10-緊臨既有建筑物的城市地鐵暗挖隧道施工技術(shù)ppt課件

1、緊鄰既有建筑物的城市超大斷面緊鄰既有建筑物的城市超大斷面 暗挖隧道施工技術(shù)暗挖隧道施工技術(shù) 中鐵十三局集團(tuán)第五工程有限公司中鐵十三局集團(tuán)第五工程有限公司 二二0 0一一0 0年四月二十四日年四月二十四日 緊鄰既有建筑物的城市超大斷面緊鄰既有建筑物的城市超大斷面 暗挖隧道施工技術(shù)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) 一一. .工程概況工程概況 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

2、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。 一一. .工程概況工程概況 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97.1m。 采用中洞法+CRD法進(jìn)行施工，暗挖段車 站端斷面寬22.5m，高10.628m；區(qū)間 端斷面寬24m，高11.778m。為典型的 城市超大斷面淺埋暗挖隧道。 一一. .工程概況工程概況 區(qū)間隧道東側(cè)的長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13

3、.5米，基底比隧 道拱頂還要高出1.8米，其邊緣距暗挖隧 道最近距離為32.5m。 武警住地 電視塔裝修板房 電視塔 車 站 端 后配 線明 挖端 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區(qū)間隧道與電視塔平面位置示意圖 暗挖斷面 地面 止水帷幕 電視塔 區(qū)間隧道與電視塔剖面位置示意圖區(qū)間隧道與電視塔剖面位置示意圖 暗挖隧道 會(huì)展中心站全景圖會(huì)展中心站全景圖 車站明挖 區(qū)間暗挖 電視塔 電電 視視 塔塔 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 景景 圖圖 電電 視視 塔塔 近近 景景 圖圖 電電 視視 塔塔 與與 車車 站站 及及 區(qū)區(qū) 間間 隧隧 道道 位位 置置 關(guān)關(guān) 系系 近近 景景 圖圖 隧道入口 電視塔

4、二二. .工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件 1、地形地貌 工程所在場地內(nèi)地形北高南低，西高東 低，地面標(biāo)高介于432.50 440.000m，高差達(dá)7.5m，場地周邊 有電視塔及陜西省自然博物館等重要建 筑物。 二二. .工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件 2、地層巖性 本場地屬西安市黃土梁，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。 古土壤古土壤 老黃土老黃土 老黃土老黃土 常水位線 暗挖基底 區(qū)間隧道右線地質(zhì)縱剖面圖區(qū)間隧道右線地質(zhì)縱剖面圖 三三. .工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)

5、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，施工中需處理好各個(gè)工序間的銜接。 三三. .工程特點(diǎn)及重難點(diǎn)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。 四四. .

6、施工措施施工措施 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。 四四. .施工措施施工措施 （一） 隧道本身施工 1、隧道初支及襯砌 （1短進(jìn)尺開挖： 每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5m，嚴(yán)禁超挖。 四四. .施工措施施工措施 （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。 四四. .施工措施施工措施 (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)42m

7、m 小導(dǎo)管注漿預(yù)加固。 一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：黃土地層管棚長度。 四四. .施工措施施工措施 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。 四四. .施工措施施工措施 做好監(jiān)測工作： 此部分工作包括隧道監(jiān)測以及電視塔監(jiān) 測，以期及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)施工。 5000500040005000250030001600 2500 250030002500 250030003000250040005000500050001600 地面沉降監(jiān)測點(diǎn) 拱頂下沉拱頂下沉 水平收斂位移水平收斂位移 隧底隆起隧底隆起 隧道內(nèi)部監(jiān)測點(diǎn)位布置圖隧道內(nèi)部監(jiān)測點(diǎn)位

8、布置圖 武警住地 電視塔裝修板房 電視塔 車 站 端 后配 線明 挖端 沉降監(jiān)測點(diǎn) 測斜監(jiān)測點(diǎn) 電視塔監(jiān)測點(diǎn)位布置圖電視塔監(jiān)測點(diǎn)位布置圖 四四. .施工措施施工措施 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 IV XIXI XI XI IV 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

9、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 長管棚超前小導(dǎo)管 中導(dǎo)洞格柵鋼架 臨時(shí)支撐 核心土 42鎖腳錨管 根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果 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 超前小導(dǎo)管 159管棚 核心土 核心土 臨時(shí)仰拱 正洞格柵鋼架 鎖腳錨管 左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑上導(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）

10、 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 四四. .施工措施施工措施 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。 四四. .施工措施施工措施 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)98.6米）、

11、左右線外側(cè)導(dǎo)洞進(jìn)尺分別 四四. .施工措施施工措施 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?；?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 四四. .施工措施施工措施 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降而改變 電視塔原

12、來的沉降變化趨勢(shì)。 四四. .施工措施施工措施 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 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)展， 嚴(yán)禁多拆，杜絕安全風(fēng)險(xiǎn)。 四四. .施工措施施工措施 （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，延長地下水

13、流 通的距離，降低地下水的水力坡度，使電視塔 四四. .施工措施施工措施 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，樁長為33.51m，其中實(shí)樁長度18m，空 樁長度為15.51m?？v向分布長度107m，與 暗挖結(jié)構(gòu)邊線距離5.7m11m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。 暗挖斷面 地面 止水帷幕 電視塔 止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖 止止 水水 帷帷 幕幕 施施 工工 過過 程程 照照 片片 止止 水水 帷帷

14、幕幕 地地 面面 痕痕 跡跡 實(shí)實(shí) 景景 照照 片片 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)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 5.0m。 四四. .施工措施施工措施 止水帷幕（示意） 后配線暗挖區(qū)域 后配 線明 挖端 車 站 端 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回灌井平面布置示意圖 止水帷幕 降水

15、井降水井 觀測井 常水位 水位線 回灌井回灌井 回灌井及降水井剖面位置示意圖回灌井及降水井剖面位置示意圖 降水井及回灌井實(shí)景照片降水井及回灌井實(shí)景照片 措施三：監(jiān)測措施 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 邊布置沉降觀測點(diǎn)，塔身布置傾斜觀測 點(diǎn)，具體內(nèi)容如下： 四四. .施工措施施工措施 （1監(jiān)測沉降值： 電視塔上八角位置布設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)，隨時(shí) 觀測豎向位移值； （2監(jiān)測傾斜值： 電視塔上布設(shè)測斜儀，隨時(shí)觀測傾斜值； 四四. .施工措施施工措施 （3結(jié)構(gòu)裂縫的觀測： 在施工前、中、后期隨時(shí)檢查并觀測其 裂縫情況； （4監(jiān)測頻

16、率： 暗挖施工通過電視塔時(shí)，加強(qiáng)監(jiān)測頻率 為2次/1天。 四四. .施工措施施工措施 五五. .施工小結(jié)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)測數(shù)據(jù)僅能指導(dǎo)施工 監(jiān)測數(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。 五五. .施工小結(jié)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)的觀測情況來看， 最大沉降值未超過10mm。 五五. .施工小結(jié)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

17、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)。 五五. .施工小結(jié)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。 五五. .施工小結(jié)施工小結(jié) 5、主要監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示如下： 隧道監(jiān)測情況： 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21.41mm，未超出允許 值的23.50mm0.005B）。 五五. .施工小結(jié)施工小

18、結(jié) 地表沉降過大原因分析：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)場實(shí)際根據(jù)陜西省自然博物館提供的數(shù)據(jù)及我單位現(xiàn)場實(shí)際 調(diào)查的結(jié)果顯示，區(qū)間隧道上方的小山包是自然博物調(diào)查的結(jié)果顯示，區(qū)間隧道上方的小山包是自然博物 館綠化地的一部分，小山包本身為人工填土所成，沒館綠化地的一部分，小山包本身為人工填土所成，沒 有經(jīng)過類似碾壓或其它方式的特殊處理，土體本身密有經(jīng)過類似碾壓或其它方式的特殊處理，土體本身密 實(shí)度及穩(wěn)定性均較差，尤其是在土體遇水后，地表沉實(shí)度及穩(wěn)定性均較差，尤其是在土體遇水后，地表沉 降非常明顯。由于隧道是在雨季施工，加之隧道開挖降非常明顯。由于隧道是在雨季施工，加之隧道開挖 初支的影響，在諸