[发明专利]一种浅埋隧道下穿既有铁路施工控制方法

说明书

本发明涉及浅埋隧道施工领域，特别是一种浅埋隧道下穿既有铁路施工控制方法，包含如下步骤：步骤一，三维模型模拟计算，选择施工方法；步骤二，隧道轨下区段施工，布置洞内的监控点；步骤三，检测沉降位移数据，修正三维模型参数。运用本发明所述的一种浅埋隧道下穿既有铁路施工控制方法，通过三维软件建立三维模型，并进行计算，后期修正三维模型，使得能及时并精确地预测隧道内未开挖部分拱顶沉降位移，能够合理布置台阶法或CRD法的准备时间，既能保证台阶法与CRD法相互转换期间的施工质量及安全要求，又能使其准备工作所需要的机械及所占用的场地能够更充分合理地使用，以降低轨下区段的开挖成本。

技术领域

本发明涉及浅埋隧道施工领域，特别是一种浅埋隧道下穿既有铁路施工控制方法。

背景技术

在现有的浅埋铁路隧道开挖过程中，常常会遇到浅埋隧道下穿既有铁路，此时，浅埋隧道开挖施工会对既有铁路产生影响，在此情况下，通常先申请既有铁路停运或长时间间断关闭，在施工完成后再对轨道进行检测校正，以保证施工及通过既有轨道列车运营的安全。

将浅埋隧道开挖施工中对既有铁路产生影响的区段定义为轨下区段。

但是，有时由于既有铁路承载列车多，无法申请停运或长时间间断关闭，故其下隧道在轨下区段施工过程中，需要严格控制该区段的沉降位移允许值，以保证既有铁路的安全运营。

有时，当施工现场区域岩性为三层四种岩性时，由于地质复杂，且相互影响较为明显，故在此过程中，对应不同的沉降位移高度，单一的施工方法已无法满足隧道施工安全要求，需要用不同的施工方法进行隧道开挖施工，以保证既有铁路运营及隧道轨下区段施工安全。

在现有技术中，对应上述岩性，领域内常常采用台阶法与CRD法相互转换施工，而台阶法与CRD法的优缺点具体如下：

台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，具有上下断面两个工作面或多个工作面，分步开挖。与CRD法相比，其优点是灵活多变、适用性强，有足够的作业空间和较快的施工速度，能较早地使支护闭合，更易布设通风管路，可以更好地保证通风质量；其缺点为：由于作业空间较大，施工速度较快，故不对能很好的控制沉降及结构变形。

采用CRD法，预留核心土的方法，将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分部施工，CRD工法遵循小分部、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护的施工原则，自上而下，分块成环，随挖随撑，及时做好初期支护，并待初期支护结构的拱顶沉降位移基本稳定后，自上而下拆除初期支护结构中的临时中隔壁墙及临时仰拱，再进行施工，CRD法适用开挖跨度较大，对围岩沉降位移变形控制严格，采用CRD法开挖，开挖的每一步都各自封闭成环，有利于围岩稳定，在控制沉降与结构变形方面明显优于台阶法，其缺点为：与台阶法相比，其支护闭合时间长，常常达到台阶法的数倍，其作业空间狭小，且施工工艺复杂，工序转换多，施工风险大于台阶法，同时人防段各导洞需要单独施工，施工速度慢，四个工作面相互制约，某一导洞出现困难或技术失误就会影响整个断面的施工质量及进度，拆除临时中隔壁墙及临时仰拱，不仅影响工期，而且在拆除过程中易产生问题。

由上述对比可知，台阶法施工速度快，风险低，成本低，但控制沉降及结构变形明显差于CRD法，而CRD法施工速度慢，风险高，成本高，但其控制沉降及结构变形明显优于台阶法。

在现有技术中，由于沉降位移高度无法精确预判，若在沉降位移高度快要到达临界点时才能启动施工方法转换程序，会造成准备时间短，转换仓促，无法很好地保证转换期间的施工质量，同时，无法快速的避免沉降位移高度继续加大的风险，其安全风险较大，严重时会造成安全事故的发生。

故本领域普遍在施工之前便完成台阶法和CRD法的全部或大部分准备工作，在保证台阶法与CRD法转换期间的施工质量的同时，尽可能缩短转换时间，将沉降位移高度继续加大的风险控制在可接受范围内，从而避免安全事故的发生，但在此过程中，其准备工作涉及的机械、场地不能随意挪为其他工序使用，造成隧道开挖过程中机械及场地不能充分合理地使用，增加了隧道开挖的成本。