双层与单层盾构隧道间的转换结构及其施工方法

摘要

本发明适用于隧道技术领域，提供了一种双层与单层盾构隧道间的转换结构及其施工方法。本发明的转换结构包括单洞双层的大直径盾构隧道、大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井以及小直径盾构隧道。大直径盾构隧道工作井位于大直径盾构隧道与所述明挖隧道之间，小直径盾构隧道工作井位于小直径盾构隧道与明挖隧道之间。本发明的转换结构解决了单洞双层大直径盾构隧道与双洞单层小直径盾构隧道的转换问题，同时，本发明的施工工序灵活，可实施性强，值得大范围推广。

说明书

技术领域

本发明属于隧道技术领域，尤其涉及一种单洞双层大直径盾构隧道与双洞单层小直径盾构隧道的转换结构及其施工方法。

背景技术

随着城市的发展，近年来我国盾构隧道特别是大直径盾构隧道得到了飞速发展。当盾构机直径足够大时，单洞双层盾构隧道随之出现。单洞双层大直径盾构隧道具有节约用地、造价经济等优点，是未来隧道领域的一大发展方向。由于城市建设条件复杂，不可避免将出现单洞双层大直径盾构隧道与双洞单层小直径盾构隧道转换的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双层与单层盾构隧道间的转换结构及其施工方法，旨在解决单洞双层大直径盾构隧道与双洞单层小直径盾构隧道的转换问题。

本发明是这样实现的，一种双层与单层盾构隧道间的转换结构，包括单洞双层的大直径盾构隧道、大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井以及双洞单层小直径盾构隧道；所述大直径盾构隧道工作井位于所述大直径盾构隧道与所述明挖隧道之间，所述小直径盾构隧道工作井位于所述小直径盾构隧道与所述明挖隧道之间。

进一步的，所述大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井均为钢筋混凝土框架结构，所述钢筋混凝土框架结构包括第一顶板、第一中板、第一底板以及第一侧墙，所述第一中板上方为上层隧道，所述第一中板下方为下层隧道。

进一步的，所述大直径盾构隧道中设有第二中板，所述第二中板上方为上层隧道，所述第二中板下方为下层隧道，上层隧道与下层隧道的纵坡保持一致。

进一步的，所述大直径盾构隧道工作井的第一中板与所述明挖隧道的第一中板、大直径盾构隧道的第二中板平齐，所述大直径盾构隧道工作井的第一顶板高于所述大直径盾构隧道顶部及明挖隧道顶部，所述大直径盾构隧道工作井的第一底板低于所述大直径盾构隧道底部及明挖隧道底部，由所述第一顶板、第一底板以及第一侧墙形成的内净空大于所述大直径盾构隧道的外径，便于所述大直径盾构隧道进出洞。

进一步的，所述明挖隧道的上层隧道与下层隧道的纵坡不同，下层隧道结构净高为变值，在靠近所述大直径盾构隧道工作井端为小值，在靠近所述小直径盾构隧道工作井端为大值。

进一步的，所述明挖隧道的下层隧道在靠近所述小直径盾构隧道工作井的区段设有第二层中板，用于改善隧道侧墙结构受力情况。

进一步的，所述小直径盾构隧道工作井的第一顶板高于所述小直径盾构隧道顶部以及明挖隧道顶部，所述小直径盾构隧道工作井的第一底板低于所述小直径盾构隧道底部以及明挖隧道底部，所述小直径盾构隧道工作井的第一中板位于两竖向排列的所述小直径盾构隧道中间，由所述小直径盾构隧道工作井的第一顶板、第一中板、第一侧墙形成的上层内净空及由所述第一中板、第一底板、第一侧墙形成的下层内净空均大于所述小直径盾构隧道的外径，便于所述小直径盾构隧道进出洞。

进一步的，所述述小直径盾构隧道包括分离的上层小直径盾构隧道以及下层小直径盾构隧道；所述大直径盾构隧道工作井、小直径盾构隧道工作井在连接盾构隧道处设临时封堵的端头墙，盾构隧道进出洞时将所述端头墙凿除，同时对各工作井的所述端头墙外侧一定范围的地基进行加固处理；在所述大直径盾构隧道工作井的第一顶板处、小直径盾构隧道工作井的第一顶板与第一中板处预留吊装材料或设备的吊装孔；小直径盾构隧道工作井的第一顶板处预留两个吊装孔，其中一个与第一中板处预留的吊装孔在平面上重叠布置，为下层小直径盾构隧道的吊装材料或设备的吊装通道，另一个吊装孔为上层小直径盾构隧道的吊装材料或设备的吊装通道。

本发明为解决上述技术问题，还提供了一种上述转换结构的施工方法：

1、当所述大直径盾构隧道工作井、小直径盾构隧道工作井为接收井时，包括以下步骤：

S11、施工所述大直径盾构隧道工作井、明挖隧道以及小直径盾构隧道工作井的基坑；

S12、处理所述大直径盾构隧道工作井以及小直径盾构隧道工作井的端头墙外侧地基；

S13、施工所述大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井的主体结构，并在所述大直径盾构隧道工作井的第一顶板及小直径盾构隧道工作井的第一顶板与第一中板处预留相应吊装孔，所述大直径盾构隧道工作井的第一中板暂不浇筑；

S14、根据盾构隧道施工进度确定两侧盾构机进洞时间，两侧盾构机进洞互不影响；

S15、大直径盾构机进洞时，按以下顺序施工：

大直径盾构机进洞—>拆除盾构机，并从所述大直径盾构隧道工作井预留吊装孔处吊出—>大直径盾构设备吊出工作井后浇筑所述大直径盾构隧道工作井的第一中板—>最后施工所述大直径盾构隧道工作井的第一顶板预留吊装孔处结构；

S16、小直径盾构机进洞时，按以下顺序施工：

下层小直径盾构机进洞—>拆除层小直径盾构机，并从所述小直径盾构隧道工作井预留吊装孔处吊出—>施工所述小直径盾构隧道工作井的第一中板预留吊装孔处结构—>上层小直径盾构机进洞—>拆除上层小直径盾构机，并从小直径盾构隧道工作井的第一顶板预留吊装孔处吊出—>施工所述小直径盾构隧道工作井的第一顶板预留吊装孔处结构。

2、当大直径盾构隧道工作井、小直径盾构隧道工作井为始发井时，包括以下步骤：

S21、施工所述大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井的基坑；

S22、处理所述大直径盾构隧道工作井以及小直径盾构隧道工作井的端头墙外侧地基；

S23、施工所述大直径盾构隧道工作井、明挖隧道以及小直径盾构隧道工作井的主体结构，并在所述大直径盾构隧道工作井的第一顶板及小直径盾构隧道工作井的第一顶板与第一中板处预留相应吊装孔，所述大直径盾构隧道工作井的第一中板暂不浇筑；

S24、根据盾构隧道施工进度要求确定两侧盾构机出洞时间，两侧盾构机出洞互不影响；

S25、大直径盾构机出洞，按以下顺序施工：

从所述大直径盾构隧道工作井处吊入大直径盾构机设备并组装完成—>大直径盾构机出洞—>大直径盾构工作井的第一中板施工，并在相应位置处预留吊装孔—>所述大直径盾构隧道施工完成—>大直径盾构隧道工作井第一中板、第一顶板预留孔处结构施工。

S26、小直径盾构机出洞时，按以下顺序施工：

从所述小直径盾构隧道工作井处吊入下层小直径盾构机设备并在下层隧道组装完成—>下层小直径盾构机出洞—>从小直径盾构隧道工作井处吊入上层小直径盾构机设备并在上层隧道组装完成—>上层小直径盾构机出洞上层小直径盾构隧道以及下层小直径盾构隧道施工完成—>施工所述小直径盾构隧道工作井第一中板、第一顶板预留孔处结构。

3、当所述大直径盾构隧道工作井为始发井、小直径盾构隧道工作井为接收井时或大直径盾构隧道工作井为接收井、小直径盾构隧道工作井为始发井时，相应施工方法可由1、2中的施工方法组合而成。

容易理解的是，当大直径盾构隧道工作井、小直径盾构隧道工作井一个为始发井，一个为接收井时参照上述两种施工方法组合即可。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明的转换结构包括单洞双层的大直径盾构隧道、大直径盾构隧道工作井、明挖隧道、小直径盾构隧道工作井以及小直径盾构隧道。大直径盾构隧道工作井位于大直径盾构隧道与所述明挖隧道之间，小直径盾构隧道工作井位于小直径盾构隧道与明挖隧道之间。本发明的转换结构解决了单洞双层大直径盾构隧道与双洞单层小直径盾构隧道的转换问题，同时，本发明的施工工序灵活，可实施性强，值得大范围推广。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种双层与单层盾构隧道间的转换结构的平面布置示意图；

图2是图1所示转换结构的纵断面布置示意图；

图3是本发明实施例提供的转换结构的大直径盾构隧道的横断面示意图；

图4是本发明实施例提供的转换结构的大直径盾构隧道工作井的横断面示意图；

图5是本发明实施例提供的转换结构的明挖隧道的横断面示意图；

图6是本发明实施例提供的转换结构的小直径盾构隧道工作井的横断面示意图；

图7是本发明实施例提供的转换结构的双洞单层小直径盾构隧道的横断面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1及图2，示出了本发明提供的一较佳实施例，一种双层与单层盾构隧道间的转换结构，包括单洞双层的大直径盾构隧道1、大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3、小直径盾构隧道工作井4以及小直径盾构隧道。其中，上述小直径盾构隧道包括分离的上层小直径盾构隧道5以及下层小直径盾构隧道6。

如图1及图2所示，大直径盾构隧道工作井2位于大直径盾构隧道1与明挖隧道3之间，小直径盾构隧道工作井4位于小直径盾构隧道与明挖隧道3之间。

具体的，请参见图4至图6，上述大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3、小直径盾构隧道工作井4均为钢筋混凝土框架结构，该钢筋混凝土框架结构包括第一顶板a

请参见图3，上述大直径盾构隧道1中设有第二中板b

大直径盾构隧道工作井2的第一中板b

上述明挖隧道3的上层隧道与下层隧道的纵坡不同，下层隧道结构净高为变值，在靠近大直径盾构隧道工作井2端为小值，在靠近小直径盾构隧道工作井4端为大值。明挖隧道3的下层隧道在靠近小直径盾构隧道工作井4的区段设有第二层中板b

小直径盾构隧道工作井4的第一顶板a

进一步的，上述大直径盾构隧道工作井2、小直径盾构隧道工作井4在连接盾构隧道处设临时封堵的端头墙，盾构隧道进出洞时将端头墙凿除，同时对各工作井的端头墙外侧一定范围的地基进行加固处理；下层小直径盾构隧道6先于上层小直径盾构隧道5施工。

在大直径盾构隧道工作井2的第一顶板a

本实施例还提供了上述转换结构的施工方法：

1、当大直径盾构隧道工作井2、小直径盾构隧道工作井4为接收井时，包括以下步骤：

S11、施工大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3以及小直径盾构隧道工作井4的基坑；

S12、处理大直径盾构隧道工作井2以及小直径盾构隧道工作井4的端头墙外侧地基；

S13、施工大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3、小直径盾构隧道工作井4的主体结构，并在大直径盾构隧道工作井2的第一顶板a

S14、根据盾构隧道施工进度确定两侧盾构机进洞时间，两侧盾构机进洞互不影响；

S15、大直径盾构机进洞时，按以下顺序施工：

大直径盾构机进洞—>拆除盾构机，并从大直径盾构隧道工作井2预留吊装孔处吊出—>大直径盾构设备吊出工作井后浇筑大直径盾构隧道工作井2的第一中板—>最后施工大直径盾构隧道工作井2的第一顶板a

S16、小直径盾构机进洞时，按以下顺序施工：

下层小直径盾构机进洞—>拆除层小直径盾构机，并从小直径盾构隧道工作井4预留吊装孔处吊出—>施工小直径盾构隧道工作井4的第一中板b

2、当大直径盾构隧道工作井2、小直径盾构隧道工作井4为始发井时，包括以下步骤：

S21、施工大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3、小直径盾构隧道工作井4的基坑；

S22、处理大直径盾构隧道工作井2以及小直径盾构隧道工作井4的端头墙外侧地基；

S23、施工大直径盾构隧道工作井2、明挖隧道3以及小直径盾构隧道工作井4的主体结构，并在所述大直径盾构隧道工作井2的第一顶板a1及小直径盾构隧道工作井4的第一顶板a1与第一中板b1处预留相应吊装孔，所述大直径盾构隧道工作井2的第一中板b1暂不浇筑；

S24、根据盾构隧道施工进度要求确定两侧盾构机出洞时间，两侧盾构机出洞互不影响；

S25、大直径盾构机出洞，按以下顺序施工：

从大直径盾构隧道工作井2处吊入大直径盾构机设备并组装完成—>大直径盾构机出洞—>大直径盾构隧道工作井2的第一中板b

S26、小直径盾构机出洞时，按以下顺序施工：

从小直径盾构隧道工作井4处吊入下层小直径盾构机设备并组装完成—>下层小直径盾构机出洞—>从小直径盾构隧道工作井4处吊入上层小直径盾构机设备并组装完成—>上层小直径盾构机出洞—>上层小直径盾构隧道5以及下层小直径盾构隧道6施工完成—>施工小直径盾构隧道工作井4第一中板b

容易理解的是，当大直径盾构隧道工作井2、小直径盾构隧道工作井4一个为始发井，一个为接收井时参照上述两种施工方法组合即可。

综上所述，本实施例解决了单洞双层大直径盾构隧道1与双洞单层小直径盾构隧道(上层小直径盾构隧道5以及下层小直径盾构隧道6)的转换问题，同时，本实施例的施工工序灵活，可实施性强，值得大范围推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。