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砂卵石地層超淺埋小凈距暗挖群洞施工探析

2015-02-27 08:14中鐵隧道集團(tuán)北京中鐵隧建筑有限公司北京100022
隧道建設(shè)(中英文) 2015年9期
關(guān)鍵詞:風(fēng)道卵石管線

趙 勝,陳 浩(中鐵隧道集團(tuán)北京中鐵隧建筑有限公司,北京 100022)

砂卵石地層超淺埋小凈距暗挖群洞施工探析

趙 勝,陳 浩
(中鐵隧道集團(tuán)北京中鐵隧建筑有限公司,北京 100022)

摘要:成都地鐵4號(hào)線清江路口站北側(cè)附屬大部分位于新近建成的成溫射線立體交通系統(tǒng)投影下,原設(shè)計(jì)明挖方案無(wú)法實(shí)施,采取通道及風(fēng)道合建暗挖結(jié)構(gòu)方案。暗挖小凈距群洞方案存在淺埋、大斷面、群洞效應(yīng)、環(huán)境復(fù)雜、工期緊張等特點(diǎn)。為了減少群洞效應(yīng)影響,采取管棚聯(lián)合導(dǎo)管超前支護(hù)、超前加固+徑向注漿改良周圍地層、分塊分部錯(cuò)進(jìn)、二次襯砌保留部分臨時(shí)支護(hù)鋼架等措施,結(jié)合相應(yīng)附屬明挖基坑,實(shí)現(xiàn)多工序平行交叉作業(yè)。通過上述措施,實(shí)現(xiàn)了快速安全施工,并且對(duì)主道交通無(wú)任何影響。

關(guān)鍵詞:砂卵石地層;超淺埋小凈距暗挖群洞;地鐵附屬

0 引言

基于“最小限度占用土地資源及建立無(wú)縫接駁立體交通體系[1]”的理念,繁華城區(qū)主要干道采取軌道交通、市政道橋同位合建方案影響最小、投資最少。由于市政道橋施工周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于軌道交通,為了減少擁堵、方便出行,大多在明挖地鐵車站主體完工的同時(shí),市政道橋已完工并完全放行,這就給后續(xù)地鐵附屬結(jié)構(gòu)實(shí)施造成很大困難。

由于淺埋暗挖隧道的工法靈活、斷面多樣,針對(duì)不同的環(huán)境條件、安全要求及工期保障等,可聯(lián)合多種輔助措施。楊會(huì)軍等[2]對(duì)淺埋暗挖小凈距隧道應(yīng)力集中現(xiàn)象進(jìn)行了分析;劉明[3]對(duì)砂卵石地層淺埋暗挖地鐵隧道施工工序和快速施工進(jìn)行了研究;邱品茗[4]對(duì)地鐵超淺埋群洞數(shù)值模擬和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述;侯永兵等[5]對(duì)地鐵車站超淺埋暗挖施工中地下管線的主要保護(hù)技術(shù)及措施進(jìn)行了探討。以上均是在某單一影響因素下或研究方向?qū)\埋暗挖法相關(guān)方面的研究,但在實(shí)際工程中,由于環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)形式、安全要求、工期目標(biāo)等多個(gè)因素的影響,需對(duì)淺埋暗挖法進(jìn)行多方向同時(shí)研究。

本文結(jié)合成都地鐵4號(hào)線清江路口站3號(hào)通道及2號(hào)風(fēng)道設(shè)計(jì)變更方案,通過施工方案優(yōu)化及細(xì)部完善,采用合理洞室開挖步序及相應(yīng)支護(hù)技術(shù),輔以全斷面地層改良+全程監(jiān)測(cè)反饋,通過平行交叉作業(yè),實(shí)現(xiàn)了安全快速施工。

1 工程概況

成都地鐵4號(hào)線清江路口站位于青羊大道與清江中路交叉口,沿清江中路布設(shè),其上方同位新建成溫射線立體交通系統(tǒng)全面開通1年有余。其3號(hào)通道及2號(hào)風(fēng)道橫跨清江中路,原設(shè)計(jì)采用的明挖方案基本無(wú)法實(shí)施,將橫跨清江中路主路部分變更為連續(xù)3個(gè)密排洞室暗挖方案(隧道結(jié)構(gòu)均進(jìn)入地面以下5 m范圍以內(nèi)的管道層中)。其中隧道最大開挖寬度為13.75 m,最小覆土厚度為2.6 m,對(duì)應(yīng)H(覆土厚度)/D(隧道跨度)=0.19<0.4,相鄰凈距為3.5 m,屬小凈距超淺埋暗挖群洞[6](見圖1)。由于使用功能要求不同、群洞結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、洞頂管線密布、砂卵石地層風(fēng)險(xiǎn)大、群洞效應(yīng)明顯,該工程是成都地鐵在建5條線路中暗挖的最大Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源。

圖1 工程平面位置圖Fig.1 Plan of the works under study

1.1地面交通及地下管線

該工程位于成都市城西主干道清江中路,為高架橋+地面道路雙層立體交通,道路紅線寬50 m,底層道路為雙向6車道,高架橋?yàn)殡p向4車道,交通流量巨大。該路段剛性大管徑控制性地下管線眾多,其中包含0.6、1.6 m給水和1.2 m雨水以及燃?xì)?、通信等重要管線。

1.2地質(zhì)情況

工程地處川西平原岷江水系Ⅰ級(jí)階地,沖洪積地貌,自上而下依次為雜填土、松散卵石層、稍密卵石層及中密卵石層。雜填土厚度較小,拱部多位于松散卵石層。地下水主要為賦存于砂卵石地層中的孔隙型潛水,含水層厚度大于30 m,含水豐富,施工范圍內(nèi)均為非承壓水,地下水位深為8.0~8.8 m,因前期主體結(jié)構(gòu)及相鄰地鐵線路施工降水,實(shí)際水位深為24.3 m(見圖2)。

1.3設(shè)計(jì)概況

出入口和風(fēng)道設(shè)計(jì)為明挖,寬度為34 m。為解決地面交通問題,將位于清江中路主車道下方的部分改為暗挖。根據(jù)不同使用功能分為3個(gè)暗挖隧道,寬度自西向東依次為8.3、5.45、13.75 m。針對(duì)不同大小的斷面,依次分別采用CRD法、臺(tái)階+臨時(shí)仰拱法及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。暗挖群洞的具體參數(shù)見圖3、表1和表2。

圖2 典型地質(zhì)剖面圖Fig.2 Geological profile

圖3 暗挖群洞平、斷面圖(單位:m)Fig.3 Plan and profile of mined tunnels(m)

表1 暗挖隧道設(shè)計(jì)尺寸Table 1 Design parameters of mined tunnels m

2 施工方案比選

由于周邊環(huán)境變化、方案變更論證等原因,暗挖設(shè)計(jì)方案最終確定時(shí)距整條地鐵線路通車“關(guān)門”時(shí)間所剩無(wú)幾,設(shè)計(jì)方案中的施工順序無(wú)法按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo)?,F(xiàn)利用相鄰不同部位的施工時(shí)間、空間交叉,充分發(fā)揮時(shí)空效應(yīng),對(duì)施工工序進(jìn)行優(yōu)化。

2.1比選方案簡(jiǎn)述

由于車站主體正在進(jìn)行裝修與機(jī)電安裝,暗挖只能

從相應(yīng)附屬明挖進(jìn)入,現(xiàn)將暗挖工程設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化方案二者進(jìn)行對(duì)比。設(shè)計(jì)方案中,附屬明挖基坑先行開挖到底,施工完主體結(jié)構(gòu)后,方可進(jìn)行暗挖段施工,先開挖中間新風(fēng)道并完成二次襯砌,再分別采用CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工3號(hào)通道和活塞風(fēng)道(方案1)。考慮到成都砂卵石無(wú)水地層水平側(cè)壓力很?。?],3個(gè)洞室均以臨時(shí)中隔板為界,分上下2部分開挖。明挖基坑挖至中隔板標(biāo)高,先開挖中間新風(fēng)道上臺(tái)階,后開挖兩側(cè)出入口和活塞風(fēng)道兩側(cè)遠(yuǎn)離端上的導(dǎo)坑,依次往中間分部開挖剩余導(dǎo)坑,待上層導(dǎo)坑開挖完成后,明挖基坑繼續(xù)下挖,將相應(yīng)鋼管支撐及鋼圍囹設(shè)置于暗挖洞室中隔板標(biāo)高處,下部按上述步驟開挖相應(yīng)導(dǎo)坑,每個(gè)隧道開挖完成后,及時(shí)施工相應(yīng)二次襯砌,最后進(jìn)行明挖結(jié)構(gòu)施工(方案2)。2種方案的暗挖步序見圖4。

表2 暗挖隧道支護(hù)參數(shù)Table 2 Support parameters of mined tunnels

圖4 施工方案對(duì)比簡(jiǎn)圖Fig.4 Comparison and contrast between different construction schemes

2.2數(shù)值模擬

采用三維有限差分軟件FLAC3D。圍巖本構(gòu)模型采用摩爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則,車站出入口及暗挖風(fēng)道開挖采用零本構(gòu)模型來(lái)模擬3個(gè)鄰近隧道開挖對(duì)地表路面沉降的影響。模型尺寸為84.7 m×20 m×28.4 m(寬× 厚×高),模型規(guī)模為活塞風(fēng)道及3號(hào)出入口通道外側(cè)各25 m,仰拱下15 m,上至路面,隧道縱向取20 m進(jìn)行模擬。模型由34 710個(gè)實(shí)體單元組成,隧道開挖三維模型見圖5。

圖5 數(shù)值模擬三維模型圖Fig.5 3D model of mined tunnels

2.2.1邊界條件及相關(guān)參數(shù)

模型四周及底部為位移約束邊界,頂部為自由邊界,路面超載按20 kPa考慮。隧道位于砂卵石地層,頂部為人工雜填土。模型圍巖的力學(xué)參數(shù)見表3,隧道初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)的力學(xué)參數(shù)見表4。

表3 模型圍巖力學(xué)參數(shù)Table 3 Mechanical parameters of surrounding rock

表4 系統(tǒng)支護(hù)力學(xué)參數(shù)Table 4 Mechanical parameters of support system

2.2.2模擬結(jié)果及分析

擬對(duì)2種施工方案進(jìn)行比選,考慮到3個(gè)鄰近隧道均屬超淺埋,結(jié)構(gòu)內(nèi)力不作為施工控制因素,覆蓋層整體下沉?xí)r,洞內(nèi)拱頂變位值≤地面沉降值,把隧道開

挖對(duì)地表沉降影響作為重點(diǎn)進(jìn)行分析[8]。

2.2.2.1方案1分析

數(shù)值模擬地表控制點(diǎn)關(guān)鍵工序完成后沉降值見表5。通過分析可知,由于活塞風(fēng)道多次受到施工擾動(dòng),跨中地表沉降為方案1的控制因素,最大沉降達(dá)63.06 mm,兩側(cè)施工造成沉降32.10 mm,左側(cè)隧道中部開挖造成沉降30.44 mm,即前期和后繼開挖造成地表總沉降各占約50%。方案1地層沉降位移如圖6和圖7所示。

表5 方案1地表控制點(diǎn)關(guān)鍵工序沉降值Table 5 CaseⅠ:surface settlement at critical points in critical construction steps mm

圖7 方案1開挖支護(hù)施工完成地層最終沉降位移圖Fig.7 CaseⅠ:ground settlement after excavation and support

2.2.2.2方案2分析

地表控制點(diǎn)關(guān)鍵工序完成后沉降值見表6。通過分析可知,地表沉降關(guān)鍵控制因素為上臺(tái)階開挖,上臺(tái)階開挖對(duì)地表沉降的影響在79.9%~90.7%。地表沉降最大處位于活塞風(fēng)道拱頂處,因此采用方案2施工時(shí),控制第3部開挖是施工的關(guān)鍵。方案2地層沉降位移如圖8和圖9所示。

通過分析得出,活塞風(fēng)道跨中地表沉降是方案1和方案2的控制因素。雖然方案1跨中多次受到施工擾動(dòng),較方案2對(duì)地表造成的影響略大,但二者相差無(wú)幾,所以,2種方案的安全性相當(dāng)。

表6 方案2地表控制點(diǎn)關(guān)鍵工序沉降值Table 6 CaseⅡ:surface settlement at critical points in critical construction steps mm

圖8 方案2上臺(tái)階施工完成地層沉降位移圖Fig.8 CaseⅡ:ground settlement after completion of top heading

圖9 方案2開挖支護(hù)施工完成地層最終沉降位移圖Fig.9 CaseⅡ:ground settlement after excavation and support

2.3工期比選

方案1在明挖基坑主體結(jié)構(gòu)完成后方可施工暗挖部分,暗挖過程中支護(hù)和二次襯砌單工序作業(yè),且明挖結(jié)構(gòu)頂板需最后封閉,工期長(zhǎng)達(dá)1年左右,無(wú)法滿足全線通車節(jié)點(diǎn)要求。方案2最大程度考慮了明挖與暗挖、各導(dǎo)坑開挖支護(hù)、各隧道支護(hù)與二次襯砌的交叉施工,施工工期將壓縮30%~40%,便于施工組織以及成本控制。

2.4結(jié)論

通過上述比較,針對(duì)無(wú)水淺埋砂卵石地層,方案2與方案1相比,施工安全相當(dāng),工期更為緊湊,總體來(lái)講方案2更優(yōu)。

3 細(xì)部?jī)?yōu)化

結(jié)合水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境及方案2,對(duì)支護(hù)參數(shù)及輔助措施進(jìn)行以下細(xì)部?jī)?yōu)化。

1)超前大管棚。由于活塞風(fēng)道斷面最大,覆跨比最小,設(shè)計(jì)采用299×8@400鋼管大管棚??紤]到地層卵石粒徑和施工設(shè)備功率較大,且管棚直徑過大,會(huì)對(duì)地層擾動(dòng)較大,同時(shí)較易損壞上方密貼管線,將其優(yōu)化為108×6@250高強(qiáng)R780地質(zhì)管大管棚。

2)徑向錨桿。設(shè)計(jì)3個(gè)鄰近隧道拱墻均設(shè)4 m 32、δ3.5自鉆式錨桿,@1.0 m×1.0 m(環(huán)×縱),錯(cuò)

開布設(shè)??紤]到在淺埋軟弱地層中錨桿的支護(hù)作用明顯降低,尤其是頂部?jī)蓚?cè)各30°范圍內(nèi)的錨桿要承壓,所以取消上述范圍內(nèi)的徑向錨桿,僅在邊墻打設(shè)長(zhǎng)1.5 m左右的注漿開孔花管,便于注漿改良周邊地層。

3)臨時(shí)中隔壁。將出入口通道及活塞風(fēng)道導(dǎo)坑內(nèi)弧形側(cè)壁取直處理,以直邊墻形式布置。這樣可保證臨時(shí)中隔壁與初期支護(hù)鋼架節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量,同時(shí)可減小中部導(dǎo)坑跨度,且能承受較大的垂直荷載,便于在應(yīng)急情況下調(diào)整工序[9]。

4)二次襯砌拆除支撐。從橫向上看,活塞風(fēng)道拱頂為開挖支護(hù)沉降槽凹點(diǎn)處,且達(dá)到6 cm左右。為了減少二次襯砌拆除支撐產(chǎn)生的二次沉降,同時(shí)考慮到風(fēng)道防水等級(jí)為二級(jí),采取間隔保留型鋼中隔壁施工二次襯砌。

4 施工工序

4.1管線保護(hù)

由于暗挖隧道上方管線基本以橫跨方式密布,開工前需要對(duì)所有管線進(jìn)行排查,核實(shí)位置及埋深,確保暗挖隧道與管線之間的最小凈距能夠保證管棚施工空間,同時(shí)對(duì)關(guān)鍵管線以密貼零距形式下穿,以保證暗挖隧道初期支護(hù)與管線剛性接觸。

對(duì)于通訊、電力管排等預(yù)留孔洞,通過附近檢查井提前進(jìn)行封堵,以避免汛期、雨季形成臨時(shí)極易涌漏的過水管道。為了保證管線安全,在其上方路面滿鋪2 cm厚鋼板,對(duì)于埋有監(jiān)測(cè)點(diǎn)處予以開孔處理。

4.2大管棚

為了防塌限沉,大管棚采用108鋼管,按整個(gè)暗挖洞室通長(zhǎng)布置??紤]到砂卵地層內(nèi)卵石質(zhì)地堅(jiān)硬,施工采用QZ-165型風(fēng)動(dòng)潛孔錘[10],管棚采用剛度更高的R780地質(zhì)管(見圖10),壁厚為6 mm,外插角為1°~3°。考慮到砂卵地層的特點(diǎn),管外有限范圍擴(kuò)散和管內(nèi)充填注漿采用水泥-水玻璃雙液漿,壓力為0.5~1.0 MPa。

圖10 管棚施工圖示Fig.10 Construction of pipe roof

受限于附屬明挖基坑的寬度,采用大管套小管的方式解決管棚過長(zhǎng)無(wú)法有效鉆進(jìn)的問題,即先完成10 m長(zhǎng)DN144套管鉆進(jìn),在套管保護(hù)下繼續(xù)完成后續(xù)管棚施工,這樣可有效減小土層阻力,實(shí)現(xiàn)管棚鉆進(jìn)。

4.3超前小導(dǎo)管及超前注漿

開挖過程中采用超前小導(dǎo)管及側(cè)墻徑向注漿輔助措施。超前小導(dǎo)管直徑為42 mm,長(zhǎng)3.5 m,環(huán)向間距為0.3 m,縱向間距為1 m,每開挖2環(huán)布置1圈,壓注水泥-水玻璃雙液漿。

對(duì)位于中部最先開挖的新風(fēng)道洞室,洞外兩側(cè)土體采用長(zhǎng)1.5 m左右的注漿花管,每榀打設(shè)斜向進(jìn)行超前加固,形成加強(qiáng)土柱,可有效控制地表沉降,降低相鄰洞室開挖群洞效應(yīng)。

為了防止掌子面地層擾動(dòng)引起失穩(wěn),對(duì)上臺(tái)階各導(dǎo)坑掌子面核心土部位,以1 m×1 m間距梅花形布置,水平打設(shè)4 m長(zhǎng)LZ32自鉆式錨桿。

水泥-水玻璃漿參數(shù):水泥漿配比W∶C=1∶1,水玻璃濃度為35Be′,水泥-水玻璃漿質(zhì)量比C∶S=1∶1~1∶0.6,擴(kuò)散半徑為0.25~0.5 m,緩凝劑Na2HPO4的摻量為2%,漿液初凝時(shí)間為1~2 min,為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。

4.4開挖初期支護(hù)

3個(gè)隧道都分為上下2部開挖,上半段首先開挖新風(fēng)道1部,錯(cuò)開一定安全距離開挖兩側(cè)洞室距其最遠(yuǎn)端的2部,以此類推進(jìn)行3、4部開挖。要求各小洞室及時(shí)封閉成環(huán),中間新風(fēng)道1部臨時(shí)仰拱成環(huán)后及時(shí)進(jìn)行洞室兩側(cè)水平徑向注漿加固,減小洞室間群洞效應(yīng)。單部開挖均采用臺(tái)階法,臺(tái)階長(zhǎng)度為開挖洞徑的2倍。

大斷面活塞風(fēng)道采用自左向右的分部開挖順序,不同于常見的雙側(cè)壁導(dǎo)洞法(見圖11),可保證新風(fēng)道與活塞風(fēng)道各分部保持最大間距,減少相互影響,同時(shí)可以避免雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工時(shí)因兩側(cè)導(dǎo)洞開挖同步控制以及拱架安裝垂直度問題導(dǎo)致中導(dǎo)洞拱架與側(cè)導(dǎo)洞鋼架連接質(zhì)量難以保證的問題。

圖11 隧道開挖步序示意圖Fig.11 Excavation sequence of tunnels

4.5二次襯砌

以其中最大斷面活塞風(fēng)道二次襯砌施工為例,結(jié)

構(gòu)寬度為13.75 m,最大高度為10.7 m,最小覆土為2.6 m,上部既有DN1 600給水又有DN1 200雨水,二次襯砌施工前,臨時(shí)支撐的拆除方式?jīng)Q定地面及管線沉降的二次變化值。

第1步采用隔一拆一方式拆除臨時(shí)支護(hù)并施作底板防水,將剩余臨時(shí)混凝土支護(hù)破除,在型鋼鋼架上安裝止水環(huán),一次性完成底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑;第2步在底板強(qiáng)度達(dá)到75%后,破除臨時(shí)混凝土中隔板,隔三留一拆除水平工鋼,同時(shí)以底板作為水平支撐以達(dá)到換撐作用,緊接著完成側(cè)墻防水和鋼筋綁扎,一次性澆筑側(cè)墻混凝土至拱部大小圓弧交界處;第3步在側(cè)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后,自站內(nèi)向站外方向以6 m左右為一段(根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置適當(dāng)調(diào)整),分段拆除中隔墻混凝土,豎向工字鋼隔一拆一,保留部分豎向工字鋼以起到豎向支撐作用,及時(shí)施作結(jié)構(gòu)拱部,最后施作中隔墻(見圖12)。

圖12 活塞風(fēng)道二次襯砌施工步序圖Fig.12 Lining sequence of piston air tunnel

對(duì)于保留下來(lái)貫穿二次襯砌及防水層的臨時(shí)工字鋼,在工字鋼與外包防水層間增涂2道聚硫密封膠,并沿工字鋼在結(jié)構(gòu)板內(nèi)中部焊接1道350 mm×500 mm的鋼邊止水環(huán)作為防水加強(qiáng)措施,后期再配合二次襯砌回填注漿。

5 監(jiān)控量測(cè)分析

本工程監(jiān)測(cè)主控項(xiàng)目包含地表沉降、洞內(nèi)收斂以及拱頂沉降。其中地表沉降涉及地面交通和管線安全,通過對(duì)地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出,地表沉降變化主要集中在以下幾個(gè)階段。地表沉降監(jiān)測(cè)曲線如圖13—15所示。

1)管棚施工階段。管棚成孔后注漿前,各洞室對(duì)應(yīng)地面均出現(xiàn)8~15 mm的沉降。這是由于管棚成孔后形成連續(xù)聯(lián)排空洞,考慮到成孔后立即注漿會(huì)增加后續(xù)管棚鉆進(jìn)難度,在整體注漿前的管棚空洞造成的開挖前地表沉降,完成注漿后地表即可穩(wěn)定。

2)開洞門階段。在洞門圍護(hù)樁破除后,土層應(yīng)力因洞內(nèi)土體開挖而重新分布,造成地表沉降突變,此時(shí)地面沉降增加10 mm左右,通過進(jìn)洞后及時(shí)跟蹤注漿加固可保證土層穩(wěn)定。

圖13 2012—2013新風(fēng)道地表沉降監(jiān)測(cè)曲線Fig.13 Curves of ground surface settlement of fresh air tunnel from 2012 to 2013

圖14 2012—2013 3號(hào)通道地表沉降監(jiān)測(cè)曲線Fig.14 Curves of ground surface settlement of No.3 passage tunnel from 2012 to 2013

圖15 2012—2013活塞風(fēng)道地表沉降監(jiān)測(cè)曲線Fig.15 Curves of ground surface settlement of piston air tunnel from 2012 to 2013

3)同步開挖階段。在新風(fēng)道開挖進(jìn)尺達(dá)到20 m,活塞風(fēng)道上部3個(gè)斷面全部打開后,由于相鄰洞室開挖的空間效應(yīng)影響,沉降有所加劇?;钊L(fēng)道在同步開挖階段初期最大沉降達(dá)到38 mm,洞室開挖完成后最大沉降達(dá)到53 mm,可通過水平徑向注漿以及洞內(nèi)初期支護(hù)背后加固注漿進(jìn)行沉降控制。

4)活塞風(fēng)道臨時(shí)支撐拆除階段。由于活塞風(fēng)道斷面較大,在施作二次襯砌前拆除部分水平及豎向支撐對(duì)初期支護(hù)的受力支撐就會(huì)減弱,此時(shí)沉降再次增大,但變形量較小,為6~8 mm。拆除臨時(shí)支撐可采取割口觀察的方式,若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)突變可及時(shí)恢復(fù)支撐,以保障結(jié)構(gòu)安全。

6 結(jié)論與建議

1)對(duì)于地下軌道交通和市政道橋合建的項(xiàng)目,為了減少地鐵車站附屬結(jié)構(gòu)施工對(duì)地下管線和地面交通的影響,采用適宜、緊湊的群洞暗挖方案,不僅有靈活的適應(yīng)性而且只需較小的施工場(chǎng)地,不失為一條節(jié)能、有效的途徑。

2)隧道施工引起的地表沉降,受地質(zhì)條件、跨度和埋深、開挖方法、支護(hù)時(shí)機(jī)和剛度、施工管理技術(shù)水平等多方因素影響,不能武斷地用同一限值控制,確保結(jié)構(gòu)及環(huán)境安全才是首要目標(biāo)。日常沿用的“地表沉降≯30 mm,有重要管線和臨近建筑物地段≯20 mm[11]”不盡合理,在地質(zhì)和周邊環(huán)境及工程結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜的地段幾乎不能實(shí)現(xiàn)。

3)針對(duì)大斷面小凈距群洞隧道,不論采用何種工法開挖,都要以分塊、分部錯(cuò)開開挖為基本原則,以減少不同導(dǎo)坑的疊加影響。先行洞采取徑向注漿措施,對(duì)后行洞周邊地層的改良、抑沉效果明顯。

4)對(duì)于大斷面暗挖隧道,二次襯砌施工時(shí)保留部分中隔壁型鋼的方案[12],在附加防水、止水措施到位的前提下,是合理的和可取的。

5)對(duì)于無(wú)水砂卵石地層,由于水平側(cè)壓力小,砂卵石豎直承載力較大,加上更易于控制鋼架同步性和分節(jié)間的連接質(zhì)量,且模擬結(jié)果和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一致,證明該方案較傳統(tǒng)雙側(cè)壁導(dǎo)洞法更能保證工程安全,然而在其他地層中應(yīng)用的可能性和安全性尚需進(jìn)一步研究和探討。

目前,我國(guó)諸多城市的軌道交通建設(shè)如火如荼地進(jìn)行,在大力倡導(dǎo)共建節(jié)能減排環(huán)保型社會(huì)的當(dāng)下,對(duì)于軌道交通車站附屬結(jié)構(gòu),針對(duì)其不同的使用功能,采用多個(gè)洞室的淺埋暗挖群洞方案,可避免管線遷改和二次交通導(dǎo)行,并可縮短工期、節(jié)省投資,具有很好的創(chuàng)新性和推廣價(jià)值,可為今后全國(guó)的城市規(guī)劃和建設(shè)提供借鑒參考。

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Research on Construction Technologies for Supershallowcovered and Closespaced Mined Multiple Tunnels in Sand and Gravel Strata

ZHAO Sheng,CHEN Hao
(Beijing CTG Construction Co.,Ltd.,China Railway Tunnel Group,Beijing 100022,China)

Abstract:The auxiliary works of Qingjianglukou station on Line 4 of Chengdu Metro are originally designed to be constructed by cutandcover method.However,most of these auxiliary works are located below the newlybuilt Wenshe viaduct line,therefore mining method is adopted for these auxiliary works.These closespaced mined tunnels have such features as shallow cover,large crosssection,multiple tunneling effect,complex environment and tight construction schedule.Parallel working is achieved for the construction of the auxiliary works by using the opencut foundation pits;countermeasures,including pipe roof supporting,forepoling,radial grouting,sequential excavation and incorporating some steel arches into the secondary lining,are adopted to minimize the multiple tunneling effect.In the end,safe and rapid construction of the auxiliary works are achieved,without influence to the operation of the viaduct line.

Keywords:sand and gravel strata;supershallow overburden;close spacing;mined tunnels;auxiliary works;Metro

作者簡(jiǎn)介:第一趙勝(1975—),男,湖北武穴人,1997年畢業(yè)于西南交通大學(xué),鐵道工程專業(yè),本科,教授級(jí)高級(jí)工程師,現(xiàn)從事隧道與地下工程施工及技術(shù)管理工作。

收稿日期:2015-06-01;修回日期:2015-07-31

中圖分類號(hào):U 455

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1672-741X(2015)09-0907-07

DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2015.09.008

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