[发明专利]单洞双层重叠隧道结构及其施工方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种地铁重叠隧道结构——单洞双层重叠隧道及其施工方法。属于地下工程领域。

背景技术：

在高密度高层建筑城区修建地下铁道工程，由于地下管线纵横交错，桩基等地下建(构)筑物密布，地下空间非常有限，布线困难。为了满足客运量的要求，地铁线路需采用双线线路，其布置形式多种多样，主要有单洞双线并行，单线双洞并行，单线双洞重叠。隧道在地下桩基群中穿越，在地下走廊有限隧道宽度受到限制的情况下往往采用重叠隧道结构形式，过去的重叠隧道一般采用双洞重叠，即先修建一洞室，等其相对稳定后再建另一洞室，上、下重叠起来，仍然维持两个单洞，其间夹持一层土(岩)体这种传统的重叠隧道结构形式存在以下不足：

1.进行了两次隧道开挖对隧道周边建筑物影响较大；

2.两洞分别正台阶法施工，因上、下小间距重叠，相互影响严重，且受力及变形复杂；

3.需合理选择上、下施工顺序和施工间隔，工序复杂，不易于施组，施工难度大；

4.超小净距双洞之间夹土体软弱是双洞重叠隧道的致命弱点，夹土体受多次开挖扰动以及在运营过程中列车振动荷载作用下，强度降低，自稳性变得十分有限，从而影响到整个结构的安全。

发明内容：

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种能实现在地下有限空间内修建双线隧道，减小环境影响，确保周围建筑物的安全，减少桩基托换数量，降低工程造价的单洞双层重叠隧道结构。本发明的另一个目的是提供单洞双层重叠隧道的结构施工方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明单洞双层重叠隧道结构，包括高跨比大于2的高边墙单洞隧道，位于墙单洞洞壁上的复合式衬砌结构，高边墙中部设置了至少一层中隔板从而形成上、下重叠隧道。

上述的中隔板为一单层。

上述的中隔板为二层，当需要与双洞重叠隧道衔接时，以实现重叠隧道空间洞型转换。

上述的复合式衬砌结构由连接在高边墙单洞洞壁上的初期支护，位于初期支护上的防水层，位于防水层上的二次衬砌组成。

上述的二次横衬砌中接缝间有遇水膨胀止水条。

本发明单洞双层重叠隧道结构的施工方法，包括，自上而下分四个台阶进行隧道开挖，将高边墙结构分为4个单元，自下而上分四步进行二次衬砌。

上述的单洞双层重叠隧道结构的施工方法，包括如下步骤：

一、单洞双层隧道开挖及初期支护：

1.软弱地段地表注浆加固；

2.超前小导管支护，开挖第一台阶，台阶台高为2.5～4.0mm，第一台阶采用弧形导坑预留核心土进行开挖，挖好后立即喷射混凝土封闭掌子面，然后立钢拱架、设置系统锚杆并喷射混凝土，完成初期支护，架设第一道横向支撑，间距50～60cm，使第一台阶封闭成环，拱脚用锁脚锚杆固定，每循环进尺0.5～0.75m，特殊情况下控制在0.25m。

3.当第一台阶开挖后，第二、三、四台阶依次开挖，台阶高度为2.5～0.4m，并保持相邻台阶纵向间距6～12m，施工方式与第一台阶相同，挖好后架立钢拱架、设置系统锚杆并立即喷射混凝土支护，及第二、三道横向支撑，并喷射混凝土使各台阶封闭成环。

二、二次衬砌施作：

1.隧道二次衬砌结构自下而上逐层顺筑，先进行底板处理，并铺防水层，然后浇注仰拱；

2.拆除第三道横向支撑，铺设下洞边墙防水层，架设脚手架，边墙与仰拱接缝处设置遇水膨胀止水，浇注下洞边墙；

3.拆除第二道横支撑，铺设边墙防水层，并设置止水条，浇注二次衬砌中隔板；

4.拆除第一道横支撑，铺设拱部防水层，并设置拱部与边墙接缝处止水条，浇注拱部二次衬砌；

5.每次拆除临时横支撑和施作二次衬砌在纵向上为一个循环长度；

6.隧道内部装修。

本发明采用结构中板代替薄层夹土体，将两洞合为一洞，成为单洞双层结构，即克服了双洞重叠隧道薄层夹土体不足的问题，又合理利用了有限的地下空间。

单洞双层隧道边墙较高，隧道开挖自上而下分四个台阶进行，利用设置多道临时钢支撑，将高边墙结构分为4个单元，二次衬砌则自下而上分四步进行，增强了隧道的安全可靠稳定性，达到分多层开挖的目的。各台阶能形成独立的作业平台平行作业，极大地避免了同时施工的相互干扰，施工进度成倍加快。