一种零距离下穿既有车站的新建隧道及其施工方法与流程

本发明涉及隧道工程领域，更具体地说它是一种零距离下穿既有车站的新建隧道。本发明还涉及这种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法。

背景技术：

1、随着各大城市轨道交通工程建设的迅猛发展，线网规划在不断的更新，导致部分车站在前期建设过程中，未预留后期线路的工程建设条件，其直接制约新建工程的建设方案。

2、原标准地下车站在建设期间，未考虑后期新建线路，因此其遗留在地下的各类地下构筑物，如围护桩或地连墙、抗拔桩或临时立柱等，仅满足自身受力计算要求，当新建线路的隧道在下穿既有地下车站时，需要将隧道建设范围内的各类地下构筑物纳入考虑范围。

3、现有各种在既有车站下方的新建隧道技术，无论是矿山法还是盾构法，其新建隧道与既有地下车站的底板之间一般留有2m以上的净距，导致新建隧道的标高受既有地下车站控制，而新建车站的标高也受到新建隧道的控制，若能够将新建隧道与既有地下车站的底板之间的距离由2m改为0m，则可将新建车站的埋深减少2m，将大幅度减少新建车站的投资。

4、因此，研发一种在未预留隧道穿越条件的既有运营车站下方新建通道，并通过减小新建车站的埋深来减少工程投资的一种零距离下穿既有车站的新建隧道很有必要。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种零距离下穿既有车站的新建隧道。

2、本发明的第二目的是为了提供这种零距离下穿既有车站的新建隧道的使用方法。

3、为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种零距离下穿既有车站的新建隧道，其特征在于：包括既有地下车站、位于既有地下车站左侧的竖井、位于既有地下车站右侧的新建车站、与竖井底部左侧连通的盾构隧道、竖井底部右侧与新建车站底部左侧有多个水平冻结孔和位于既有地下车站底部的新建隧道，多个所述水平冻结孔呈u型布置，通过水平冻结孔将周边冻结加固形成u型的冻结加固体，所述冻结加固体顶部与既有地下车站的底板密贴；

4、所述新建隧道连通竖井和新建车站，新建隧道位于冻结加固体内，新建隧道包括初期支护和位于初期支护内的二次衬砌，所述初期支护顶部与既有地下车站的底板密贴。

5、在上述技术方案中，所述冻结加固体壁厚不小于2.5m。

6、在上述技术方案中，所述竖井内部由上到下依次设置有多个间隔布置的内支撑、结构中板和竖井底板；所述竖井底板上回填有素混凝土；所述盾构隧道通过结构中板和竖井底板之间的空间连通新建隧道。

7、为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：一种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

8、步骤1：施工既有地下车站左侧的竖井和既有地下车站右侧的新建车站，竖井采用明挖法施工；

9、步骤2：竖井完工后，施工水平冻结孔，在竖井内通过水平冻结孔进行单向水平冻结，在既有地下车站底部形成u型的冻结加固体；

10、步骤3：在冻结加固体的保护下进行矿山法开挖施工，破除隧道内的既有支护结构，施工初期支护、二次衬砌结构，完成既有车站下方的新建隧道；

11、步骤4：从注浆管注入水泥浆强制解冻冻结加固体，采取控制冻胀融沉措施后拔除水平冻结孔；

12、步骤5：在竖井内完成结构中板，在竖井底板上方回填素混凝土，竖井底板和结构中板形成隧道通行空间，将新建隧道和盾构隧道连通，最后在结构中板上回填土，完成整个工程建设。

13、在上述技术方案中，步骤3中，初期支护采用早强喷射混凝土+型钢支护；喷混凝土厚度为300mm，强度为c35，抗渗等级为p10；型钢钢拱架采用工字钢i22b，型钢之间采用角钢、钢板连接，钢材型号均为q235b级钢；型钢钢拱架采用多块拼接而成，拼接方式采用螺栓连接；二次衬砌采用模筑钢筋混凝土，厚度为500mm，混凝土强度为c35，抗渗等级为p12。

14、在上述技术方案中，步骤3中，既有支护结构在隧道开挖暴露出完整的结构后，采用风镐凿除桩的混凝土，上下两端各留出拟连接范围内的钢筋；既有支护结构破除后，型钢钢拱架在既有支护结构附近密布3-5榀。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

16、1)本发明降低新建隧道的埋深，从而降低新建车站的埋深，在节约工程投资的同时可有效保护既有地下车站，减小结构受力变形和内力。

17、2)本发明可确保新建隧道顺利通过未预留隧道穿越条件的既有地下车站，对新建隧道线路的选择提供了更大余地。

18、3)本发明结合了各种工艺优点，可解决各类地层既有地下车站下方新建隧道时遇到地下障碍物难以清除的难题，从而提高了隧道建设的适应性。

19、4)本发明可适用于地面具备设置清障井的各类清理地下障碍物的工程中。

技术特征：

1.一种零距离下穿既有车站的新建隧道，其特征在于：包括既有地下车站(1)、位于既有地下车站(1)左侧的竖井(2)、位于既有地下车站(1)右侧的新建车站(3)、与竖井(2)底部左侧连通的盾构隧道(4)、竖井(2)底部右侧与新建车站(3)底部左侧有多个水平冻结孔(51)和位于既有地下车站(1)底部的新建隧道(6)，多个所述水平冻结孔(51)呈u型布置，通过水平冻结孔(51)将周边冻结加固形成u型的冻结加固体(52)，所述冻结加固体(52)顶部与既有地下车站(1)的底板(11)密贴；

2.根据权利要求1所述的一种零距离下穿既有车站的新建隧道，其特征在于：所述冻结加固体(52)壁厚不小于2.5m。

3.根据权利要求2所述的一种零距离下穿既有车站的新建隧道，其特征在于：所述竖井(2)内部由上到下依次设置有多个间隔布置的内支撑(21)、结构中板(22)和竖井底板(23)；所述竖井底板(23)上回填有素混凝土(24)；所述盾构隧道(4)通过结构中板(22)和竖井底板(23)之间的空间连通新建隧道(6)。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述一种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法，其特征在于，步骤3中，初期支护(61)采用早强喷射混凝土+型钢支护；喷混凝土厚度为300mm，强度为c35，抗渗等级为p10；型钢钢拱架采用工字钢i22b，型钢之间采用角钢、钢板连接，钢材型号均为q235b级钢；型钢钢拱架采用多块拼接而成，拼接方式采用螺栓连接；二次衬砌(62)采用模筑钢筋混凝土，厚度为500mm，混凝土强度为c35，抗渗等级为p12。

6.根据权利要求5所述的一种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法，其特征在于，步骤3中，既有支护结构(12)在隧道开挖暴露出完整的结构后，采用风镐凿除桩的混凝土，上下两端各留出拟连接范围内的钢筋；既有支护结构(12)破除后，型钢钢拱架在既有支护结构(12)附近密布3-5榀。

技术总结
本发明公开了一种零距离下穿既有车站的新建隧道，涉及隧道工程领域。它包括既有地下车站、竖井、新建车站、盾构隧道、多个水平冻结孔和新建隧道，多个水平冻结孔呈U型布置，通过水平冻结孔将周边冻结加固形成U型的冻结加固体，冻结加固体顶部与既有地下车站的底板密贴；新建隧道连通竖井和新建车站，新建隧道包括初期支护和二次衬砌，初期支护顶部与既有地下车站的底板密贴。本发明降低新建隧道的埋深，从而降低新建车站的埋深，在节约工程投资的同时可有效保护既有地下车站，减小结构受力变形和内力。本发明还涉及这种零距离下穿既有车站的新建隧道的施工方法。

技术研发人员：朱敏,孙浩,姚丽莎
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13