地鐵施工中的地表沉陷控制方法與工程實例(編輯修改稿)
2024-09-13 09:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，經(jīng)多種方案比選，決定對大跨線以上進(jìn)行予注漿以達(dá)到穩(wěn)定地層的目的。 （2）施工期間防排水措施 隧道工程所處地段圍巖為砂粘土、淤泥質(zhì)粘土和粉細(xì)砂，開挖經(jīng)水浸泡后變成了泥漿，經(jīng)開挖擾動極易造成坍塌。為此，采取了一系列防排水措施以保證施工的順利進(jìn)行。 據(jù)量測結(jié)果，地表最大下沉為210mm，拱頂最大下沉為237 mm，結(jié)構(gòu)最大收斂值為11 mm，％。經(jīng)過綜合分析得出了以下結(jié)論：地表變形值過大，引起多種不良結(jié)果。首先上部結(jié)構(gòu)被破壞，并已基本喪失承載能力，作為荷載作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上；其次，由于變形過大使得隧道擾動范圍增加，造成2個隧道之間地表下沉形成疊加區(qū)，互相影響。 新奧法在北京地鐵折返線工程中的應(yīng)用[12，13] 北京地鐵折返線工程，全長358 m，折合單線隧道1 058m，由南北2條正線和1條折返庫線所組成，隧道斷面變化繁多?！?，拱頂至路面的覆土厚度9～12m，屬非常淺埋型，地下水位在隧底以下2～3m。工程主體結(jié)構(gòu)處于第四系沖積洪積層中，主要由粉細(xì)砂及砂礫石所組成，該地層松散，無自穩(wěn)，沒有粘聚力。工程位于復(fù)興門大街西嘉祥里至鬧市口國賓大道之下，該段地面每天來往車輛5～7萬輛，地下管道縱橫密布，必需嚴(yán)格控制地面沉降。 工程采用淺埋暗挖法施工。考慮到工程位置極為重要，施工中必需確保安全；再考慮到淺埋暗挖和地層軟弱的特點，采用較強(qiáng)的初期支護(hù)手段。在圍巖變形穩(wěn)定后，進(jìn)行2次模筑襯砌；同時，采用了以下方法來減小地面沉陷： （1）小導(dǎo)管超前予注漿：小導(dǎo)管采用直徑40mm，導(dǎo)管沿上斷面周邊布設(shè)，～，仰角5176?！?0176。漿材選用水泥——水玻璃雙液漿。：1～1：1，水玻璃濃度35～40 Be39。39。，水泥漿與水玻璃的體積比為1：～1：l，凝膠時間在1min左右。經(jīng)過注漿，在漿液擴(kuò)散范圍內(nèi)，砂石均被膠結(jié)，7d抗壓強(qiáng)度達(dá)5～15MPa，～。 （2）長管深孔前進(jìn)式劈裂予注漿：在大斷面處，小導(dǎo)管注漿由于加固范圍有限，受上部地表車輛動載的影響將會產(chǎn)生較大的下沉。為此，施工單位在渡線和單線向雙線過渡的較大斷面處采用了長孔前進(jìn)式充填、劈裂予注漿。一般70～100m2的斷面所布鉆孔數(shù)為12～18個。其中，17 m的長孔6～11個，8m左右的短孔6～7個，采用隔孔鉆注的原則施工。注漿采用水泥水玻璃漿液，～，濃度40 Be39。39。，水泥漿配比酌情調(diào)整，采用深孔圍巖劈裂注漿新工藝，可節(jié)約漿材70％左右。對控制地表下沉、防止塌陷有很大作用。 （3）采用環(huán)型開挖，留核心土，可防止工作面擠入，核心土的尺寸在縱向要保持4m以上，使之開挖后土體損失系數(shù)最小。 （4）～，不允許大于1 m。盡快進(jìn)行架立剛拱架、掛網(wǎng)、噴混凝土工序，是減少地層松弛的重要措施。 （5）重視施工安全監(jiān)測，及時進(jìn)行信息反饋，實行信息化施工。 在隧道的掘進(jìn)過程中，地面沉陷的縱向影響規(guī)律為：～，地面即開始變形，其向上隆起的最大值為2~3mm；，地表下沉速率明顯增大， mm／d，此時地表沉陷量占下沉量的10％～13％；當(dāng)上臺階開挖面通過測點、下臺階開挖面也不斷向測點靠近時，地面沉陷值呈急劇變化階段，～／d，占總下沉量的48％～50％；當(dāng)下臺階通過測點并及時地封閉仰拱后，沉陷曲線呈減速變化，／d，占總下沉量的26％左右；，變位趨于基本穩(wěn)定階段，占總下沉量的6％，而最后總下沉量的8％~10％將由2次支護(hù)襯砌來承受。 新奧法在北京地鐵西單車站工程中的應(yīng)用[12，14] 北京地鐵西單車站位于繁華的西長安街鬧市區(qū)，地上車水馬龍，地下管線密布(最大的為直徑1 640 mm的污水管，恰好位于車站頂部)。車站所處地層為第四系古永定河沖洪積層、砂及砂粘土層。其中，60％的地層為粉細(xì)砂層，易坍塌，極不穩(wěn)定，為洞室的開挖及1次支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇帶來很大的困難。鑒于該車站的特殊地理位置及賦存環(huán)境，采用淺埋暗挖法修建。 用淺埋暗挖法修建的技術(shù)關(guān)鍵是如何有效地控制地表沉降和防止洞室周圍土體的坍塌，確保施工過程中圍巖的穩(wěn)定，使結(jié)構(gòu)受力合理，作業(yè)安全。因此，尋求一個可靠的施工方案和合理的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)是極為重要的。 施工單位根據(jù)國內(nèi)外同類工程實例比選出臺階法、單“眼鏡”法、中隔壁法、雙“眼鏡”法等個方案的6種開挖程序，并采用相同的初期支護(hù)參數(shù)(如噴射混凝土強(qiáng)度、厚度、隔刪間距等)，相同的電算程序和相同的地層支護(hù)材料、物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行分析，所引起的地表沉陷量及主要的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較見表1。表1 北京地鐵西單車站工程方法比較Table1 Comparison between construction methods for Xidan station of Beijing Subway方案指標(biāo)地表沉陷量/mm 安全可靠度 噴射混凝土拆除量比 施工作業(yè)及其他 國內(nèi)外現(xiàn)狀 臺階法30 安全，穩(wěn)妥 作業(yè)空間大，便于大型機(jī)械使用國內(nèi)外均有實例單眼鏡法30 施工過程易控、安全、穩(wěn)妥可靠 作業(yè)空間適中，兩側(cè)洞適應(yīng)大型機(jī)械設(shè)備，干擾大國內(nèi)外均有修建單跨洞室的工程實例中隔壁法30 安全度高，穩(wěn)妥可靠 作業(yè)空間適中，可用大型機(jī)械，施工干擾大國外有成功的建設(shè)地鐵車站的工程實例雙眼鏡法30 施工過程安全度高，更穩(wěn)妥可靠 作業(yè)空間小，施工干擾大，不利于使用大型機(jī)械設(shè)備 通過分析比較，最終選定大管棚和小導(dǎo)管注漿固結(jié)地層的超前支護(hù)的雙“眼鏡”法為施工方案。
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