一种提升浅埋隧道正上方土体承载力的施工方法与流程

1.本发明涉及一种提升浅埋隧道正上方土体承载力的施工方法，属于隧道施工建造技术领域。


背景技术：

2.随着城市基建的大力推进，城市用地被更加高效的利用起来，一些城市地下浅埋隧道的上方也会根据城市规划，充分利用，建造更多形式、功能更丰富的基础设施或建筑物。因此，对既有浅埋隧道的上部承载力提出了更高的要求。
3.我国基础设施建设已开展数年，一些早期建造的浅埋隧道，初始设计并未考虑上部承载力，再加上经过多年使用后结构老化，其上部承载力已无法满足城市发展需求，其上部土地资源无法进行再利用。
4.对于这种情况，有些规划选择直接拆除既有浅埋隧道，但一些既有浅埋隧道初始造价高昂，结构保存完好，直接拆除无疑浪费了其剩余价值。因此对于既有浅埋隧道上方承载能力的提升工作就显得尤为重要。
5.既有浅埋隧道一般都经过了长时间的使用，其周围随着时间的发展，通常会较为繁华，建筑物较多，施工场地也十分有限，这对于施工来说是一个挑战；其次，结构修建后，其地层周围应力场趋于稳定，在既有结构上施工产生的二次应力场与初始应力场叠加，以及如何在受力复杂的情况下保障结构自身和周边已有建筑的安全都成为了既有浅埋隧道上方承载能力提升施工过程中迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

6.为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种提升浅埋隧道正上方土体承载力的施工方法。
7.实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种提升浅埋隧道正上方土体承载力的施工方法，所述方法包括如下步骤：
8.s1：对倾斜自承式钢板桩基坑支护结构进行施工；
9.s2：对s1所述倾斜自承式钢板桩基坑支护结构之间的土体进行开挖清理，至露出既有浅埋隧道的整体结构；
10.s3：在既有浅埋隧道下方的土体内进行混合加固地梁结构的施工；
11.s4：在既有浅埋隧道的外部建设加强结构；
12.s5：将土体回填入倾斜自承式钢板桩基坑支护结构之间；
13.s6：拔除倾斜自承式钢板桩基坑支护结构，恢复场地，完成既有浅埋隧道正上方区域承载能力提升工程。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明在场地允许的情况下，利用土的自支承能力，采用具有一定斜度的钢板桩对开挖基坑进行支护，与竖直支护相比，可以减少锚杆的使用，节省材料和劳力，经济施
工，并且可以缩短工期；与普通放坡相比，减少了放坡宽度，节约了施工场地，能在更狭窄的施工场地进行施工；
16.2、本发明利用了带g型接口的工字型的钢板桩，其接口增长了水的渗流路径，提升了钢板桩的防水性；其工字型构造增大了截面惯性矩，提升了钢板桩的支护刚度，不易变形；
17.3、本发明采用了混凝土地梁与注浆加固土梁一一交替排列的既有浅埋隧道下方混合加固地梁结构，在不影响既有浅埋隧道结构的情况下显著提升了既有浅埋隧道下方地基承载力，为既有浅埋隧道上方改扩建工程进行创造了条件；
18.4、本发明利用加强框架对既有浅埋隧道结构进行加固，能够实现对既有浅埋隧道的再利用，避免了对还有剩余价值的既有浅埋隧道的浪费。加强框架的使用能够保护既有浅埋隧道老旧结构不受破坏，同时又提升了既有浅埋隧道上方承载能力，满足城市未来发展规划的需求。
附图说明
19.图1是本发明完成s4后的结构示意图；
20.图2是图1的剖视图；
21.图3是钢板桩的结构示意图；
22.图4是图3的俯视图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.一种提升浅埋隧道正上方土体承载力的施工方法，所述方法包括如下步骤：
25.s1：对倾斜自承式钢板桩基坑支护结构进行施工，压设带g型接口的工字型的钢板桩2；
26.s101：在场地1中沿既有浅埋隧道5的两侧由gps全站仪放线确定施工位置，误差小于5cm，定位放线确定钢板桩2的打设位置及打设顺序，可洒灰线表明；
27.s102：利用配套钢板桩压入机将单条由上至下倾斜0到20度设置的钢板桩2按设计角度压入s101所述施工位置中，至钢板桩2的下端部达到桩底设计标高；
28.所述单条钢板桩2包括至少一只钢板桩2，当钢板桩2的数量大于一只时，钢板桩2沿其轴向依次连接，并相邻的端部焊接连接。
29.若一只钢板桩2未能达到桩底设计标高，待其上部距离地面为1.5米左右时，与下一只钢板桩进行加强焊接工序，采用菱形钢板焊接，工序均应符合相应钢材焊接技术规范；钢板桩接长焊接长度对接后，施工的时候要保证焊接接头上下错开，减少整体受力在同一处接头的风险，再进行压入操作。
30.所述钢板桩2为带g型接口的工字型钢板桩，其上翼缘长500mm，下翼缘长300mm，均厚20mm，腹板高500mm，厚14mm。上翼缘两侧带有用于相邻钢板桩拼接的g型回旋接口；
31.压入钢板桩期间随时测量监控钢板桩的形态及斜度，与设计斜度误差不的超过1％，当偏斜过大时应拔起重新压入；
32.s103：在既有浅埋隧道5的一侧沿既有浅埋隧道5的长度方向压入一组由多条钢板桩2并列连接组成的钢板桩排组，相邻的钢板桩2之间通过g型接口连接；
33.在压入相邻钢板桩时，应确认钢板桩位置准确，压入相邻钢板桩时，通过g型接口进行连接后，先连接确认角度，再进行压入钢板桩；
34.s104：在既有浅埋隧道5的另一侧沿既有浅埋隧道5的长度方向压入一组钢板桩排组，相邻的钢板桩2之间通过g型接口连接，形成倾斜自承式钢板桩基坑支护结构。
35.s2：倾斜自承式钢板桩基坑支护结构形成后，对既有浅埋隧道5上方的s1所述倾斜自承式钢板桩基坑支护结构之间的土体进行开挖清理，将既有浅埋隧道5周围土体全部清除，至露出既有浅埋隧道5的整体结构；
36.s201：清理既有浅埋隧道5顶板上方土体；
37.s202：清理既有浅埋隧道5两侧土体，施工过程中采取对称分层工法，两侧土体高差不超过2.0m。
38.s3：在既有浅埋隧道5下方的土体内进行混合加固地梁结构的施工；
39.s301：使用小型挖掘机械在既有浅埋隧道5下方的土体内等间隔开挖贯通既有浅埋隧道5宽度方向的小隧道；
40.小隧道长度与既有浅埋隧道宽度一致，高度与宽度根据实际既有浅埋隧道尺寸进行确定，间隔土体宽度同小隧道宽度相同；开挖小隧道时，应随时对既有浅埋隧道结构进行监测；
41.s302：在s301所述小隧道内支模、架设钢支架并绑扎钢筋以及浇筑混凝土，形成支撑既有浅埋隧道5的混凝土地梁6；
42.s303：在每相邻两个混凝土地梁6之间的土体中进行注浆，改善土体强度，形成注浆加固土梁7，混凝土地梁6与注浆加固土梁7一一交替排列形成既有浅埋隧道5下方的混合加固地梁结构。
43.注浆顺序按跳孔间隔注浆方式进行，采用先外围后中部的注浆施工方法。注浆材料为纯水泥浆，水泥为普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶1，注浆压力按照地基处理规范根据实际情况确定。
44.s4：在既有浅埋隧道5的外部建设加强结构；
45.s401：在既有浅埋隧道5的外部建设加强框架3，主要建造内容为在既有浅埋隧道两侧及其上部新建高强度侧壁及顶板结构，建造前先将既有浅埋隧道外壁打毛，为填充砂浆做准备，所述加强框架3与既有浅埋隧道5的外壁之间留有10cm间隙，防止既有浅埋隧道承受加强框架传递荷载；
46.s402：在s401所述间隙内注入m20砌筑的砂浆4，防止间隙随着时间发展后期造成混凝土结构破坏。
47.s5：待加强结构达到设计强度后，有序退出设备及人员，将土体回填入倾斜自承式钢板桩基坑支护结构之间，回填时采取对称分层工法，两侧土体高差不超过2.0m；
48.s6：拔除倾斜自承式钢板桩基坑支护结构，拔除钢板桩时，对于拔桩起点以及拔桩顺序的选择应根据实际工程情况确定，拔桩的顺序应与压入的顺序相反；拔桩完成后，对于
桩孔进行填充处理，恢复场地，完成既有浅埋隧道正上方区域承载能力提升工程。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。