地鐵既有建筑物下淺埋暗挖大跨度洞室群施工

1、地鐵既有建筑物下淺埋暗挖大跨度洞室群施工摘要:介紹了南京地鐵既有建筑物下大跨度隧道洞群的施工技術(shù),指出由于采取了有效的支護(hù)技術(shù)、開挖順序、洞室轉(zhuǎn)換技術(shù)和相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段,保證了地表建筑物的平安,為同類城市地鐵工程施工提供了可借鑒的先例。關(guān)鍵詞:淺埋暗挖,建筑物,城市地鐵,洞室群1工程概況南京地鐵南北線一期工程鼓樓站玄武門站區(qū)間為礦山法施工雙洞單線隧道,左線全長(zhǎng)1063.6,右線全長(zhǎng)1064.094,起止里程K10+337.7K11+401.3,由于區(qū)間多功能的需要,在鼓樓站北端設(shè)有333.586停車線,停車線段三線大跨度構(gòu)造尺寸為17.3211.53(跨度高度),洞頂覆土厚度8.0。相鄰隧道的最

2、小間距只有28.0。大跨度渡線段地表建筑物、地下管線較密集且平安度較低。地表有4層建筑物5幢,5層2幢及眾多平安度低的平房,建筑物最早年代為1947年;局部建筑已有多條裂縫。停車線段地表環(huán)境苛刻,圍巖自穩(wěn)才能差,施工工序多且干擾大,開挖易坍塌,地面沉降較難控制。該區(qū)間停車線段洞室群由左右線單線隧道、正線與停車線及正線與渡線的雙線隧道、正線與左右線渡線的三線隧道組成。斷面大小變換頻繁,斷面寬度由6.138到17.32,左右線斷面變換次數(shù)總計(jì)多達(dá)17次,施工方法也隨之變換,臺(tái)階法RD法三線眼鏡法RD法臺(tái)階法。而且工序復(fù)雜,施工較為困難。隧道圍巖為類,承載力200kPa240kPa,節(jié)理較發(fā)育,地下

3、水位埋深1.24.5,區(qū)間地下水主要為松散層的孔隙潛水和基巖裂隙水,水量較大。2總體設(shè)計(jì)情況區(qū)間隧道以噴、錨、網(wǎng)、拱架等作為初期支護(hù),初期支護(hù)承受主要荷載,同時(shí)作為永久構(gòu)造的一局部。停車線斷面支護(hù)參數(shù):按不同斷面寬度分別為250,300,35020網(wǎng)噴混凝土(內(nèi)埋鋼格柵),二次模筑為350,450,550,600厚30鋼筋混凝土,抗?jié)B標(biāo)號(hào)為S8,詳細(xì)初期支護(hù)參數(shù)見表1。停車渡線段采用拱部小導(dǎo)管劈裂注漿進(jìn)展超前支護(hù),邊墻設(shè)中空錨桿。施工方法按不同斷面采用臺(tái)階法、RD法、眼鏡法施工;施工工法轉(zhuǎn)變時(shí),導(dǎo)洞縱向順接,導(dǎo)洞開挖采用預(yù)留核心土的臺(tái)階法開挖,對(duì)局部掌子面不穩(wěn)地段采用網(wǎng)噴混凝土封閉。3施工方案

4、停車線段相鄰洞室多且間距小,相鄰洞室間互相影響大,不僅存在施工上的干擾,也存在對(duì)地層擾動(dòng)的互相影響和疊加,因此根據(jù)隧道斷面尺寸、圍巖地質(zhì)情況及地面建筑、構(gòu)筑物管線等情況,確定科學(xué)的開挖方法,合理安排各工序,控制地面沉降,確保地表建筑物、構(gòu)筑物管線等不受較大的影響是施工的關(guān)鍵。根據(jù)停車渡線斷面尺寸、圍巖地質(zhì)情況及地表環(huán)境的實(shí)際情況,結(jié)合廣州地鐵公紀(jì)區(qū)間大跨施工經(jīng)歷,參照理論分析和模型試驗(yàn)成果,確定總體施工方案為:左線從大斷面隧道向小斷面隧道施工,右線從小斷面向大斷面隧道施工,施工過(guò)程中工法轉(zhuǎn)換采用封端封閉、分步封閉。斷面過(guò)渡由小到大采用漸變擴(kuò)挖,由大到小采用錯(cuò)臺(tái)突變,總體遵循:“管超前、嚴(yán)注漿、

5、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、速反辣的原那么。施工順序?yàn)?先施工大斷面隧道后施工小斷面隧道,先左線后右線,采用工法依次為:臺(tái)階工法、RD工法、眼鏡工法,輔助工法為小導(dǎo)管超前注漿加固、大管棚加小導(dǎo)管超前注漿加固,加固范圍拱部150。4施工實(shí)況左線施工:豎井及聯(lián)通道施工完畢,開口進(jìn)入左線施工,采用工法為臺(tái)階法,先進(jìn)展左線鼓樓方向施工,待掘進(jìn)10后,開口進(jìn)展左線玄武門方向施工,臺(tái)階法施工至RD法分界前2時(shí),掛網(wǎng)噴混凝土封閉掌子面,開始變換RD法。先施工RD工法的左側(cè)導(dǎo)坑上部,待左側(cè)導(dǎo)坑上部施工5后平行施工左側(cè)導(dǎo)坑下部,繼續(xù)施工3,4,5再同時(shí)施工RD工法的右側(cè)導(dǎo)坑局部(左右側(cè)以面向前進(jìn)方向

6、為準(zhǔn)),縱向相鄰各部獨(dú)立封閉洞室之間間隔 依次為3,4,5。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.左線K10+369.8里程始右側(cè)導(dǎo)坑在頂部小導(dǎo)管保護(hù)下逐漸加寬1.85至K10+370.700,開挖斷面總寬度由7.988逐漸外擴(kuò)為9.868;總高度由7.216上挑下擴(kuò)至8.183。待右側(cè)導(dǎo)坑施工至大跨斷面K10+384.7時(shí)停頓掘進(jìn),此時(shí)RD工法的左側(cè)導(dǎo)坑仍不停地向玄武門方向掘進(jìn),但在進(jìn)入大跨斷面前1.5由RD工法的左側(cè)導(dǎo)坑漸變?yōu)榇罂鐢嗝娴难坨R工法的左側(cè)眼鏡。左側(cè)眼鏡分上、中、下三個(gè)臺(tái)階施工,大跨斷面通過(guò)后再由小變大由眼鏡工法的左側(cè)眼鏡漸變?yōu)镽D工法的左側(cè)導(dǎo)坑,及由RD工法的左側(cè)導(dǎo)坑經(jīng)過(guò)頂部橫向超前小導(dǎo)管支護(hù)

7、擴(kuò)挖封端后形成臺(tái)階法的上臺(tái)階,繼續(xù)向玄武門方向施工開挖貫穿,同時(shí)在左線RD段左側(cè)導(dǎo)坑橫向開挖一連通道進(jìn)入RD法的右側(cè)導(dǎo)坑分別向鼓向和玄向施工,向鼓向施工接近大跨斷面時(shí)外側(cè)逐漸以123的坡度擴(kuò)至大跨斷面需要的斷面尺寸,再封閉掌子面用突變的形式施工眼鏡工法的右側(cè)眼鏡,右側(cè)眼鏡上、中、下三個(gè)臺(tái)階依次相距3,4,5,待右側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階開挖5后,再分部開挖眼鏡法中間核心局部,直至渡線開挖貫穿。右線開挖:左線鼓樓方向開挖完畢后,通過(guò)K10+340橫通道進(jìn)入右線施工,右線施工先進(jìn)展臺(tái)階法的上半斷面施工,上、下斷面相距35,進(jìn)入右線K10+344后逐漸過(guò)渡為RD工法所需斷面尺寸,下半斷面至封端面后,施工RD工法

8、右側(cè)導(dǎo)坑的上、下臺(tái)階,右側(cè)導(dǎo)坑將不停頓地施工,直至與右線玄武門方向掘進(jìn)貫穿,期間右側(cè)導(dǎo)坑逐漸變化為眼鏡工法的右側(cè)導(dǎo)坑,再由眼鏡工法的右側(cè)導(dǎo)坑逐漸擴(kuò)大為標(biāo)準(zhǔn)斷面上、下臺(tái)階。右側(cè)導(dǎo)坑施工5后施工RD工法的左側(cè)導(dǎo)坑,在與眼鏡工法分界里程之前2漸變至眼鏡工法所需的左側(cè)導(dǎo)坑尺寸,繼續(xù)向前施工至臺(tái)階法施工段之前2.5漸變?yōu)榕_(tái)階法施工所需尺寸,最后施工眼鏡工法中部核心土,右側(cè)斷面分部變化參照左線。5施工期間的監(jiān)測(cè)停車線大跨度段從2001年11月30日開始施工至2002年9月6日止,初期支護(hù)已全部完成。綜合這一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。根據(jù)以上監(jiān)測(cè)結(jié)果,從周邊建筑物平安分析,到整個(gè)初支閉合完成后,所有的變形

9、均在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi),并且整個(gè)隧道周邊的地表建筑、地下管線及南北向道路隧道均完好無(wú)損。從施工角度分析,拱頂下沉和地表沉降最能直觀地反映洞室開挖引起的構(gòu)造及周圍土體的變形,尤其地表沉降能反映全部施工過(guò)程中各工序引起的土體位移,而拱頂下沉量測(cè)從開挖到初值讀取期間的位移是無(wú)法讀取的。而在量測(cè)結(jié)果中,同一斷面拱頂下沉小于地表沉降也說(shuō)明了這一點(diǎn)。拱頂下沉速率較快,穩(wěn)定也較快,而地表沉降測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定受上覆土體緩慢固結(jié)的影響,穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)。從拱頂沉降來(lái)分析,上導(dǎo)施工累計(jì)沉降占總沉降的69%,下導(dǎo)施工占沉降量的14%,拱架封閉后的沉降量占總沉降的11%,側(cè)導(dǎo)施工時(shí)的沉降占總沉降的6%。因此,拱架下沉量測(cè)量數(shù)據(jù)說(shuō)明,如何采取措施,控制上導(dǎo)開挖過(guò)程中的沉降是控制沉降的關(guān)鍵。6結(jié)語(yǔ)大跨度洞室群的施工,關(guān)鍵在于超前支護(hù)和工序轉(zhuǎn)換的控制,施工時(shí)還要特別注意開挖支護(hù)的時(shí)效性和監(jiān)控量測(cè)的信息反潰南京地鐵南北線一期工程鼓樓站玄武門站區(qū)間停車線段洞室群按照既定的施工工序和施工工法施工,已經(jīng)開挖成型,從現(xiàn)場(chǎng)施工的情況分析,地面建筑物和鼓樓南北向道路隧道沒(méi)有出現(xiàn)異常反響。洞內(nèi)初期支護(hù)穩(wěn)定,拱頂下沉和洞周收斂均在允許范圍之內(nèi),地面監(jiān)控量測(cè)的最大沉降值為32.3。由此可見,選擇的施工順序和施工