所述抗拔粧4与所述盾构隧道2之间的距离d为1~2m;所述抗拔粧4顶端内的钢筋锚入 所述承台3中，所述抗拔粧4下部的直径大于上部的直径；所述承台3下表面与所述盾构隧 道2的顶部上表面之间设有用于将所述承台3、所述抗拔粧4和所述盾构隧道2连成一体的 地层加固层5,所述地层加固层5的强度为1~2MPa。
[0047] 通过沿盾构隧道2纵向每隔一定距离布置承台3和抗拔粧4,并对承台3底面至 盾构隧道2拱部的高压缩性地层进行加固（即地层加固层5)，使得盾构隧道2、地层加固 层5、抗拔粧4和承台3共同形成连续梁式的整体抗浮结构，这样，承台3之间的盾构隧道 衬砌结构在上浮力作用下允许一定的向上变形，从而充分利用了盾构隧道2本身的纵向抗 弯、抗剪能力，再加上承台3和抗拔粧4本身的抗浮能力，使得本抗浮结构很容易地就能满 足盾构隧道的抗浮稳定性要求；另外，由于加设地层加固层5本身自重也较大，所以加设地 层加固层5还能起到一定的抗浮作用；同时，由于本抗浮结构是沿盾构隧道3分段设置承 台3和抗拔粧4,所以本抗浮措施的工程量大为降低，从而大大地降低了成本；并且，通过将 地层加固层5的强度设计在1~2MPa，使地层加固层5不易变形，这样，能控制盾构隧道2 的上浮变形量，从而进一步地提高了本结构的抗浮能力；而且，通过将承台3的横向中心线 设计成与盾构隧道2的中心轴线所在的竖直平面垂直，这样，承台3与盾构隧道2之间能更 好、更直接地发生力的传递，从而能更直接、更好的发挥本结构的抗浮能力；再且，通过将抗 拔粧4顶端内的钢筋锚入承台3中，这样抗拔粧4能与承台3形成一个整体，从而保证了本 结构的强度，也有利于提高本结构的抗浮能力；接着，通过将抗拔粧4下部的直径设计成比 上部的直径大，这样能提高抗拔粧4的固定效果，从而更进一步地提高了本结构的抗浮能 力；再接着，通过将抗拔粧4与盾构隧道2之间的距离d设计在1~2m之间，以尽量使抗拔 粧4靠近盾构隧道2,这样，能减小承台3和地层加固层5的尺寸，从而更进一步地减小施工 量；最后，承台3和抗拔粧4设置的位置还可结合地面条件确定，进而减少了施工对周边环 境的影响。
[0048] 相邻两所述承台3的横向中心线之间的间距D为20~40m。所有所述承台3中距 离所述盾构隧道2端头处的工作井或站台1最近的一个的横向中心线与所述工作井或站台 1的横向中心线之间的间距也为D。该间距D需要根据计算并结合地面施工条件确定，具体 如下：
[0049] 首先，扣除抗浮力后计算得出盾构隧道2纵向的剩余上浮力；然后，建立盾构隧道 2纵向等效刚度连续梁模型，将承台3、抗拔粧4和地层加固层5形成的连续梁支点模拟成 拉压弹簧，该拉压弹簧的刚度可按地层加固层5的弹性模量取值（地层加固层5的弹性模 量可取其28天无侧限抗压强度的100~150倍）；最后，通过调整承台3的间距对计算模 型进行试算，直至隧道结构、承台3和地层加固层5的变形和受力控制在合理范围，即满足 盾构隧道管片衬砌张开量不超过8mm、环间错位不超过15mm、螺栓的抗剪和抗拉强度未超 过设计值、衬砌结构应满足强度和变形要求即可。另外，承台3应尽量垂直于盾构隧道2的 中心线，抗拔粧4应尽量靠近盾构隧道2,其净距不小于lm。
[0050] 上述盾构隧道2为双向隧道，同一所述承台3的下方分别设有三组所述抗拔粧4， 三组所述抗拔粧4分别布置在所述双向隧道的两侧和中间，每组所述抗拔粧4中抗拔粧4 的数量为2。每组所述抗拔粧4中的抗拔粧4也沿所述盾构隧道2纵向间隔布置。所述地 层加固层5上表面与所述承台3下表面之间设有用于找平的垫层6。所述抗拔粧4为旋喷 粧或搅拌粧。通过选用旋喷粧或搅拌粧，这样能提高抗拔粧4的强度，从而更进一步地提高 本结构的抗浮能力。
[0051] 本发明的具体施工过程如下：
[0052] (1)在盾构隧道2掘进至承台3和抗拔粧4设置区域之前，先施工抗拨粧4,并完 成承台底地层加固施工（即地层加固层5的施工）；
[0053] (2)开挖基坑，浇筑垫层6,施工承台3,并将抗拨粧4内的钢筋锚入承台3中，所述 钢筋锚入长度满足构造要求；
[0054] (3)盾构隧道2掘进通过承台3和抗拔粧4,拼装盾构隧道2的隧道管片；
[0055] (4)盾构隧道2掘进过程中或者贯通后，施工内部结构。
[0056] 另外，本发明的技术要求如下：
[0057] (1)承台3和抗拨粧4的尺寸、布置方式应根据地质、水文条件和盾构隧道2结构 设计进行验算，保证隧道结构抗浮稳定性要求，且结构的变形和受力在允许值内；
[0058] (2)承台3和抗拨粧4的布置应在地面具有施工条件，且对周边环境的影响较小；
[0059] (3)适用的盾构隧道2直径不限。
[0060] 本发明首先通过沿盾构隧道2纵向每隔一定距离布置承台3和抗拔粧4,并对承台 3底面至盾构隧道2拱部的高压缩性地层进行加固（即地层加固层5)，使得盾构隧道2、地 层加固层5、抗拔粧4和承台3共同形成连续梁式的整体抗浮结构，这样，承台3之间的盾 构隧道衬砌结构在上浮力作用下允许一定的向上变形，从而充分利用了盾构隧道2本身的 纵向抗弯、抗剪能力，再加上承台3和抗拔粧4本身的抗浮能力，使得本抗浮结构很容易地 就能满足盾构隧道的抗浮稳定性要求；另外，由于加设地层加固层5本身自重也较大，所以 加设地层加固层5还能起到一定的抗浮作用；同时，由于本抗浮结构是沿盾构隧道3分段设 置承台3和抗拔粧4,所以本抗浮措施的工程量大为降低，从而大大地降低了成本；并且，通 过将地层加固层5的强度设计在1~2MPa，使地层加固层5不易变形，这样，能控制盾构隧 道2的上浮变形量，从而进一步地提高了本结构的抗浮能力；而且，通过将承台3的横向中 心线设计成与盾构隧道2的中心轴线所在的竖直平面垂直，这样，承台3与盾构隧道2之间 能更好、更直接地发生力的传递，从而能更直接、更好的发挥本结构的抗浮能力；再且，通过 将抗拔粧4顶端内的钢筋锚入承台3中，这样抗拔粧4能与承台3形成一个整体，从而保证 了本结构的强度，也有利于提高本结构的抗浮能力；接着，通过将抗拔粧4下部的直径设计 成比上部的直径大，这样能提高抗拔粧4的固定效果，从而更进一步地提高了本结构的抗 浮能力；再接着，通过将抗拔粧4与盾构隧道2之间的距离d设计在1~2m之间，以尽量使 抗拔粧4靠近盾构隧道2,这样，能减小承台3和地层加固层5的尺寸，从而更进一步地减小 施工量；又接着，承台3和抗拔粧4设置的位置还可结合地面条件确定，进而减少了施工对 周边环境的影响；最后，通过选用旋喷粧或搅拌粧，这样能提高抗拔粧4的强度，从而更进 一步地提高本结构的抗浮能力。
[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，包括沿盾构隧道（2)纵向间隔布置 的若干个承台（3)，所有所述承台（3)均横向设置在所述盾构隧道（2)的上方，每个所述承 台（3)的下方分别设有用于固定的抗拔粧（4)，所述承台（3)下表面与所述盾构隧道（2)的 顶部上表面之间设有用于将所述承台（3)、所述抗拔粧（4)和所述盾构隧道（2)连成一体的 地层加固层（5)。2. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，相邻两所述 承台（3)的横向中心线之间的间距D为20~40m。3. 根据权利要求2所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所有所述承 台（3)中距离所述盾构隧道（2)端头处的工作井或站台（1)最近的一个的横向中心线与所 述工作井或站台（1)的横向中心线之间的间距也为D。4. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所有所述承 台（3)的横向中心线与所述盾构隧道（2)的中心轴线所在的竖直平面垂直。5. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述盾构隧 道（2)为双向隧道，同一所述承台（3)的下方分别设有三组所述抗拔粧（4)，三组所述抗拔 粧（4)分别布置在所述双向隧道的两侧和中间，每组所述抗拔粧（4)中抗拔粧（4)的数量 为2,每组所述抗拔粧（4)中抗拔粧（4)也沿所述盾构隧道（2)纵向间隔布置。6. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述地层加 固层（5)上表面与所述承台（3)下表面之间设有用于找平的垫层（6)。7. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述抗拔粧 (4)与所述盾构隧道⑵之间的距离d为1~2m。8. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述抗拔粧 (4)顶端内的钢筋锚入所述承台（3)中。9. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述抗拔粧 (4)下部的直径大于上部的直径。10. 根据权利要求1所述的一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，其特征在于，所述地层加 固层（5)的强度为1~2MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种盾构隧道连续梁式抗浮结构，包括沿盾构隧道纵向间隔布置的若干个承台，所有所述承台均横向设置在所述盾构隧道的上方，每个所述承台的下方分别设有用于固定的抗拔桩，所述承台下表面与所述盾构隧道的顶部上表面之间设有用于将所述承台、所述抗拔桩和所述盾构隧道连成一体的地层加固层。适用于盾构隧道。
【IPC分类】E02D27/14, E02D31/12, E21D9/00
【公开号】CN104895122
【申请号】CN201510298906
【发明人】肖明清, 龚彦峰, 鲁志鹏, 何应道, 孙峰, 龙凡, 蒋喆, 梁艳
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日