CN114293994B - 上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构及施工方法，布设于待新建的新建隧道与最接近的既有隧道之间的上下交叠影响区内，或布设于待新建的新建隧道与其两侧接近的两条既有隧道之间的上下交叠影响区内，包括：沿上下交叠影响区的纵深方向依次间隔设置的刚性隔断层，刚性隔断层包括沿水平方向依次间隔设置且浇筑成型的刚性隔断桩。每层刚性隔断层的刚性隔断桩与既有隧道和新建隧道分别空间呈夹角相交。本发明竖向变形控制结构及施工方法，具有高效、实用的特点，安全、可靠的预防隧道上下交叠区既有运营隧道出现上浮、下沉等竖向变形病害，避免因变形导致的结构应力增加，以及变形处治导致的工期和经济损失。

Description

上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土及地下工程技术领域，特别地，涉及一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构。此外，本发明还涉及一种上述上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构的施工方法。

背景技术

随着城市轨道交通的建设，截止至2020年底，全国既有地铁运营里程6400余公里，在建地铁里程超5000公里，到2035年，全国规划建设完成轨道交通超30000公里，且各大城市也同时规划了大批市政道路隧道。由于城市浅层地下空间资源有限，随着地铁的陆续建设，新建隧道上跨/下穿既有隧道的情形将会越来越普遍，是各项地下工程建设的控制重点和难点。

目前，新建隧道上跨/下穿既有隧道施工主要采用增强既有隧道衬砌结构刚度，或采用袖阀管注浆加固周边地层形成大拱圈的方法等，进行既有隧道结构的变形控制。但以上方案的变形控制能力有限，加固范围分布不均，而且不能在既有结构变形超限后采取便利措施修正隧道变形，造成结构永久变形的产生，导致结构内长期留存次生应力，影响隧道结构耐久性和后续的安全运营。

发明内容

本发明提供了一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构及施工方法，以解决现有既有隧道结构变形控制方式存在的变形控制能力有限、加固范围分布不均，及不能在既有结构变形超限后采取便利措施修正隧道变形，从而造成结构永久变形产生的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，布设于待新建的新建隧道与最接近的既有隧道之间的上下交叠影响区内，或布设于待新建的新建隧道与其两侧接近的两条既有隧道之间的上下交叠影响区内，竖向变形控制结构包括：沿上下交叠影响区的纵深方向依次间隔设置的刚性隔断层，刚性隔断层包括沿水平方向依次间隔设置且浇筑成型的刚性隔断桩；每层刚性隔断层的刚性隔断桩与既有隧道和新建隧道分别空间呈夹角相交。

进一步地，最靠近既有隧道的刚性隔断层为临既有隧道侧刚性隔断层，临既有隧道侧刚性隔断层的中心与既有隧道之间的间距为1m～3m；临既有隧道侧刚性隔断层内相邻两根刚性隔断桩之间的中心间距为100cm～150cm。

进一步地，临既有隧道侧刚性隔断层的刚性隔断桩呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩的反向延长线相交于同一圆心O1点，并相邻两根刚性隔断桩之间的夹角为2°～3°；或者临既有隧道侧刚性隔断层的刚性隔断桩均匀间隔布设。

进一步地，最靠近新建隧道的刚性隔断层为临新建隧道侧刚性隔断层，位于临既有隧道侧刚性隔断层与临新建隧道侧刚性隔断层之间的刚性隔断层为中间刚性隔断层；中间刚性隔断层与临既有隧道侧刚性隔断层之间的中心间距、相邻中间刚性隔断层之间的中心间距、中间刚性隔断层与临新建隧道侧刚性隔断层之间的中心间距均为1m～2m；中间刚性隔断层内相邻两根刚性隔断桩之间的中心间距、临新建隧道侧刚性隔断层内相邻两根刚性隔断桩之间的中心间距均为80cm～120cm。

进一步地，临新建隧道侧刚性隔断层的刚性隔断桩呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩的反向延长线相交于同一圆心O2点，并相邻两根刚性隔断桩之间的夹角为2°～3°；中间刚性隔断层的刚性隔断桩呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩的反向延长线相交于同一圆心，并相邻两根刚性隔断桩之间的夹角为2°～3°。

进一步地，刚性隔断桩为由聚合物环氧树脂组合砂浆浇筑成型的旋喷桩，且旋喷桩的桩径为40cm～80cm。

进一步地，既有隧道的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第一隔断界线，新建隧道的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第二隔断界线；上下交叠影响区的横剖面呈平行四边形，由两条第一隔断界线和两条第二隔断界线相交形成。

根据本发明的另一方面，还提供了一种既有隧道竖向变形控制结构的施工方法，用于施工出如上述中任一项的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，包括以下步骤：确定新建隧道与既有隧道之间的上下交叠影响区，并设计刚性隔断层的钻孔布置方案；确定刚性隔断层地面施工区及钻孔实施点；钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩。

进一步地，步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩”中，成型每层刚性隔断层时，具体包括以下步骤：采用可转向钻孔设备钻打出第一个桩孔；对第一个桩孔进行旋喷注浆以形成第一根刚性隔断桩；采用可转向钻孔设备钻打出第二个桩孔；对第二个桩孔进行旋喷注浆以形成第二根刚性隔断桩；以此类推，直至完成该刚性隔断层的所有刚性隔断桩的成型。

进一步地，步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩”中，在钻孔路径及上下交叠影响区内分别布置钻孔信号源装置；步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩”中，先实施临新建隧道侧刚性隔断层的施工，后实施临既有隧道侧刚性隔断层的施工。

本发明具有以下有益效果：

本发明为新建隧道上跨/下穿既有运营隧道施工，提供了一种预防新建隧道上跨或下穿既有隧道施工导致既有隧道产生竖向变形的控制结构，当新建隧道位于两条既有隧道之间时，新建隧道两侧与相邻侧的既有隧道之间均设有本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，当新建隧道位于既有隧道的某一侧时，仅在新建隧道与相邻侧的既有隧道之间设置本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构；当新建隧道下穿/上跨既有隧道时，由于多层刚性隔断层的阻隔，新建隧道掌子面施工导致的围岩体应力变化被阻隔在刚性隔断层下，既有隧道周边的岩土体应力环境不发生变化，从而避免了因新建隧道施工导致的既有隧道发生沉降或上浮变形，进而保证既有隧道的正常运营、保证隧道结构及运营安全；本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，具有高效、实用的特点，安全、可靠的预防隧道上下交叠区既有运营隧道出现上浮、下沉等竖向变形病害，避免因变形导致的结构应力增加，以及变形处治导致的工期和经济损失，增强了结构的耐久性；

采用本发明的施工方法施工上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构时，施工操作简单、容易实施；施工出的多层刚性隔断层形成对应力的有效阻隔，新建隧道掌子面施工导致围岩体应力变化被阻隔在刚性隔断层下，既有隧道周边的岩土体应力环境不发生变化，从而避免了因新建隧道施工导致的既有隧道发生沉降或上浮变形，进而保证既有隧道的正常运营、保证隧道结构及运营安全；施工出的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，具有高效、实用的特点，安全、可靠的预防隧道上下交叠区既有运营隧道出现上浮、下沉等竖向变形病害，避免因变形导致的结构应力增加，以及变形处治导致的工期和经济损失，增强了结构的耐久性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是隧道上下交叠区域布置图；

图2是刚性隔断层布置区域；

图3是刚性隔断层内刚性隔断桩的平面布置图；

图4是本发明优选实施例的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构立面布置示意图；

图5是刚性隔断层实施方案平面布置图；

图6是刚性隔断层实施方案立面布置图。

图例说明

10、既有隧道；12、上下隧道交叠区；20、新建隧道；30、上下交叠影响区；31、第一隔断界线；32、第二隔断界线；40、临既有隧道侧刚性隔断层；50、临新建隧道侧刚性隔断层；60、刚性隔断桩；70、可转向钻孔设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图4，本发明的优选实施例提供了一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，布设于待新建的新建隧道20与最接近的既有隧道10之间的上下交叠影响区30内，或布设于待新建的新建隧道20与其两侧接近的两条既有隧道10之间的上下交叠影响区30内，竖向变形控制结构包括：沿上下交叠影响区30的纵深方向依次间隔设置的刚性隔断层，刚性隔断层包括沿水平方向依次间隔设置且浇筑成型的刚性隔断桩60。每层刚性隔断层的刚性隔断桩60与既有隧道10和新建隧道20分别空间呈夹角相交。

本发明为新建隧道上跨/下穿既有运营隧道施工，提供了一种预防新建隧道上跨或下穿既有隧道施工导致既有隧道产生竖向变形的控制结构，当新建隧道20位于两条既有隧道10之间时，新建隧道20两侧与相邻侧的既有隧道10之间均设有本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，当新建隧道20位于既有隧道10的某一侧时，仅在新建隧道20与相邻侧的既有隧道10之间设置本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构；当新建隧道20下穿/上跨既有隧道10时，由于多层刚性隔断层的阻隔，新建隧道20掌子面施工导致的围岩体应力变化被阻隔在刚性隔断层下，既有隧道10周边的岩土体应力环境不发生变化，从而避免了因新建隧道20施工导致的既有隧道10发生沉降或上浮变形，进而保证既有隧道10的正常运营、保证隧道结构及运营安全；本发明的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，具有高效、实用的特点，安全、可靠的预防隧道上下交叠区既有运营隧道出现上浮、下沉等竖向变形病害，避免因变形导致的结构应力增加，以及变形处治导致的工期和经济损失，增强了结构的耐久性。

可选地，如图4所示，最靠近既有隧道10的刚性隔断层为临既有隧道侧刚性隔断层40。临既有隧道侧刚性隔断层40的中心与既有隧道10之间的间距为1m～3m。根据地质条件的不同，临既有隧道侧刚性隔断层40的中心与既有隧道10之间的间距也不同，当既有隧道10外周地质条件较松散时，则临既有隧道侧刚性隔断层40的中心与既有隧道10之间的间距较小，反之，两者之间的间距则较大；总之，临既有隧道侧刚性隔断层40的中心与既有隧道10之间的间距以刚性隔断桩60施工时不对既有隧道10产生影响为准，且施工出的临既有隧道侧刚性隔断层40同时对既有隧道10进行较好的支撑、隔断。

可选地，如图3和图4所示，临既有隧道侧刚性隔断层40内相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距为100cm～150cm。由于刚性隔断桩60施工时，需先钻孔，然后再进行水泥砂浆的喷注形成刚度较大的刚性隔断桩60，故而为避免钻孔时，对相邻刚性隔断桩60产生影响，故而相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距不宜小于100cm；同时，为增强临既有隧道侧刚性隔断层40的整体结构强度及抵抗岩土体变形的承载能力，相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距也不宜大于150cm。

本可选方案中，临既有隧道侧刚性隔断层40的第一实施例，如图5所示，临既有隧道侧刚性隔断层40的刚性隔断桩60呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心O₁点，并相邻两根刚性隔断桩60之间的夹角为2°～3°。由于刚性隔断桩60沿水平方向延伸布设，故而钻孔时需采用可转向的可转向钻孔设备进行钻孔，首先向下钻孔，然后逐渐倾斜变成水平钻孔，为降低钻孔难度，使刚性隔断桩钻孔所需占用面积小，本可选方案中，使临既有隧道侧刚性隔断层40中各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心O₁点，从而使施作刚性隔断桩60所需占地面积小，容易进行，且该圆心O₁位于既有隧道10和新建隧道20的水平投影外，避免刚性隔断桩60施工对既有隧道10和新建隧道20产生影响。

本可选方案中，临既有隧道侧刚性隔断层40的第二实施例，图未示，临既有隧道侧刚性隔断层40的刚性隔断桩60均匀间隔布设。临既有隧道侧刚性隔断层40的该种结构设置方式，使其整体结构强度更均匀，更进一步提高抵抗岩土体变形的承载能力。

可选地，如图4所示，最靠近新建隧道20的刚性隔断层为临新建隧道侧刚性隔断层50，位于临既有隧道侧刚性隔断层40与临新建隧道侧刚性隔断层50之间的刚性隔断层为中间刚性隔断层。中间刚性隔断层与临既有隧道侧刚性隔断层40之间的中心间距、相邻中间刚性隔断层之间的中心间距、中间刚性隔断层与临新建隧道侧刚性隔断层50之间的中心间距均为1m～2m。根据地质条件的不同，中间刚性隔断层与临既有隧道侧刚性隔断层40之间的中心间距、相邻中间刚性隔断层之间的中心间距、中间刚性隔断层与临新建隧道侧刚性隔断层50之间的中心间距均不同，当地质条件较松散时，则两两之间的中心间距较小，反之，两两之间的中心间距则较大。在其它实施例中，刚性隔断层仅包括临既有隧道侧刚性隔断层40和临新建隧道侧刚性隔断层50；或者刚性隔断层不仅包括两侧的临既有隧道侧刚性隔断层40和临新建隧道侧刚性隔断层50，且还包括位于两者之间的若干依次间隔布设的中间刚性隔断层。

可选地，如图3和图4所示，中间刚性隔断层内相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距、临新建隧道侧刚性隔断层50内相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距均为80cm～120cm。同样的，由于刚性隔断桩60施工时，需先钻孔，然后再进行水泥砂浆的喷注形成刚度较大的刚性隔断桩60，故而为避免钻孔时，对相邻刚性隔断桩60产生影响，故而中间刚性隔断层或临新建隧道侧刚性隔断层50内相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距不宜小于80cm；同时，为增强中间刚性隔断层和临新建隧道侧刚性隔断层50的整体结构强度及抵抗岩土体变形的承载能力，相邻两根刚性隔断桩60之间的中心间距也不宜大于120cm。

本可选方案中，临新建隧道侧刚性隔断层50的第一实施例，如图5所示，临新建隧道侧刚性隔断层50的刚性隔断桩60呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心O₂点，并相邻两根刚性隔断桩60之间的夹角为2°～3°。同样的，中间刚性隔断层的刚性隔断桩60呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心，并相邻两根刚性隔断桩60之间的夹角为2°～3°。由于刚性隔断桩60沿水平方向延伸布设，故而钻孔时需采用可转向的可转向钻孔设备进行钻孔，首先向下钻孔，然后逐渐倾斜变成水平钻孔，为降低钻孔难度，使刚性隔断桩钻孔所需占用面积小，本可选方案中，使临新建隧道侧刚性隔断层50中各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心O₂点，且中间刚性隔断层中各刚性隔断桩60的反向延长线相交于同一圆心，从而使施作刚性隔断桩60所需占地面积小，容易进行，且该圆心O₂位于既有隧道10和新建隧道20的水平投影外，避免刚性隔断桩60施工对既有隧道10和新建隧道20产生影响。

本可选方案中，临新建隧道侧刚性隔断层50和中间刚性隔断层两者的第二实施例，图未示，临新建隧道侧刚性隔断层50的刚性隔断桩60、中间刚性隔断层的刚性隔断桩60分别均匀间隔布设。临新建隧道侧刚性隔断层50和中间刚性隔断层两者的该种结构设置方式，使其整体结构强度更均匀，更进一步提高抵抗岩土体变形的承载能力。

可选地，本发明中，刚性隔断桩60为由聚合物环氧树脂组合砂浆浇筑成型的旋喷桩，且旋喷桩的桩径为40cm～80cm。旋喷桩桩体所用砂浆采用具有高抗折强度的聚合物环氧树脂组合砂浆，增强刚性隔断层抵抗岩土体变形的承载能力。

可选地，如图1、图2和图4所示，既有隧道10的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第一隔断界线31，新建隧道20的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第二隔断界线32。上下交叠影响区30的横剖面呈平行四边形，由两条第一隔断界线31和两条第二隔断界线32相交形成。本可选方案中，既有隧道10的两条隧道轮廓线分别外移1m～3m形成两条第一隔断界线31，且新建隧道20的两条隧道轮廓线分别外移1m～3m形成两条第二隔断界线32，即使上下隧道交叠区12向外扩展形成上下交叠影响区30，增大竖向变形控制结构的布置面积，进而提高隔断效果，有效避免因新建隧道20施工导致的既有隧道10发生沉降或上浮变形，进而保证既有隧道10的正常运营、保证隧道结构及运营安全。

参照图4和图6，本发明的优选实施例还提供了一种既有隧道竖向变形控制结构的施工方法，用于施工出如上述中任一项的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，包括以下步骤：

确定新建隧道20与既有隧道10之间的上下交叠影响区30，并设计刚性隔断层的钻孔布置方案；

确定刚性隔断层地面施工区及钻孔实施点；

钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩60。

采用本发明的施工方法施工上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构时，施工操作简单、容易实施；施工出的多层刚性隔断层形成对应力的有效阻隔，新建隧道20掌子面施工导致围岩体应力变化被阻隔在刚性隔断层下，既有隧道10周边的岩土体应力环境不发生变化，从而避免了因新建隧道20施工导致的既有隧道10发生沉降或上浮变形，进而保证既有隧道10的正常运营、保证隧道结构及运营安全；施工出的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，具有高效、实用的特点，安全、可靠的预防隧道上下交叠区既有运营隧道出现上浮、下沉等竖向变形病害，避免因变形导致的结构应力增加，以及变形处治导致的工期和经济损失，增强了结构的耐久性。

可选地，确定新建隧道20与既有隧道10之间的上下交叠影响区30时，根据新建隧道20及既有隧道10的尺寸、交叠角度θ、两者竖向净距、结构型式等参数，设计刚性隔断层的钻孔布置方案，使刚性隔断层的钻孔布置方案与实际情形相结合，进而提高施工出的竖向变形控制结构的合理性，提高竖向变形控制结构的作用效果。

可选地，确定刚性隔断层地面施工区及钻孔实施点时，根据可转向钻孔设备的机械参数及项目周边的环境条件确定，使刚性隔断层的施工与实际情形相结合，进而降低施工难度，提高施工效率。

可选地，步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩60”中，成型每层刚性隔断层时，具体包括以下步骤：

采用可转向钻孔设备钻打出第一个桩孔；

对第一个桩孔进行旋喷注浆以形成第一根刚性隔断桩60；

采用可转向钻孔设备钻打出第二个桩孔；

对第二个桩孔进行旋喷注浆以形成第二根刚性隔断桩60；

以此类推，直至完成该刚性隔断层的所有刚性隔断桩60的成型。

具体地，采用上述施工步骤施工每层刚性隔断层时，可有效降低刚性隔断层施工对周围岩土体及项目周边环境的影响，提高施工安全性，且不影响既有隧道10的正常运行。优选地，刚性隔断桩60应在浆液初凝后间隔实施，即将每层的刚性隔断桩60分成依次排布的第1根、第2根、第3根、……、第n根(n为偶数)，则施工时，按照第1根、第3根、第5根、……、第n-1根、第2根、第4根、第6根、……、第n根的顺序依次进行。

可选地，如图6所示，步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩60”中，在钻孔路径及上下交叠影响区30内分别布置钻孔信号源装置，保证钻孔的方向和深度，并避免串孔。钻孔操作时，通过可转向钻孔设备70进行竖向转水平向的钻孔实施，由于钻孔密集，需在每孔的钻孔路径及上下交叠影响区30内分别设置钻孔信号源装置，以控制钻孔的方向和深度。

可选地，步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩60”中，先实施临新建隧道侧刚性隔断层50的施工，后实施临既有隧道侧刚性隔断层40的施工。先实施远离既有隧道10的临新建隧道侧刚性隔断层50的施工，后实施靠近既有隧道10的临既有隧道侧刚性隔断层40的施工方式，使先施工的临新建隧道侧刚性隔断层50对既有隧道10外周岩土体进行加固和应力隔断，且远离的临新建隧道侧刚性隔断层50的施工对既有隧道10的影响较小，从而可有效保护既有隧道10，防止刚性隔断层施工对既有隧道10产生影响。

可选地，当刚性隔断层浆液凝固达到设计强度后，再进行新建隧道20穿越与既有隧道10形成的上下交叠影响区。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，其特征在于，布设于待新建的新建隧道（20）与最接近的既有隧道（10）之间的上下交叠影响区（30）内，或布设于待新建的新建隧道（20）与其两侧接近的两条既有隧道（10）之间的上下交叠影响区（30）内，其中，所述既有隧道（10）的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第一隔断界线（31），所述新建隧道（20）的两条隧道轮廓线分别外移形成两条第二隔断界线（32），所述上下交叠影响区（30）的横剖面呈平行四边形，由两条所述第一隔断界线（31）和两条所述第二隔断界线（32）相交形成，竖向变形控制结构包括：

沿所述上下交叠影响区（30）的纵深方向依次间隔设置的刚性隔断层，所述刚性隔断层包括沿水平方向依次间隔设置且浇筑成型的刚性隔断桩（60）；

每层所述刚性隔断层的所述刚性隔断桩（60）与所述既有隧道（10）和所述新建隧道（20）分别空间呈夹角相交；

最靠近既有隧道（10）的刚性隔断层为临既有隧道侧刚性隔断层（40）；临既有隧道侧刚性隔断层（40）的刚性隔断桩（60）呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩（60）的反向延长线相交于同一圆心O₁点，该圆心O₁位于既有隧道（10）和新建隧道（20）的水平投影外，并相邻两根刚性隔断桩（60）之间的夹角为2°～3°；

最靠近新建隧道（20）的刚性隔断层为临新建隧道侧刚性隔断层（50），位于临既有隧道侧刚性隔断层（40）与临新建隧道侧刚性隔断层（50）之间的刚性隔断层为中间刚性隔断层；临新建隧道侧刚性隔断层（50）的刚性隔断桩（60）呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩（60）的反向延长线相交于同一圆心O₂点，该圆心O₂位于既有隧道（10）和新建隧道（20）的水平投影外，并相邻两根刚性隔断桩（60）之间的夹角为2°～3°；同样的，中间刚性隔断层的刚性隔断桩（60）呈辐射状依次间隔布设，且各刚性隔断桩（60）的反向延长线相交于同一圆心，并相邻两根刚性隔断桩（60）之间的夹角为2°～3°。

2.根据权利要求1所述的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，其特征在于，

所述临既有隧道侧刚性隔断层（40）的中心与所述既有隧道（10）之间的间距为1m～3m；

所述临既有隧道侧刚性隔断层（40）内相邻两根刚性隔断桩（60）之间的中心间距为100cm～150cm。

3.根据权利要求2所述的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，其特征在于，

所述中间刚性隔断层与所述临既有隧道侧刚性隔断层（40）之间的中心间距、相邻所述中间刚性隔断层之间的中心间距、所述中间刚性隔断层与所述临新建隧道侧刚性隔断层（50）之间的中心间距均为1m～2m；

所述中间刚性隔断层内相邻两根刚性隔断桩（60）之间的中心间距、所述临新建隧道侧刚性隔断层（50）内相邻两根刚性隔断桩（60）之间的中心间距均为80cm～120cm。

4.根据权利要求1所述的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，其特征在于，

所述刚性隔断桩（60）为由聚合物环氧树脂组合砂浆浇筑成型的旋喷桩，且所述旋喷桩的桩径为40cm～80cm。

5.一种既有隧道竖向变形控制结构的施工方法，其特征在于，用于施工出如权利要求1-4中任一项所述的上下交叠隧道施工时既有隧道竖向变形控制结构，包括以下步骤：

确定新建隧道（20）与既有隧道（10）之间的上下交叠影响区（30），并设计刚性隔断层的钻孔布置方案；

确定刚性隔断层地面施工区及钻孔实施点；

钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩（60）。

6.根据权利要求5所述的既有隧道竖向变形控制结构的施工方法，其特征在于，

步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩（60）”中，成型每层刚性隔断层时，具体包括以下步骤：

采用可转向钻孔设备钻打出第一个桩孔；

对第一个桩孔进行旋喷注浆以形成第一根刚性隔断桩（60）；

采用可转向钻孔设备钻打出第二个桩孔；

对第二个桩孔进行旋喷注浆以形成第二根刚性隔断桩（60）；

以此类推，直至完成该刚性隔断层的所有刚性隔断桩（60）的成型。

7.根据权利要求5所述的既有隧道竖向变形控制结构的施工方法，其特征在于，

步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩（60）”中，在钻孔路径及上下交叠影响区（30）内分别布置钻孔信号源装置；

步骤“钻孔并浇筑成型出每层刚性隔断层的刚性隔断桩（60）”中，先实施临新建隧道侧刚性隔断层（50）的施工，后实施临既有隧道侧刚性隔断层（40）的施工。

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