本发明涉及隧道施工的，特别是一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法。
背景技术：
1、随着我国城市地下空间建设持续发展，隧道下穿城市道路及桥梁的工程日益增多。隧道下穿既有结构物施工时，对于隧道自身施工的安全性和被穿越结构物的稳定性均会带来较大的影响。
2、尤其是当隧道断面大，埋深超浅，围岩级别较差时，通常会选择双侧壁导坑法进行开挖。
3、该双侧壁导坑法将隧道分为左中右三个导坑循环，两侧导坑错距依次先行，同时导坑内进一步划分多台阶循环开挖，这种方法原理是通过将大断面划分为多个小断面，减小对围岩扰乱。
4、然而现有技术中，该方法导坑同时开挖通常需要各导坑间距错开至少30m，各导坑内台阶也存在一定的间距，因此隧道起始开挖部室与最后开挖部室距离非常远，而城市浅埋暗挖隧道段长度通常较短，便存在左导坑上台阶已贯通，而中导坑下台阶才开挖的情况，会导致隧道初期支护封闭成环时间被拉长，施工效率低下，极大影响了隧道及围岩整体稳定性，也势必会造成被穿越结构物的安全性。
5、因此本发明专利提出一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，有效解决了上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种城市大断面超浅埋暗挖隧道快速近接施工方法，可使得隧道覆土地层自稳能力有效提升，确保隧道近接施工下的安全性，有效缩短施工工期的优点。
2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
3、一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，包括如下步骤：
4、s1、施工准备；
5、s2、超前大管棚施作；
6、s3、桥桩加固注浆；对隧道开挖影响范围内的桥桩的承台四周进行加固注浆；
7、s4、全断面帷幕注浆或地表注浆+洞内补偿注浆；
8、当隧道掌子面沿隧道纵向方向与桥桩的距离l大于3m时，采用全断面帷幕注浆对隧道周围土体进行加固，反之，采用地表注浆对隧道周围土体进行加固，并依据隧道开挖情况进行洞内补偿注浆；
9、s5、隧道开挖，并根据隧道长度执行多个循环的步骤s4和多个循环的步骤s2；所述隧道开挖时将隧道分为左中右三个导坑，左右两侧导坑错距依次先行，同时导坑内进一步划分多台阶循环开挖；隧道开挖过程分为先从远离桥桩的远端导坑进行开挖，再对靠近桥桩的近端导坑开挖，然后中间导坑开挖，同时各导坑的台阶开挖0.5-1m后立即进行初期支护以及施作临时支撑；当隧道变形位移程度逐渐收敛后拆除临时支撑，保留初期支护，施作仰拱，保持二次衬砌紧跟。
10、进一步的，所述步骤s5中的施工顺序如下：
11、s51、先开挖远端导坑，上、中台阶一起开挖，每开挖0.5m后施作初期支护与临时支撑，开挖3m后暂停；
12、s52、开挖远端导坑下台阶，循环进尺1m，每开挖1m后施作初期支护与临时支撑，开挖3m后，远端导坑开挖段均封闭成环，暂停远端导坑施工；
13、s53、开挖近端导坑，上、中台阶一起开挖，每开挖0.5m后施作初期支护与临时支撑，开挖3m后暂停；
14、s54、开挖近端导坑下台阶，循环进尺1m，每开挖1m后施作初期支护与临时支撑，开挖3m后，近端导坑开挖段均封闭成环，暂停近端导坑施工；
15、s55、开挖中导坑上台阶，循环进尺0.5m，每开挖0.5m后施作初期支护，开挖3m后暂停；
16、s56、开挖中导坑中台阶，循环进尺0.5m，开挖3m后暂停；
17、s57、开挖中导坑下台阶，循环进尺0.5m，每开挖0.5m后施作初期支护，开挖3m后暂停，隧道开挖段3m已封闭成环；
18、重复上述步骤，待初期支护变形收敛不超过0.2mm/d时拆除临时支撑；对临时支撑进行隔三拆一，同时观察隧道变形量及变形速率，当24h内隧道变形量及变形速率在不超过0.2mm/d时，采取隔一拆一的方法拆除剩余临时支撑；
19、每次临时支撑拆除的纵向长度为隧道二衬模板台车的长度，拆除完成后及时施做仰拱、仰拱填充、二次衬砌。
20、进一步的，所述步骤s3中包括如下步骤：
21、s31、注浆试验
22、桥桩加固注浆注浆施工前分别取若干个孔进行注浆试验，验证注浆浆液扩散半径、注浆终压、浆液凝固时间、浆液配合比、浆液单孔设计量及固土体半径是否合理，确定压浆的施工工艺、技术参数和检验效果；经试验验证合理后，方可按所选的参数进行注浆控制；
23、s32、确定注浆范围
24、先确定隧道下穿影响范围内的高架桥桩的数量；对桥桩距离隧道开挖轮廓线的水平直线距离小于1.5倍洞径的桥梁桩基进行注浆加固，该洞径指隧道内轮廓断面的最大宽度；
25、s33、钻孔
26、在每个承台周边布设两排注浆孔，第一排注浆孔距离承台边线80～100cm，第二排注浆孔与第一排注浆孔交错布置，相邻注浆孔间距为50～100cm；注浆孔开孔直径不小于100mm，终孔直径不小于60mm；其中，靠近隧道开挖轮廓线侧的承台侧的注浆孔间距按照50～80cm布设，其他承台侧钻孔间距按照80～100cm布设；
27、s34、注浆
28、并且采用后退式注浆，钻孔注浆一体化，高架桥桥桩承台四周2m范围采用水泥浆注浆加固，注浆深度覆盖隧道高度；注浆先周边后中间，承台周边对称注浆。
29、进一步的，所述步骤s4中，采用全断面帷幕注浆时，全断面帷幕注浆每一循环注浆长度为15m，开挖12m，注浆搭接为3m，注浆扩散半径为0.7m，注浆孔间距为0.8m，注浆孔数量根据隧道断面大小确定，注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm，孔口管采用热轧无缝钢管，孔口管借助锚固剂埋设牢固，并在孔口管焊接止浆阀；隧道开挖轮廓线内注浆材料采用纯水泥浆，隧道开挖轮廓线外采用水泥-水玻璃双浆液；帷幕注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外3m，形成止水帷幕。
30、进一步的，第一循环管棚施作完成后进行第一循环全断面帷幕注浆时，注浆前确保掌子面齐平，挂网喷浆封闭掌子面，进行上下台阶全断面帷幕注浆，注浆孔数量根据隧道断面大小确定；后续循环的全断面帷幕注浆施工根据相应导坑开挖至对应里程段后进行，各导坑开挖至注浆里程后，掌子面挂喷射混凝土初喷作为止浆墙。
31、进一步的，所述步骤s4中，采用地表注浆+洞内补偿注浆时，地表注浆在隧道上方地表处进行注浆，地表注浆宽度为隧道开挖轮廓线向外3m的范围，注浆深度为隧道仰拱底下2m，注浆孔布孔间距为1.5m梅花形设置，注浆扩散半径按0.8m计算；注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆；洞内补偿注浆在隧道的左右导坑下台阶处进行注浆，洞内补偿注浆的注浆宽度为轮廓线向外3m，注浆深度为仰拱底下2m，布孔间距为1.5m，注浆扩散半径按0.8m计算；其中左右导坑开挖后两者之间形成临时中隔壁，靠近临时中隔壁方向的孔往中导坑斜向下方向注浆；靠近掌子面的孔往掌子面方向斜向下注浆；注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆。
32、进一步的，所述步骤s1的施工准备中，执行如下操作：
33、s11、预定位置下挖基坑，在基坑顶面四周设截水沟，拦截地表水，防止地表水流入基坑内和冲刷边坡；基坑内设置排水沟，隔100m设置集水坑，集水坑内配备水泵，防止坑内积水；
34、s12、管线改迁，若城市内隧道下穿路面施工区域内存在市政管线，将管线改迁至施工区域以外；
35、s13、交通组织，在施工区域地表设置警示牌及围挡，限制重载车辆通过，关闭路口红路灯。
36、进一步的，所述步骤s2的超前大管棚施作，执行如下操作步骤：
37、s21、施作套拱
38、在隧道开挖起始断面处施作套拱，为第一循环管棚的导向墙，套拱内设4榀工字钢，纵向间隔，架设前对基底进行夯实加固，套拱基底承载力应大于250kpa，否则增设混凝土扩大基础，各工字钢纵向采用钢筋连接形成拱架，并焊接牢固；沿着拱架设置若干导向管，导向管仰角2°，方向与隧道开挖方向的中轴线平行，导向管与拱架之间采用钢筋焊接牢固，防止浇筑套拱混凝土时产生位移；套拱模板采用厚木板搭设，底模板下方采用3榀工字钢形成钢支撑，两侧对称浇筑套拱混凝土以免产生偏压而使导向墙横断面中心及标高不对；在套拱处预留隧道中间的核心土，在核心土上采用圆木方支撑底模；
39、并且第二循环时，隧道已经开挖一定距离，则在洞内扩挖形成管棚工作室，提供第二循环超前大管棚钻设的作业空间；
40、s22、钻孔
41、钻孔作业前先在导向墙及管棚工作室做好孔号标记，先钻单号孔，单号孔安装钢花管注浆后再打双号孔，双号孔钻孔时检查单号孔的注浆质量；为了防止钻孔作业过程中坍孔，钻孔作业采用跟管钻进，第一循环管棚外插角为 2°，第二、第三循环管棚外插角为6°；钻头直径大于导向管；钻孔完进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔；
42、s23、注浆
43、孔钻好后进行注浆，注浆前应先进行注浆现场试验，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定；确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆注浆结束后及时清除管内浆液，并用水泥砂浆充填密实。
44、采用上述技术方案后，通过动态注浆方法，针对不同施工情况调整注浆模式，有效保障隧道近接施工下的安全性。针对城市大断面超浅埋暗挖隧道需要下穿城市桥梁的情况，预先对桥桩加固注浆，提高施工范围内的土层稳定性，并且当隧道掌子面沿隧道纵向方向距离桥桩3m以外时，采用全断面帷幕注浆对隧道周围土体进行加固，以提高施工安全性。而当隧道掌子面沿隧道纵向方向距离桥桩3m以内时，为防止全断面帷幕注浆对周围桥桩产生较为显著的水平挤压效应，导致桥桩附加应力较大，因此改为地表注浆，由于地表注浆对较深层处的土体加固效果不佳，由此，当隧道在开挖过程中，依据隧道下台阶开挖情况在进行洞内补偿注浆，以此实现良好的加固效果，提高施工安全性。
45、并且，本方案中的隧道开挖过程中，通过动态注浆方法，将隧道开挖区域土体参数显著提高，减弱了双侧壁导坑法各开挖部室之间的影响，进而大大减小隧道导坑及导坑内台阶错距，这样不仅能够加快施工进度，减少后行导坑开挖等待时间，并且有效增大了隧道机械施工作业空间，进一步加快隧道施工效率，有效缩短施工工期。同时，隧道初期支护能够较早成环，充分发挥初期支护承载能力，维护隧道施工安全性和稳定性，同时充分保障了地表交通不中断，具有显著的社会经济价值。
1.一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：
3. 根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：所述步骤s3中包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：所述步骤s4中，采用全断面帷幕注浆时，全断面帷幕注浆每一循环注浆长度为15m，开挖12m，注浆搭接为3m，注浆扩散半径为0.7m，注浆孔间距为0.8m，注浆孔数量根据隧道断面大小确定，注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm，孔口管采用热轧无缝钢管，孔口管借助锚固剂埋设牢固，并在孔口管焊接止浆阀；隧道开挖轮廓线内注浆材料采用纯水泥浆，隧道开挖轮廓线外采用水泥-水玻璃双浆液；帷幕注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外3m，形成止水帷幕。
5.根据权利要求4所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：第一循环管棚施作完成后进行第一循环全断面帷幕注浆时，注浆前确保掌子面齐平，挂网喷浆封闭掌子面，进行上下台阶全断面帷幕注浆，注浆孔数量根据隧道断面大小确定；后续循环的全断面帷幕注浆施工根据相应导坑开挖至对应里程段后进行，各导坑开挖至注浆里程后，掌子面挂喷射混凝土初喷作为止浆墙。
6.根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：所述步骤s4中，采用地表注浆+洞内补偿注浆时，地表注浆在隧道上方地表处进行注浆，地表注浆宽度为隧道开挖轮廓线向外3m的范围，注浆深度为隧道仰拱底下2m，注浆孔布孔间距为1.5m梅花形设置，注浆扩散半径按0.8m计算；注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆；洞内补偿注浆在隧道的左右导坑下台阶处进行注浆，洞内补偿注浆的注浆宽度为轮廓线向外3m，注浆深度为仰拱底下2m，布孔间距为1.5m，注浆扩散半径按0.8m计算；其中左右导坑开挖后两者之间形成临时中隔壁，靠近临时中隔壁方向的孔往中导坑斜向下方向注浆；靠近掌子面的孔往掌子面方向斜向下注浆；注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆。
7.根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：所述步骤s1的施工准备中，执行如下操作：
8. 根据权利要求1所述的一种城市大断面超浅埋暗挖隧道近接快速施工方法，其特征在于：所述步骤s2的超前大管棚施作，执行如下操作步骤：
