本實(shí)用新型屬于地下工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟土富水大斷面隧道群下穿構(gòu)筑物的加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著城市地下工程不斷建設(shè)和軌道交通日益發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新建工程與既有工程之間上跨、下穿等交叉施工形態(tài)。在軟土、富水地層進(jìn)行淺埋暗挖大斷面隧道、隧道群施工極易出現(xiàn)噴砂涌水、地面沉降過大、初支變形過大乃至局部坍塌等風(fēng)險(xiǎn)，特別是當(dāng)?shù)孛娲嬖诿舾行詷?gòu)筑物、大直徑管線，不具備明挖施工條件時，采用傳統(tǒng)暗挖法很難滿足變形控制要求，施工會嚴(yán)重影響構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全和正常使用功能。有必要針對上述問題，研究一種安全可靠的加固結(jié)構(gòu)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種軟土富水大斷面隧道群下穿構(gòu)筑物的加固結(jié)構(gòu)，適用于暗挖隧道下穿既有敏感構(gòu)筑物，確保結(jié)構(gòu)安全以及正常使用。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種軟土富水大斷面隧道群下穿構(gòu)筑物的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：

包括隧道上方既有構(gòu)筑物和其下方的暗挖隧道洞群結(jié)構(gòu)；

隧道上方既有構(gòu)筑物兩側(cè)的暗挖隧道端部施做有橫向成排的垂直地層加固柔性樁，垂直地層加固柔性樁的加固寬度延伸到隧道開挖線外；

隧道上方既有構(gòu)筑物底部設(shè)置有水平的托底管棚；

暗挖隧道兩側(cè)和拱頂設(shè)置有水平地層加固止水樁，端部與垂直地層加固柔性樁搭接；

暗挖隧道外圈設(shè)置有暗挖超前管棚。

隧道上方既有構(gòu)筑物兩側(cè)設(shè)置有插入隧道上方既有構(gòu)筑物下方的斜向注漿管，隧道上方既有構(gòu)筑物下方與暗挖隧道之間通過斜向注漿管灌注形成注漿加固體。

隧道上方既有構(gòu)筑物的變形縫處設(shè)置有臨時型鋼支架作為抑制錯臺變形的支撐。

相鄰的垂直地層加固柔性樁外圈互相咬合。

橫向成排布置的垂直地層加固柔性樁在橫斷面方向上呈門字型，臨近構(gòu)筑物的樁頂高于地下水位線，暗挖隧道范圍內(nèi)的中間樁底部高于兩側(cè)樁底部。

托底管棚內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠，托底管棚布置時避開隧道上方既有構(gòu)筑物的變形縫。

暗挖隧道的超前管棚布置在水平地層加固止水樁內(nèi)側(cè)。

暗挖隧道端部的隧道上方既有構(gòu)筑物兩側(cè)設(shè)置有端頭明挖井，端頭明挖井周邊為端頭明挖井圍護(hù)樁或端頭明挖井圍護(hù)墻，端頭明挖井圍護(hù)樁或端頭明挖井圍護(hù)墻位于垂直地層加固柔性樁外側(cè)。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型適用于軟土富水地區(qū)隧道下穿市政綜合管廊、大直徑管線等敏感性構(gòu)筑物，通過地面垂直地層加固及洞內(nèi)水平地層加固止水樁、托底管棚及暗挖超前管棚支護(hù)，形成有效止水、隔離土體變形、控制隧道施工對上覆構(gòu)筑物的影響，避免對既有構(gòu)筑物及內(nèi)部管線進(jìn)行遷移遷改和破壞，施工方便，采用常規(guī)施工設(shè)備即可完成，安全性高，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益均十分明顯。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型平面布置示意圖；

圖2為本實(shí)用新型沿隧道線路方向剖面圖；

圖3為本實(shí)用新型橫向剖面圖；

圖4為本實(shí)用新型構(gòu)筑物變形縫型鋼支架支撐圖。

圖中，1-隧道上方既有構(gòu)筑物，2-暗挖隧道洞群結(jié)構(gòu)，3-垂直地層加固柔性樁，4-水平地層加固止水樁，5-托底管棚，6-暗挖超前管棚，7-端頭明挖井圍護(hù)樁（或墻），8-斜向注漿管，9-臨時型鋼支架，10-端頭明挖井，11-注漿加固體，L-變形縫臨時支架長度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本實(shí)用新型涉及軟土富水大斷面隧道群下穿構(gòu)筑物的加固結(jié)構(gòu)，包括隧道上方既有構(gòu)筑物1和其下方的暗挖隧道洞群結(jié)構(gòu)2。

隧道上方既有構(gòu)筑物1兩側(cè)的暗挖隧道端部施做有橫向成排的垂直地層加固柔性樁3，垂直地層加固柔性樁3的加固寬度延伸到隧道開挖線外一定距離，分布于地面有條件施工的區(qū)域。相鄰的垂直地層加固柔性樁3外圈互相咬合，中間樁間距可適當(dāng)加大。橫向成排布置的垂直地層加固柔性樁3在橫斷面方向上呈門字型，臨近構(gòu)筑物的樁頂需高于地下水位線，暗挖隧道范圍內(nèi)的中間樁底部高于兩側(cè)樁底部。垂直地層加固柔性樁3需要加固至軟弱地層底部，兩側(cè)加固深至不透水層內(nèi)不小于0.5m，加固寬度大于隧道開挖線外側(cè)不小于2m。按照“先周邊，后中間”的順序進(jìn)行垂直地層加固柔性樁3施工,周邊按照每次間隔1個，跳躍式成樁，兩邊強(qiáng)度平衡，減少樁間咬合率低的問題。

隧道上方既有構(gòu)筑物1底部設(shè)置有水平的托底管棚5，托底管棚5需距離構(gòu)筑物底部一定距離，同時避開構(gòu)筑物變形縫，管棚內(nèi)部設(shè)置鋼筋籠，管棚可注漿，注漿結(jié)束后采用水泥砂漿充填，以增強(qiáng)管棚強(qiáng)度。

暗挖隧道兩側(cè)和拱頂設(shè)置有水平地層加固止水樁4，設(shè)置范圍為隧道上方既有構(gòu)筑物1底部垂直地層加固柔性樁3不能覆蓋的區(qū)域。水平地層加固止水樁4端部與垂直地層加固柔性樁3平面內(nèi)不重合設(shè)置，但縱向接口處需進(jìn)行適當(dāng)搭接。暗挖隧道外圈設(shè)置有暗挖超前管棚6，布置在水平地層加固止水樁4內(nèi)側(cè)。

隧道上方既有構(gòu)筑物1兩側(cè)設(shè)置有插入隧道上方既有構(gòu)筑物1下方的斜向注漿管8，深入基礎(chǔ)底部，隧道上方既有構(gòu)筑物1下方與暗挖隧道之間可以通過斜向注漿管8灌注形成注漿加固體11。斜向注漿管8按照一定間距布置，暗挖隧道施工過程中若發(fā)現(xiàn)變形超限可跟蹤補(bǔ)償注漿，控制變形。

隧道上方既有構(gòu)筑物1的變形縫處設(shè)置有臨時型鋼支架9作為抑制變形錯臺的支撐。

暗挖隧道端部的隧道上方既有構(gòu)筑物1兩側(cè)設(shè)置有端頭明挖井10，端頭明挖井10周邊為端頭明挖井圍護(hù)樁7（或端頭明挖井圍護(hù)墻），端頭明挖井圍護(hù)樁7（或端頭明挖井圍護(hù)墻）位于垂直地層加固柔性樁3外側(cè)。

軟土富水大斷面隧道群下穿構(gòu)筑物的加固方法，包括以下步驟：

步驟一：在隧道上方既有構(gòu)筑物1結(jié)構(gòu)邊線外一定水平距離外設(shè)置端頭明挖井10，端頭明挖井10作為后期暗挖隧道水平加固保護(hù)措施的施工空間和暗挖隧道的出土口；施工端頭井明挖段的端頭明挖井圍護(hù)樁7（或端頭明挖井圍護(hù)墻），同步進(jìn)行垂直地層加固柔性樁3和隧道上方既有構(gòu)筑物1兩側(cè)的斜向注漿管8的施工；

步驟二：在隧道施工影響范圍內(nèi)的隧道上方既有構(gòu)筑物1變形縫處設(shè)置臨時型鋼支架9支撐，臨時型鋼支架9應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物內(nèi)凈空尺寸制定，型鋼頂、底部與構(gòu)筑物空隙處塞填密實(shí)；

步驟三：分層開挖端頭井明挖隧道，挖至隧道上方既有構(gòu)筑物1基礎(chǔ)附近標(biāo)高位置時，進(jìn)行托底管棚5的施工，托底管棚5應(yīng)避開構(gòu)筑物變形縫、并距離構(gòu)筑物基礎(chǔ)底一定距離，如按照0.5m控制，托底管棚5按照一定水平間距布置；

步驟四：分區(qū)分塊施工隧道上方既有構(gòu)筑物1下方的水平地層加固止水樁4，水平地層加固止水樁4按照“先周邊，后中間”的順序進(jìn)行施工，兩端與垂直地層加固柔性樁3有效搭接0.5～1.0m，保證封水效果；

在端頭井開挖至暗挖隧道斷面位置時，分段施工暗挖隧道拱部的水平加固止水樁（4）及暗挖超前管棚6，管棚施工采取有效的防噴砂涌水工藝。

暗挖隧道群2開挖前要對加固體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測合格后，根據(jù)隧道斷面大小及形狀，分部分臺階進(jìn)行暗挖隧道開挖，架設(shè)隧道初支及支撐，澆筑隧道結(jié)構(gòu)。隧道開挖進(jìn)尺可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)控制。

步驟二中，在隧道上方既有構(gòu)筑物1內(nèi)外布置變形監(jiān)測點(diǎn)，對隧道上方既有構(gòu)筑物1的監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時采集，如結(jié)構(gòu)及管線變形超報(bào)警值，通過斜向注漿管8對隧道上方既有構(gòu)筑物1基礎(chǔ)下方進(jìn)行補(bǔ)償注漿，控制結(jié)構(gòu)變形。

本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。