進洞和出洞面臨的高水土壓力的風(fēng)險；
[0036]3、經(jīng)濟性好:采用沉井結(jié)構(gòu)作為通風(fēng)井井筒結(jié)構(gòu)，一方面沉井結(jié)構(gòu)較地連墻圍護深基坑造價低，基坑深度小(只需要到隧道頂部)，另一方面，盾構(gòu)能連續(xù)掘進而不受風(fēng)井施工影響，提高掘進效率，降低工程造價；
[0037]4、運用前景好:該種方法可以避開其他因素對盾構(gòu)掘進的影響，降低盾構(gòu)掘進的風(fēng)險，減少掘進的時間。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，如沉井可改為地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)，沉井可以是圓形或矩形，也可以采取打設(shè)鋼圓筒下沉作為通風(fēng)井井筒，沉井底口與隧道頂部也可以不采用冷凍而采取降水或加固等其它措施，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于，它包括以下步驟: 1)、盾構(gòu)隧道掘進并穿過通風(fēng)井預(yù)設(shè)位置；同步在地面預(yù)制并定位沉井結(jié)構(gòu)(I)； 2)、沉井結(jié)構(gòu)(I)沿內(nèi)壁開挖土方，使沉井結(jié)構(gòu)(I)下沉至隧道頂部； 3)、將沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)； 4)、開挖沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道頂部之間的土體，并切割隧道頂部，將沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道連接成整體，形成通風(fēng)井結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:步驟2)中，沉井結(jié)構(gòu)(I)內(nèi)按設(shè)定高度多次開挖土方，其中一段土方與上段土方接高并養(yǎng)護至強度達到要求后再進行下一段土方的開挖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:所述沉井結(jié)構(gòu)(I)內(nèi)開挖土方下沉至離隧道頂部0.5至2米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:步驟3)中，先通過在沉井結(jié)構(gòu)(I)井口外圍設(shè)置鎖口結(jié)構(gòu)(5)以防止沉井結(jié)構(gòu)I下沉，再沿鎖口結(jié)構(gòu)(5)豎向即沉井結(jié)構(gòu)(I)外側(cè)約0.5米位置及沉井結(jié)構(gòu)(I)井壁內(nèi)預(yù)留的孔洞(4)中打設(shè)冷凍管(2)至隧道頂部，采用凍結(jié)法將沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:步驟3)中，采用深井降水的方法，將地下水降至隧道頂部之下，沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道頂部之間的土體形成止水的密封結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:所述通風(fēng)井位置對應(yīng)的盾構(gòu)隧道采用能切割形成與沉井結(jié)構(gòu)(I)貫通開口的管片(3)進行襯砌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道通風(fēng)井施工方法，其特征在于:所述沉井結(jié)構(gòu)(I)底口與隧道通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土連成整體。
【文檔編號】E21D1/00GK103742154SQ201310752435
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】翟世鴻, 楊釗, 劉毅, 羅衛(wèi), 楊擎, 陳培帥, 姬付全, 唐炫 申請人:中交第二航務(wù)工程局有限公司