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1、緊鄰既有建筑物的城市超大斷面暗挖隧道施工技術(shù)講解緊鄰既有建筑物的城市超大斷面暗挖隧道施工技術(shù)第一部分 工程概況第二部分 工程地質(zhì)條件第四部分 針對(duì)特點(diǎn)及重難點(diǎn)采取的相應(yīng)措施 第三部分 工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)第五部分 施工小結(jié)一.工程概況西安地鐵二號(hào)線18標(biāo)是我公司在陜西省西安市承建的第一個(gè)地鐵項(xiàng)目,該工程大體分三部分:一座車站、一段暗挖區(qū)間及一段明挖區(qū)間。該工程具有工程量大、工序多、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)含量高等特點(diǎn)。本文僅針對(duì)暗挖區(qū)間的特點(diǎn)、重難點(diǎn)以及臨近電視塔的保護(hù)等問題進(jìn)行詳細(xì)闡述。一.工程概況本標(biāo)段暗挖區(qū)間位于陜西省自然博物館東側(cè),區(qū)間隧道呈南北走向,全長(zhǎng)。采用中洞法+CRD法進(jìn)行施工,暗挖段車站
2、端斷面寬,高;區(qū)間端斷面寬24m,高。為典型的城市超大斷面淺埋暗挖隧道。 一.工程概況區(qū)間隧道東側(cè)的長(zhǎng)安南路為西安市南北交通的主干道之一;西側(cè)為陜西電視塔群建筑。西電視塔是西安市城市南北軸線上的重要標(biāo)志性建筑,電視塔塔高246米,其基礎(chǔ)為筏型基礎(chǔ),埋深為米,基底比隧道拱頂還要高出米,其邊緣距暗挖隧道最近距離為。區(qū)間隧道陜西省電視塔區(qū)間隧道與電視塔平面位置示意圖止水帷幕電視塔區(qū)間隧道與電視塔剖面位置示意圖暗挖隧道會(huì)展中心站全景圖 車站明挖區(qū)間暗挖電視塔電視塔遠(yuǎn)景圖 電視塔近景圖 電視塔與車站及區(qū)間隧道位置關(guān)系近景圖 隧道入口電視塔二.工程地質(zhì)條件1、地形地貌工程所在場(chǎng)地內(nèi)地形北高南低,西高東低,
3、地面標(biāo)高介于,高差達(dá),場(chǎng)地周邊有電視塔及陜西省自然博物館等重要建筑物。二.工程地質(zhì)條件2、地層巖性本場(chǎng)地屬西安市黃土梁,工程影響深度內(nèi)主要地層為上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、殘積古土壤及中更新統(tǒng)風(fēng)積老黃土、殘積古土壤(老黃土與古土壤交替成層)、沖積粉質(zhì)黏土(夾砂)。詳見下圖右線地質(zhì)縱剖面圖。暗挖起點(diǎn)暗挖終點(diǎn)古土壤老黃土老黃土常水位線暗挖基底區(qū)間隧道右線地質(zhì)縱剖面圖 三.工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)1、特點(diǎn):隧道斷面大,工序繁多后配線暗挖區(qū)間是大型的雙連拱形隧道,共由10個(gè)小斷面組成。中導(dǎo)洞有2個(gè)斷面,采用上、下臺(tái)階法施工;左、右線各4個(gè)斷面,分別采用CRD法施工。整個(gè)隧道工序繁多、斷面變化頻繁,開挖斷面跨度大,施工中
4、需處理好各個(gè)工序間的銜接。三.工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)2、重難點(diǎn):區(qū)間隧道與電視塔距離過近電視塔地基為天然地基,基礎(chǔ)為環(huán)形鋼筋混凝土基礎(chǔ),厚度為2m,基礎(chǔ)埋深高于地鐵隧道埋深,通過調(diào)查,從運(yùn)營至今沉降觀測(cè)結(jié)果顯示,電視塔略向西北傾斜,即遠(yuǎn)離隧道方向,但傾斜值在高聳建筑允許范圍內(nèi),因此針對(duì)電視塔的保護(hù)是整個(gè)工程的重中之重。四.施工措施由于隧道與電視塔距離過近,為實(shí)現(xiàn)隧道與電視塔周邊土體的整體穩(wěn)定,就要從隧道本身施工以及針對(duì)電視塔的具體保護(hù)措施著手,做到兩大方面均要兼顧,無論哪一方面在施工過程中存在問題,都會(huì)給電視塔的安全帶來嚴(yán)重隱患。 四.施工措施(一) 隧道本身施工 1、隧道初支及襯砌(1)短進(jìn)尺開挖
5、: 每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺控制在,嚴(yán)禁超挖。四.施工措施(2)加快開挖速度:上導(dǎo)全部采用人工開挖的方式,下導(dǎo)小挖機(jī)配合開挖已加快施工進(jìn)度。四.施工措施(3) 加強(qiáng)超前支護(hù):隧道上半斷面拱頂設(shè)置159mm超前大管棚注漿預(yù)支護(hù),開挖過程中設(shè)42mm小導(dǎo)管注漿預(yù)加固。一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):黃土地層管棚長(zhǎng)度。四.施工措施襯砌及時(shí)跟進(jìn):無論是中導(dǎo)洞還是左右線均需根據(jù)監(jiān)測(cè)情況及時(shí)跟進(jìn),避免地表及拱頂沉降過大給隧道及電視塔帶來安全隱患。四.施工措施做好監(jiān)測(cè)工作:此部分工作包括隧道監(jiān)測(cè)以及電視塔監(jiān)測(cè),以期及時(shí)反饋信息,指導(dǎo)施工。地面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)拱頂下沉水平收斂位移隧底隆起隧道內(nèi)部監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)電視塔監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖
6、四.施工措施2、開挖工序要求嚴(yán)格按照施工工序要求進(jìn)行施工。工序圖如下中導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖中導(dǎo)洞上臺(tái)階初支中導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖中導(dǎo)洞下臺(tái)階初支中隔墻施工左斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階開挖右斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階開挖左斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階初支右斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階初支左斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階開挖右斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階開挖左斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階初支右斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階初支左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階開挖右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階開挖左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階初支右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階初支左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階開挖右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階開挖左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階初支右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階初支上導(dǎo)開挖(進(jìn)尺0.5m)上導(dǎo)初支下導(dǎo)開挖下導(dǎo)初支中隔墻施工左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑上
7、導(dǎo)開挖(進(jìn)尺0.5m)左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑上導(dǎo)初支左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑下導(dǎo)開挖(進(jìn)尺0.5m)左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑下導(dǎo)初支左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑上導(dǎo)開挖(進(jìn)尺0.5m)左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑上導(dǎo)初支左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑下導(dǎo)開挖(進(jìn)尺0.5m)左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑下導(dǎo)初支四.施工措施在此提兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn):第一點(diǎn):針對(duì)超大斷面的黃土地層隧道,莫要輕易更改土方開挖施工工藝前期施工過程中,考慮到工期緊張,臨時(shí)調(diào)整過施工工藝,調(diào)整的前提是在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示良好的情況下進(jìn)行的,同時(shí)也征得了建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位以及監(jiān)理單位的同意。四.施工措施具體情況是:中導(dǎo)洞開挖一段距離后,大約二倍洞徑(22m)的時(shí)候,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示地表沉降為0。為了加快施工進(jìn)度,在中隔墻未
8、跟進(jìn)的情況下,左右線外側(cè)導(dǎo)洞試探性的進(jìn)行了開挖。在中導(dǎo)洞貫通(總計(jì)米)、左右線外側(cè)導(dǎo)洞進(jìn)尺分別四.施工措施為40米及36米時(shí),地表沉降僅為21mm,開挖邊線以外15米處地表沉降僅為1mm。基于此,左右線外側(cè)導(dǎo)坑加快了施工進(jìn)度,但剛好一個(gè)月后,問題出現(xiàn)了,在左右線外側(cè)導(dǎo)洞進(jìn)尺分別為60米和56米時(shí),距洞口35米的中導(dǎo)洞位置,地表沉降在一個(gè)月內(nèi)突然增加了四.施工措施41mm(累積值為57mm),已超出了警戒值,為了避免沉降繼續(xù)增大,中隔墻加快了施工進(jìn)度,由原來的單工作面單向施工變成了雙工作相向施工,雖然地表沉降最終得到了控制,但因搶中隔墻施工浪費(fèi)了大量的人力、物力及財(cái)力。期間值得慶幸的是未因地表沉
9、降而改變電視塔原來的沉降變化趨勢(shì)。 四.施工措施第二點(diǎn):襯砌適時(shí)施工,拆撐不可冒進(jìn)中導(dǎo)洞的中隔墻根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來選擇施作時(shí)間,但必須在左右線外側(cè)導(dǎo)坑開挖前完成,同時(shí)做好中隔墻拱頂注漿工作。左右線同樣根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來確定二襯施工時(shí)間,須注意的是:左右線二襯必須同時(shí)跟進(jìn),保證對(duì)稱施工;另外,臨時(shí)支撐拆除嚴(yán)格按照提前一節(jié)(6m)進(jìn)行,嚴(yán)禁多拆,杜絕安全風(fēng)險(xiǎn)。四.施工措施(二)電視塔的保護(hù)措施措施一 :設(shè)置止水帷幕由于本段有飽和軟黃土,隧道施工期間的降水可能是引起電視塔沉降的主要因素,因此隧道施工時(shí)需設(shè)置止水帷幕,即暗挖結(jié)構(gòu)與電視塔之間打設(shè)高壓旋噴樁止水帷幕,延長(zhǎng)地下水流通的距離,降低地下水的水力坡度,使
10、電視塔四.施工措施處沉降不發(fā)生或即使發(fā)生時(shí),沉降值能控制在允許的范圍內(nèi)。本工程設(shè)計(jì)打設(shè)雙排800mm650mm的高壓旋噴樁作為止水帷幕,樁長(zhǎng)為,其中實(shí)樁長(zhǎng)度18m,空樁長(zhǎng)度為。縱向分布長(zhǎng)度107m,與暗挖結(jié)構(gòu)邊線距離11m不等。旋噴樁實(shí)樁深入隧道底以下5m。見止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖。止水帷幕電視塔止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖 止水帷幕施工過程照片 止水帷幕地面痕跡實(shí)景照片四.施工措施措施二 :回灌措施降水可能會(huì)破壞電視塔附近地基土的應(yīng)力平衡,造成電視塔向東傾斜的可能。另外,該段區(qū)間隧道圍巖及路基基本均為飽和軟黃土,不利于土體穩(wěn)定,特別是機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)等影響,為避免電視塔可能出現(xiàn)
11、的傾斜,在該處降水施工中采用回灌法,在沉降區(qū)域施工回灌井,縱向間距40米,回灌井與降水井之間的距離。 降水井(五口)回灌井(三口)車站原降水井后配線明挖降水井電視塔回灌井平面布置示意圖 止水帷幕降水井觀測(cè)井常水位水位線回灌井回灌井及降水井剖面位置示意圖 降水井及回灌井實(shí)景照片四.施工措施措施三:監(jiān)測(cè)措施隧道開挖產(chǎn)生的降水效應(yīng)及開挖對(duì)周邊土體的擾動(dòng)均會(huì)使電視塔基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降或不均勻沉降,因此,在電視塔結(jié)構(gòu)周邊布置沉降觀測(cè)點(diǎn),塔身布置傾斜觀測(cè)點(diǎn),具體內(nèi)容如下:四.施工措施(1)監(jiān)測(cè)沉降值:電視塔上八角位置布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),隨時(shí)觀測(cè)豎向位移值;(2)監(jiān)測(cè)傾斜值:電視塔上布設(shè)測(cè)斜儀,隨時(shí)觀測(cè)傾斜值;四.施
12、工措施(3)結(jié)構(gòu)裂縫的觀測(cè):在施工前、中、后期隨時(shí)檢查并觀測(cè)其裂縫情況;(4)監(jiān)測(cè)頻率:暗挖施工通過電視塔時(shí),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率為2次/1天。五.施工小結(jié)目前本隧道施工已經(jīng)結(jié)束,施工過程中幾處重點(diǎn)總結(jié)如下:1、施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)僅能指導(dǎo)施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不一定具有預(yù)見性,只能起到指導(dǎo)施工作用,對(duì)于黃土地層的復(fù)雜斷面隧道來說,絕不能因數(shù)據(jù)反映情況良好而輕易更改隧道開挖的施工工藝。五.施工小結(jié)2、降水對(duì)黃土地層的沉降影響相對(duì)較小在隧道開挖邊線以外的15米處以及車站基坑外2米處布設(shè)沉降點(diǎn)的觀測(cè)情況來看,最大沉降值未超過10mm。五.施工小結(jié)3、止水帷幕作用顯著止水帷幕對(duì)阻止地下水流動(dòng)、保護(hù)電視塔安全確實(shí)起到了積極的作用,施工期間,電視塔側(cè)所測(cè)水位未發(fā)生明顯變化。同時(shí),止水帷幕實(shí)樁與虛樁的設(shè)置更大限度地減少了工程造價(jià)及施工用時(shí)。五.施工小結(jié)4、回灌井未進(jìn)入使用狀態(tài)在保證止水帷幕施工質(zhì)量的前提下,回灌井可以不施作,雖然理論上可以促成地基土的應(yīng)力平衡,但實(shí)際意義不大。五.施工小結(jié)5、主要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示如下:隧道監(jiān)測(cè)情況:地表沉降最大值為230mm,超出允許值;隧道拱頂沉降最大值為59mm(個(gè)別點(diǎn)),超出允許值9mm,在隧道中線位置;隧道收斂最大值為,未超出允許值的()。五.施工小結(jié)地表沉降過大原因分析:根據(jù)陜西省自然博物館提供的數(shù)據(jù)及我單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查的結(jié)果顯示,區(qū)
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