0690北京城铁暗挖区间隧道穿越楼群关键施工技术Word文件下载.docx
- 文档编号:14542076
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:5
- 大小:19.60KB
0690北京城铁暗挖区间隧道穿越楼群关键施工技术Word文件下载.docx
《0690北京城铁暗挖区间隧道穿越楼群关键施工技术Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《0690北京城铁暗挖区间隧道穿越楼群关键施工技术Word文件下载.docx(5页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第3节修正支护参数、改进隧道施工工艺6
第五章技术措施的应用效果及分析7
第1节地表下沉监测结果及分析7
第2节楼房基础沉降观测结果及分析8
第六章结论8
第一章
引言
北京西直门至东直门的城市铁路是北京市规划的第13号快速轨道交通线,全长约40km,其中和平里至东直门为地下段,采用暗挖施工。
该区段是13号线的控制工程,能否顺利修通将直接影响到全线是否能够如期通车。
中铁隧道集团承担的第14标段周围条件极为复杂,尤其是要近距离穿越两栋高层居民楼,在复杂地质环境下隧道施工必须确保居民楼的绝对安全,而且必须做到施工期间不扰民,因此,安全保障措施必须要绝对可靠,这对施工技术也提出了更高的要求。
第二章工程概况
第1节工程地质及水文地质条件
第14标段主要由人工杂填土、第四纪沉积层和圆砾层组成。
杂填土厚度为0.15~1.00m,最大厚度为4.2m;
第四纪沉积层厚度为0.5~18.7m,圆砾层最大厚度为3m;
粉细砂层稍密~中密,饱和,厚度为2.9m;
以下为粘土层。
该标段范围内,上层滞水水位埋深4.0m左右;
潜水水位埋深在地面下7.5m,高出隧道开挖拱顶;
承压水水位埋深18.8m,位于隧道铺底以下0.5m,对隧道施工无影响。
区间隧道在粘质粉土和粉细砂地层中穿过,上层滞水和潜水已进入隧道断面。
第2节周围环境状况
北京城市铁路东直门地下区间为双跨连拱隧道,采用浅埋暗挖中洞法施工。
典型断面开挖宽度为12.05m,开挖高度为7.397m,支护形式为复合式衬砌。
区间隧道在里程K39+505~K39+585之间,从两栋Y形高层居民楼中间下穿。
两座高层楼房地面以上22层、66m高,地下两层,楼房基础为现浇钢筋混凝土箱型基础(无桩基),箱型基础持力层为2.7m厚的换填级配砂石,暗挖隧道外轮廓线距楼房基础水平距离最小为1.6m。
隧道与高层楼群地平面及剖面关系
分别如图1、图2所示。
图1楼房与区间隧道的平面位置关系
图2楼房与区间隧道的剖面位置关系
第三章区间隧道施工及其对楼群的影响
由于暗挖隧道开挖跨度达12m,覆土仅为1倍洞径左右(7~12m),上覆地层难以形成承载拱,上覆土柱荷载较大。
设计采用中洞法施工,工况要求中隔墙形成承载能力后,方可进行侧洞开挖,最后施作侧洞衬砌形成双连拱结构。
由于区间隧道两侧为不对称布置,基础持力层位于隧道拱腰部位,楼房静载和静载偏压可能对隧道施工安全和结构安全构成威胁。
区间隧道采用双连拱隧道施工对高层居民楼安全是不利的,主要表现在:
(1)区间隧道为双连拱结构,采用中洞法施工,施工步序多加之需降水,造成对楼房基础地层的多次扰动,如没有稳妥可靠的技术措施保证,叠加后可能产生超量的不均匀沉降,给楼房的安全带来致命的危害。
(2)区间双连拱隧道中洞、侧洞为瘦高型结构,在初支施工过程中随着开挖在楼房静载作用下土层应力释放,引起的土体水平位移,使楼房基础产生不均匀沉降。
(3)相邻地段的监测表明,仅中洞通过后最大累计沉降量即为73.2mm,距中洞6.0m范围内地表沉降量均在40mm以上,沉降曲线拐点距中洞中线79.7m。
类比可知高层居民楼区域中洞施工引起地表沉降量可达23mm,沉降曲率为3.8%。
可见,若不采取可靠的措施,将对楼房造成较大危害。
第四章主要技术对策及施工方案
第1节采用导洞、隔离桩方法确保楼房基础安全
为确保楼房的绝对安全,用两排钢筋混凝土桩墙将楼房基础与隧道隔离,以此对楼房进行防护。
在高层居民楼南侧已建成的1#竖井内开挖两个小导洞,在楼房之间隧道上方通过。
导洞开挖完成后,在两个导洞内施作灌注桩,桩长14.0m,锚入隧道底板深度为6.0m,导洞与隔离桩连成整体高出隧道4.2m,形成桩墙、帽梁将楼房基础与隧洞隔离,如图3、图4所示。
图3 导洞及隔离桩法平面布置图
图4 导洞及隔离桩法剖面布置图
导坑净空高3.0m,宽2.5m,初期支护厚度300mm,采用上下台阶法施工。
灌注桩直径0.8m,间距1.0m,桩长14.0m,现浇C20混凝土。
为在狭小的导洞内同时完成钻机成孔、钢筋笼搬运吊装、混凝土灌注、泥浆外运等工作,分别采取了异型反循环钻机成孔、挤压钢套筒连接以及卷扬机吊装等措施。
同时将防塌孔贯穿于每根灌注桩的施工过程中,控制泥浆护壁质量,以最快速度完成钻孔,把隔离桩施工对楼房的影响减至最小。
第2节隧道开挖采取洞内水平井点降水
过高层楼群段无水施工是控制沉降保证楼房安全的前提。
从前期施工采取地表深井降水来看,在此段地层特殊分层情况下降水效果不理想,特别是隧道仰拱位于两层粘土中间的夹层粉细砂层中,由于夹层粉细砂厚度较小,此处深井降水不能形成降水漏斗,仰拱处于含水粉细砂层中,开挖过程中形成流砂,引起大量周边土层流失,造成地表超量下沉,近楼段地表最大下沉量达到73.2mm。
经认真分析研究之后,决定根据此段特殊地质情况采取水平降水方法,利用已施工中洞底板向下和向左右侧洞方向开挖水平降水基坑,在水平降水基坑内用水平钻机成孔,埋设水平降水管,将中洞和侧洞范围内地下水降至仰拱以下1.0m左右,确保无水施工。
第3节修正支护参数、改进隧道施工工艺
4.3.1 增设临时仰拱及时封闭步步成环双连拱隧道中洞、侧洞形状为瘦高狭长结构,分Ⅳ部台阶开挖,设计中部施作I22横撑,横撑间距1m,从Ⅰ部开挖至Ⅳ部才能完成断面封闭(5~7天)的客观现实不利于掌子面的稳定,为控制拱顶及地表沉降,遵循浅埋暗挖及时封闭步步成环的原则,增设临时仰拱,技术参数为:
C20喷射砼(厚22cm),布纵向拉结筋规格Ф22@500、双层钢筋网片规格Ф6@150×
150。
4.3.2 仰拱基底换填碎石和注浆
根据已施工地段仰拱情况来看,由于地质特殊分层情况,受降水时间限制仰拱部位有滞留地下水,基底粉细砂层浸泡和人工扰动后,造成基底液化软弱,减小了地基承载力,使仰拱封闭后沉降仍不收敛。
为控制沉降,在仰拱基底换填30cm厚的碎石,喷砼封闭后及时回填注水泥-水玻璃双液浆。
从量测资料反馈情况来看,基底换填有效控制了沉降,仰拱喷砼封闭后沉降很快收敛,确保了过楼段的施工安全。
4.3.3 加密拱部超前管棚、增设边墙超前管棚
加密拱部超前管棚,由原设计3.0m长、环向间距0.3m、纵向每两米排设一次变更为2.0m长、环向间距0.2m、纵向每0.5m(每榀)排设一次,增设边墙超前管棚,原设计无边墙超前管棚,为控制中洞、侧洞每部开挖施工产生的沉降,在中洞、侧洞边墙排设2.0m长、环向间距0.5m、纵向间距0.5m的超前管棚。
4.3.4 加强超前注浆和背后回填注浆
拱部开挖前超前管棚间隔一个作为注浆管加强超前注水泥-水玻璃双液浆,喷砼封闭后滞后掌子面3~5m进行拱部、边墙、底部背后回填注浆,控制开挖面土层流失,使隧道结构与周边土体密实,挤密隔离桩间土层和楼房基础下土层。
第五章技术措施的应用效果及分析
第1节地表下沉监测结果及分析
地表沉降监测结果可以看出,地表最大沉降量为-45.20mm,导洞施工引起沉降量平均为6.45mm,中洞施工引起沉降量平均为18.00mm,侧洞施工引起沉降量平均为14.58mm,地表最大沉降量发生在隧道中线位置,中洞施工引起沉降占总沉降量的46%,较侧洞稍大。
从沉降槽曲线来看,断面沉降槽比较狭窄,宽20m左右,沉降曲线变曲点(拐点)至隧道中线距离大约6m,基本位于隔离桩之内,说明隔离桩隔离作用明显。
通过主断面量测结果比较可以看出,改进的暗挖双连拱隧道施工工艺有效控制了沉降。
第2节楼房基础沉降观测结果及分析
楼房基础最大沉降值为18.90mm,发生在东楼JN6点,平均沉降为12.70mm,初期降水和导洞施工引起沉降平均为3.38mm,中洞施工引起沉降平均为6.35mm,侧洞施工引起沉降平均为2.98mm,从以上数均分析,中洞施工引起楼房基础沉降最大,占总沉降量的50%。
由上可见,在采用了既定的技术对策及施工措施后,成功实现了暗挖区间穿越楼群区的施工。
第六章结论
(1)北京城市铁路东直门暗挖区间在地面条件受限制、地层构造复杂、富水的情况下,采取稳妥可靠的技术对策,安全通过浅基础高层居民楼区,确保了居民的正常生活和高层建筑的安全,表明该工程施工是成功的,同时也拓宽了浅埋暗挖技术在复杂环境下的应用前景,为今后类似工程提供了有益的经验。
(2)既有建筑物的基础遮断防护采用隔离桩,技术上是可行的。
利用地下导洞施作灌注桩,是一种新的尝试,有助于解决修建地铁日益突出的施工与环境的干扰问题。
(3)加强超前管棚、超前预注浆和初支背后回填注浆是控制沉降重要有效的措施,是防塌、改善地层、防止地面建筑物破坏的关键环节。
(4)全过程监控量测并确定适宜的监测内容,是指导施工和控制地表下沉、监视土体及结构的稳定、保证施工安全的重要手段,为修正设计和变更施工方法提供了科学依据。
(收稿:
2003年6月;
作者地址:
北京市西外上园村;
北京交通大学隧道及地下工程试验研究中心;
邮编:
100044)
参考文献
1 王暖堂,陈瑞阳,谢箐.城市地铁复杂洞群浅埋暗挖施工技术.岩土力学,2002
(2)
2 范国文,王先堂.暗挖双联拱隧道穿越浅基础高层楼群区施工技术.现代隧道技术,2002(增刊)
3 吴昭永.复杂环境条件下城市暗挖隧道施工技术研究.隧道建设
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 0690 北京 城铁 区间 隧道 穿越 楼群 关键 施工 技术