地鐵盾構(gòu)小凈距平行施工技術(shù)

1、地鐵盾構(gòu)小凈距平行施工技術(shù)摘 要: 以北京地鐵 10 號線 11 標(biāo)段為背景, 詳細介紹了在盾構(gòu)隧道小凈距施工的情況下采取的加固措施, 并通過各種監(jiān)測表明, 這些措施能夠滿足工程實際的需要。關(guān)鍵詞: 盾構(gòu)施工; 小凈距隧道; 平行施工 在許多城市修建地鐵的過程中, 盾構(gòu)隧道技術(shù)的應(yīng)用已越來越廣, 而且都不可避免地需要在一些建筑物的基礎(chǔ)下和橋梁的深樁之間穿行, 因此使得兩條隧道的凈距離也變得越來越小。如何解決兩條盾構(gòu)隧道近距離施工的相互影響就成為盾構(gòu)施工亟待解決的一個難題1。1 工程概況 北京地鐵 10 號線 11 標(biāo)段盾構(gòu)隧道區(qū)間部分在三源里建筑群( 北小街 8 號, 南小街 2 號、6 號、

2、8 號,泛旅大廈等) 和三環(huán)主路橋柱間穿行, 其隧道右線距該建筑群的最近距離為 3.7 m, 兩條隧道間凈距為 6 m。由于該建筑群中的南、北小街 8 號樓均為上世紀(jì)八十年代初建成的 12 層壁板樓, 經(jīng)建筑權(quán)威部門評估已屬危樓, 抵抗變形能力非常差, 為此在隧道左線已經(jīng)施工完畢的前提下, 設(shè)計單位將隧道右線整體向左線平移, 增大右線與建筑物之間的距離, 但同時也將左、右兩條隧道的最小凈距調(diào)整為僅 1.7 m。2 工程地質(zhì)條件 北小街 8 號樓南小街 8 號樓段地面標(biāo)高約 38.8m,地層自上而下依次為: (1)粉土填土層, 雜填土1 層; 層厚 1.85.3 m。 (2)粉土層, 粉質(zhì)粘土1

3、 層; 層厚 3.67.4 m。 (3)粉質(zhì)粘土層, 粉土2 層, 中粗砂1 層, 粉細砂2 層; 層厚 7.014.5 m。 (4) 粉質(zhì)粘土層, 卵石圓礫層, 中粗砂1層, 粉質(zhì)粘土層, 粘土1 層; 層厚 5.210.3 m。隧道左、右線穿越的土體主要為粉質(zhì)粘土, 2粉土, 其間夾雜著少量的1 粘土及2 粉細砂, 土層自立性中等。3 工程難點及相應(yīng)技術(shù)措施 通過數(shù)值分析得知: 線路調(diào)整后左線隧道內(nèi)力最大增加 31 %, 右線最大增加 8.7 %。調(diào)線后右線隧道與樓房距離增大, 施工引起的樓房沉降減小, 但由于兩條隧道的最近凈距減至 1.7 m, 凈距 2.5 m 內(nèi)的范圍達 150 m,

4、 近距離施工范圍較長, 因此右線盾構(gòu)施工時, 將會對兩條隧道之間的土體產(chǎn)生更大的擾動,進而影響左線隧道2-3。為了增強隧道間土體的抗壓、抗剪能力, 控制管片的變形、隧道的偏移等, 須對左、右線隧道進行加固。3. 1 左線隧道加固保護措施 (1)在已經(jīng)施工的洞內(nèi)通過注漿對土層進行加固。由于通過原有注漿孔進行注漿加固后的范圍有限, 所以, 在管片吊裝孔上再打入 5 根長 3 m、1 根長 1.5 m,42 的鋼花管進行注漿加固, 以控制右線隧道施工所引起的左線隧道變形。漿液采用水泥、水玻璃雙液漿。 (2)在里程左 K16+204.314K16+439.92之間200 環(huán)內(nèi)采取隧道內(nèi)支撐加固措施,

5、以幫助管片承受外部的壓力, 控制管片的變形及滑動, 改善左線隧道受力。支撐見圖 1、圖 2。3. 2 右線隧道加固保護措施 (1) 在里程右 K16+174.25K16+524.65 之間共有312 環(huán), 每環(huán)采取注漿加固措施。 (2) 將管片吊裝孔鑿開, 打入長 3 m、42 的鋼花管, 并及時用球閥封住注漿管, 以防漏漿。 (3)漿液采用水泥、水玻璃雙液漿。3. 3 監(jiān)控量測 為保證右線盾構(gòu)穿越時不會影響到左線隧道的安全, 我們在左線盾構(gòu)隧道內(nèi)布設(shè)了各種監(jiān)測儀器, 對該段 左線隧道 的管片混凝 土應(yīng)變、管片內(nèi)凈空變形 、管片螺栓內(nèi) 力、鋼圈與 管片混凝土之間的壓力、混凝土管片張開量等進行了

6、 24 h 不間斷的監(jiān)測4-5。典型斷面重點測點的結(jié)果分析如下: (2)鋼環(huán)與管片接觸壓力, 見圖 4 從圖中數(shù)據(jù)可以看出:鋼環(huán)與管片之間的接觸壓力都在 0.06 t 以內(nèi),壓強增加為 2.36 MPa, 遠遠低于管片的強度(50 MPa)。 (3)管片螺栓內(nèi)力, 見圖 5 從圖中數(shù)據(jù)可以看出:右管片螺栓內(nèi)力變化都在0.2 t 以內(nèi),壓強增加 7.87 MPa, 遠遠低于螺栓的設(shè)計強度值(235 MPa)。 (4)管片張開量, 見圖 6 從圖中數(shù)據(jù)可以看出:管片張開量變化都在 1.6 mm以內(nèi),低于設(shè)計控制值(2.0 mm)。 (5)管片內(nèi)凈空收斂(橫向變形/豎向變形), 見圖 7、圖 8 從

7、圖中數(shù)據(jù)可以看出: 管片收斂變化在 8 mm 以內(nèi),遠遠低于設(shè)計控制值(36 mm) , 而且橫向變形大于豎向變形, 說明橫向受力比豎向受力要大, 結(jié)構(gòu)安全。4 結(jié)語 在隧道近距離施工的這近 200 環(huán)內(nèi), 通過采取上述措施, 保證了設(shè)計要求的各項技術(shù)指標(biāo), 對左線隧道起到了很好的加固作用, 保障了左線隧道及建筑群的安全。 基于以上對現(xiàn)場工作的介紹和對監(jiān)測資料的分析, 可以得出以下結(jié)論: (1) 在隧道近距離施工的情況下分別對左、右線隧道采取加固措施是必要的。 (2) 通過對該段隧道的管片混凝土應(yīng)變、管片內(nèi)凈空變形、管片螺栓內(nèi)力、鋼圈與管片混凝土之間的壓力、混凝土管片張開量等進行監(jiān)測證明, 采

8、取加固措施后隧道的各項指標(biāo)均能滿足設(shè)計和實際的需要。 (3) 從北京地鐵 10 號線 11 標(biāo)段的成功經(jīng)驗來看, 只要措施合理, 小凈距平行隧道的施工也是可行的, 能夠為類似隧道的設(shè)計和施工提供可靠的依據(jù)。參考文獻:1 王啟耀, 等. 近距離雙線盾構(gòu)隧道施工相互影響的監(jiān)測與分析J. 地下空間, 2003(3) : 229- 233.2 靳曉光, 等.小徑距公路隧道施工過程的數(shù)據(jù)模擬C. 2003年全國公路隧道學(xué)術(shù)會議論文集. 北京: 人民交通出版社,2003: 118- 124.3 Ghaboussi J, Ranken R E.Interaction between two parallel tun-nelsJ. Interactional Journey for Numerical and analyticalMethods in Geomechanics,1