一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法与流程

本发明属于盾构隧道建设，具体涉及一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法。

背景技术：

1、近年来，盾构隧道得到了快速的发展，在我国地铁工程建设领域发挥了重要作用。西安作为新一线城市，地铁隧道正在如火如荼地建设当中。但是西安地铁高速发展的背后，一个非常严峻的问题日益凸显。几乎每条地铁都不可避免地一次或多次穿过这些地裂缝带。地裂缝活动将会对地铁隧道结构产生不利的影响，对后期运营及维护产生较大的威胁。在西安地铁建设中穿地裂缝段基本采用浅埋暗挖法，一般先通过增设竖井后进行暗挖施工，二衬结构完成后盾构空推经过。该施工方法面临工序转换多，成本高，工期长等多种问题。

2、基于此，提出了一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，即盾构不停机穿越地裂缝段，再采用合适的方法进行扩挖，进而满足地裂缝设防的要求，既节省了工期，又减少了费用，且不需要增设竖井，对地面交通也影响较小。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，包括以下步骤：

3、s1、先行盾构隧道通过，两个错峰段永久端管片的拉紧距离，并采用槽钢6拉紧固定；

4、s2、在通缝段的扩建段利用小导管进行超前加固，对盾构管片进行拆除，进行土方开挖和初期支护施工；

5、s3、完成防水层的施工以及二次衬砌的施工。

6、进一步的，在s1中，两个错峰段永久端管片的拉紧距离x具体如下：

7、

8、其中： e 1 a 1为地层的刚度，

9、 e 2 a 2为一环盾构管片的压缩刚度；

10、 k为管片与地层间的连接刚度；

11、 f 0为盾构机掘进阶段推力；

12、 ψ为残留的盾构推力百分比；

13、同时，根据每环管片的纵向长 l，则紧的管片环数 n=x/l确定。

14、进一步的，在s1中，所述槽钢为左右对称布置的4根或6根，槽钢总横截面积a3由如下公式确定：

15、

16、其中， f cr为保持盾构环缝橡胶止水垫闭合所需要的最小压力；

17、 m为盾构隧道环缝连接螺栓的数量；

18、 e g a g为单根螺栓的抗拉刚度；

19、 e 3为槽钢所用材料的弹性模量。

20、进一步的，在s2中，上部分施工中，前l/2进尺，挖除上部土一，施工上部初期支护一，并打左侧锁脚锚杆一和右侧锁脚锚杆一；

21、上部分施工中，后l/2进尺，先拆除管片一、管片二和管片六，挖除上部土二，施工上部初期支护二，并打左侧锁脚锚杆二和右侧锁脚锚杆二锁脚锚杆；

22、下部分施工中，在上部完成后进行，依次拆除管片三、管片四和管片五，开挖下部土，并施工下部初期支护闭合成环；

23、初期支护闭合成环同时，施工竖撑，即左侧竖撑一、左侧竖撑二和右侧竖撑一以及右侧竖撑二，提高初支结构稳定性，所述竖撑纵向间距为l/2，每环管片扩挖范围内两组竖撑，中心坐标分别为l/4，3l/4。

24、进一步的，隧道初期支护施工完成后，拆除双竖撑后再进行防水层的施工以及二次衬砌的施工。

25、本发明与现有技术相比具有以下优点：

26、1、本发明不需要传统穿越地裂缝段时，增设竖井，减少资金投入，且对地面交通影响小；

27、2、本发明不需要传统穿越地裂缝段时，增设端头加固，减少资金投入；

28、3、本发明不需要传统穿越地裂缝段时，盾构机在暗挖隧道施工完成后，空推通过，减小了施工断面，进而减少资金投入。

技术特征：

1.一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，其特征在于，在s1中，两个错峰段永久端管片的拉紧距离x具体如下：

3.根据权利要求2所述的一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，其特征在于，在s1中，所述槽钢（6）为左右对称布置的4根或6根，槽钢总横截面积a3由如下公式确定：

4.根据权利要求1所述的一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，其特征在于，在s2中，上部分施工中，前l/2进尺，挖除上部土一（2-1-1），施工上部初期支护一（3-1-1），并打左侧锁脚锚杆一（4-1-1）和右侧锁脚锚杆一（4-2-1）；

5.根据权利要求4所述的一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，其特征在于，隧道初期支护施工完成后，拆除双竖撑后再进行防水层（7）的施工以及二次衬砌（8）的施工。

技术总结
本发明提供了一种穿越地裂缝段的先盾后扩隧道开挖方法，包括以下步骤：先行盾构隧道通过，两个错峰段永久端管片的拉紧距离，并采用槽钢拉紧固定；在通缝段的扩建段利用小导管进行超前加固，对盾构管片进行拆除，进行土方开挖和初期支护施工；施工上部初期支护二，并打左侧锁脚锚杆二和右侧锁脚锚杆二锁脚锚杆；在上部完成后进行，依次拆除管片三、管片四和管片五，开挖下部土，并施工下部初期支护闭合成环；初期支护闭合成环同时，施工竖撑；隧道初期支护施工完成后再进行防水层的施工以及二次衬砌的施工。本发明不需要传统穿越地裂缝段时，增设竖井，且对地面交通影响小，不需要传统穿越地裂缝段时，增设端头加固，减少资金投入。

技术研发人员：康佐,高强,魏琪,李勇伶
受保护的技术使用者：西安市轨道交通集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17