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大跨度度不對對稱雙雙聯(lián)拱拱隧隧道在在復(fù)雜雜地質(zhì)質(zhì)條件件下的的施工工技術(shù)術(shù)提綱1.工程概概況2.模擬計計算及及隧道道結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計2.1結(jié)構(gòu)計計算模模型2.2結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計3.施工方方法3.1中導(dǎo)洞洞施工工3.2單線斷斷面臺臺階法法施工工3.3雙線斷斷面CRD法施工工3.4雙聯(lián)拱拱防水水施工工技術(shù)術(shù)4.監(jiān)控量量測5.結(jié)束語語【內(nèi)容摘摘要】介紹了了廣州州地鐵鐵X號線XX折返線線工程程大跨跨度不不對稱稱雙聯(lián)聯(lián)拱的的設(shè)計計與施施工,,針對對該結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點點,對對隧道道結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行行了受受力分分析,,通過過采取取一系系列施施工技技術(shù)措措施,,順利利完成成了施施工。。為今今后復(fù)復(fù)雜地地質(zhì)條條件下下大跨跨度不不對稱稱雙聯(lián)聯(lián)拱的的施工工積累累了寶寶貴的的經(jīng)驗驗。1.工程概概況廣州地地鐵X號線XX折返線線隧道道西起起XX廣場站站,沿沿清河河?xùn)|路路向東東,穿穿過東東環(huán)路路跨線線橋,,止于于外XX大樓。。區(qū)間由由左、、右兩兩條正正線及及存車車線組組成。其中左左線設(shè)設(shè)計里里程為為ZDK28+431.80~ZDK28+786.30,全長長354.5m,右線線設(shè)計計里程程為YDK28+431.80~YDK28+786.30,全長長354.5m。兩條線線路的的隧道道凈距距為1.75m~8.10m之間。。隧道道埋深深為14.0m~17.5m。區(qū)間線線路相相互交交錯,,斷面面類型型較多多,變變化頻頻繁,,斷面面跨度度大,,結(jié)構(gòu)構(gòu)較復(fù)復(fù)雜。。其中大大跨度度不對對稱雙雙聯(lián)拱拱地段段位于于DK28+546.05~+566.5,其開開挖跨跨度為為21.7米,開開挖高高度為為10.21米,隧道拱拱頂埋埋深15.2米。是施工工難度度很大大的地地下洞洞室群群。大跨度度不對對稱雙雙聯(lián)拱拱段基基巖為為燕山山三期期(γy3)花崗崗巖。。隧道洞洞身位位于一一條寬寬度達(dá)達(dá)15m的斷層層破碎碎帶上上,該該破碎碎帶巖巖石多多為全全風(fēng)化化花崗崗巖,綠泥泥石化化嚴(yán)重重,巖巖石呈呈碎粒粒、碎碎塊狀狀、地地下裂裂隙水水豐富富,巖石粘粘結(jié)力力差,,開挖挖易坍坍塌。由于該雙聯(lián)拱所處地段附近地面建筑物較少,只有北邊20米外為羅家電腦城,因此只要確保雙聯(lián)拱施工安全,防止雙聯(lián)拱地段出現(xiàn)較大沉降和地下失水,即可保證地面和地下結(jié)構(gòu)物的安全。針對雙聯(lián)拱跨度大、不對稱、地質(zhì)條件復(fù)雜的特點,該雙聯(lián)拱的施工方法采用中墻法+臺階法+CRD法,并以超前注漿小導(dǎo)管為輔助措施確保施工安全。2、模擬計算算及隧道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)計算模模型結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)設(shè)計充分考考慮了地鐵鐵限界要求求,暗挖結(jié)結(jié)構(gòu)的施工工工藝要求求,結(jié)構(gòu)受受力特性、、圍巖級別別、地表建建筑等條件件,經(jīng)計算算分析及優(yōu)優(yōu)化,并類類比同類工工程而綜合合確定的。。結(jié)構(gòu)計算采采用荷載—結(jié)構(gòu)模型平平面桿系有有限單元法法。計算基本假假定襯砌為為小變形彈彈性梁,襯襯砌離散為為多個等厚厚度直桿梁梁單元;用用布置于各各節(jié)點上的的彈簧單元元來模擬圍圍巖與襯砌砌的相互約約束;彈簧簧只承受壓壓力,彈簧簧受壓時的的反力即為為圍巖對襯襯砌的彈性性抗力;初初期支護(hù)在在施工期間間承受水土土壓力。正正常使用期期間二次襯襯砌承受全全水頭壓力力;排水措措施作為安安全儲備,,不在結(jié)構(gòu)構(gòu)計算中考考慮。隧道所承受受的荷載主主要有土壓壓力、水壓壓力、圍巖巖抗力、混混凝土的收收縮作用力力以及背后后注漿壓力力等??紤]慮到大跨度度不對稱雙雙聯(lián)拱隧道道為淺埋隧隧道,其荷荷載組合按按作用基本本組合和偶偶然組合進(jìn)進(jìn)行分析,,根據(jù)經(jīng)驗驗,作用偶偶然組合對對截面設(shè)計計不加控制制,不作分分析。荷載組合按按作用情況況分為:垂垂直壓力和和水平側(cè)壓壓力。垂直壓力包包括地面荷荷載和土壓壓力;水平平側(cè)壓力包包括主體體結(jié)構(gòu)水壓壓力和活載載產(chǎn)生的側(cè)側(cè)壓力。采用SAP8450程序進(jìn)行計計算,可得出大大跨度不對對稱雙聯(lián)拱拱隧道初期支護(hù)彎彎矩及軸力力如圖1、2所示。根據(jù)據(jù)計算結(jié)果果進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計。圖1初支彎矩圖圖(單位::t..m)圖2初支軸力圖圖(單位::t)通過計算得出挖挖支各步施施工順序及及各步應(yīng)錯錯開的最小小距離。各步施工挖挖支順序如如圖示。圖3大跨度不對對稱雙聯(lián)拱拱開挖順序序圖①—中導(dǎo)洞上導(dǎo)導(dǎo)挖支;②—中導(dǎo)洞下導(dǎo)導(dǎo)挖支;③—雙線斷面右右半側(cè)上導(dǎo)導(dǎo)挖支;④—雙線斷面右右半側(cè)下導(dǎo)導(dǎo)挖支;⑤—中墻襯砌;;⑥—單線斷面上上導(dǎo)挖支;;⑦—單線斷面下下導(dǎo)挖支;;⑧—單線斷面仰仰拱襯砌及及回填;⑨—單線斷面拱拱墻襯砌;;⑩—雙線斷面左左半側(cè)上導(dǎo)導(dǎo)挖支;⑾—雙線斷面左左半側(cè)下導(dǎo)導(dǎo)挖支;⑿—雙線斷面仰仰拱襯砌及及回填;⒀—雙線斷面拱拱墻襯砌;;開挖步驟前前后錯距((m)①與②3m①①與③15m③與④3m③③與⑩15m②與⑤15m⑤⑤與⑥15m⑥與⑦3m⑨⑨與⑩15m⑩與⑾3m2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計3.施工方法結(jié)合單線斷斷面,雙線線斷面的施施工方法,,該大跨度度不對稱雙雙聯(lián)拱的施施工采取中墻法+臺階法+CRD法施工,先先施工中導(dǎo)導(dǎo)洞,澆筑筑中墻混凝凝土,然后后進(jìn)行單線線斷面施工工,最后施施工雙線斷斷面。各部施工方方法如下。。3.1中導(dǎo)洞施工工3.2單線斷面臺臺階法施工工3.3雙線斷面CRD法施工3.4雙聯(lián)拱防水水施工技術(shù)術(shù)3.1中導(dǎo)洞施工工中導(dǎo)洞按短短臺階法施施工,上下臺階階拉開步距距為3~5m;每循環(huán)進(jìn)進(jìn)尺0.5~1.2m。根據(jù)現(xiàn)場場圍巖情況況,開挖前前沿中導(dǎo)洞洞開挖輪廓廓外側(cè)拱部部環(huán)向布置超超前注漿小小導(dǎo)管,導(dǎo)管采用用ф42熱扎無縫鋼鋼管,壁厚厚3.5㎜,單根長度度為4.0m,環(huán)向間距距0.35m,縱向間距距2.4m,外插角約約為10°。開挖完成后后及時初噴C20混凝土,厚度約為為5cm,臨時封閉掌掌子面,以防止掌掌子面失穩(wěn)穩(wěn)出現(xiàn)坍塌塌。依次立立設(shè)格柵鋼架架,間距為50㎝,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)網(wǎng)噴射混凝凝土至設(shè)計計厚度。鋼筋網(wǎng)采采用ф6.5鋼筋,單層層鋪設(shè)于格格柵外側(cè),,網(wǎng)距為150㎜××150㎜㎜,噴射混凝凝土厚度不不小于20㎜。圖片1:軟弱地層層雙層超前前注漿小導(dǎo)導(dǎo)管上導(dǎo)噴砼完完成后進(jìn)行行下導(dǎo)施工工,依次進(jìn)進(jìn)行開挖——立設(shè)格柵鋼鋼架——掛設(shè)鋼筋網(wǎng)網(wǎng)——噴設(shè)C20早強(qiáng)混凝凝土。上上下導(dǎo)保保持步距距為3~5m。中導(dǎo)洞挖挖支完成成后,及及時進(jìn)行行中墻襯襯砌施工工,處理理基面——鋪設(shè)PVC防水板——澆筑C25防水混凝凝土,抗?jié)B等級級S8。3.2單線斷面面臺階法法施工中導(dǎo)洞施施工完成成后,應(yīng)應(yīng)及時對對中墻頂頂進(jìn)行注注漿,回回填拱部部空隙。。待中墻墻混凝土土至設(shè)計計強(qiáng)度的的70%后方可進(jìn)進(jìn)行單線線斷面施施工。單線斷面面開挖前前,必須須對中導(dǎo)導(dǎo)洞右側(cè)側(cè)進(jìn)行支支撐,以以防止中中墻受偏偏壓產(chǎn)生生位移。。單線斷面面仍按短短臺階法法施工,,上半斷斷面環(huán)形形開挖留留核心土土,上下下導(dǎo)拉開開步距為為3~5m;每循環(huán)環(huán)進(jìn)尺0.5~1.2m。按設(shè)計計要求及及現(xiàn)場圍圍巖實際際情況,,考慮到到圍巖情情況,II類圍巖,,全風(fēng)化化花崗巖巖,與水水溶解成成泥狀,,依次進(jìn)進(jìn)行掌子子面臨時時噴砼封封閉,超超前小導(dǎo)導(dǎo)管注漿漿加固圍圍巖,注注漿漿液液采用42.5級普通硅硅酸鹽水水泥漿,,水灰比比為1:0.5~1:0.8,注漿壓壓力為0.5MPa,漿液強(qiáng)強(qiáng)度等級級為20Mpa。圖片6:中墻臨臨時支撐撐單線斷面面的初期期支護(hù)為為格柵鋼鋼架噴錨錨支護(hù),,格柵鋼鋼架間距距為0.5m,噴射混混凝土厚厚度為30cm。單線斷面面開挖支支護(hù)完成成后應(yīng)及及時進(jìn)行行二次襯襯砌。二次襯襯砌前需需拆除中導(dǎo)導(dǎo)洞側(cè)墻墻格柵鋼鋼架及噴噴射混凝凝土,格柵鋼架架拆除采采用微差差松動爆爆破技術(shù)術(shù)施工,,施工中注注意保護(hù)中墻墻混凝土土面以及中墻墻頂預(yù)留留的PVC防水板不被損壞壞,除在在爆破中中嚴(yán)格控控制鉆孔孔及裝藥藥量之外外,爆破破時還需需對防水水板采用用薄鐵皮皮包裹進(jìn)進(jìn)行防護(hù)護(hù),對中中墻混凝凝土表面面需用木木板或竹竹耙進(jìn)行行遮擋。。3.3雙線斷面面CRD法施工雙線斷面面采用CRD法施工,先施工工右半側(cè)側(cè)上下導(dǎo)導(dǎo),即先先施工③③④步,,③④步步與①②②步錯開開距離為為15m左右。根根據(jù)圍巖巖情況并并考慮到到施工方方便,③步施施工前鉆鉆設(shè)超前前小導(dǎo)管管進(jìn)行注注漿加固固圍巖,,開挖時時預(yù)留核核心土呈呈環(huán)形開開挖,及時支支立格柵柵鋼架、、臨時隔隔壁及仰仰拱型鋼鋼,掛設(shè)設(shè)鋼筋網(wǎng)網(wǎng),噴射射C20早強(qiáng)混凝土,,噴射混凝土土厚度:格柵柵鋼架為30cm,臨時隔壁及及仰拱噴砼厚厚度為20cm。③步施工完完成后進(jìn)行④④步施工,③③步與④步拉拉開步距為3~5m。④步施工仍仍按開挖土體體——立設(shè)格柵鋼架架及臨時隔壁壁型鋼——鉆設(shè)側(cè)墻錨桿桿——噴射格柵及隔隔壁混凝土順順序依次進(jìn)行行。圖片2:臨時仰拱型型鋼支撐圖片3:臨時中隔壁壁型鋼支撐單線斷面二次次襯砌完成后后方可進(jìn)行雙雙線斷面⑩、、⑾步的施工工,⑩與⑾步步施工仍采取取短臺階法施施工,施工中中需拆除中導(dǎo)導(dǎo)洞側(cè)墻及拱拱部部分格柵柵,格柵拆除除完成后應(yīng)及及時將臨時仰仰拱型鋼延伸伸至中墻混凝凝土面,并采采用膨脹螺栓栓進(jìn)行聯(lián)接固固定。仰拱格格柵應(yīng)及時封封閉成環(huán)。根據(jù)“新奧法法”原理,雙雙線斷面挖支支完成后,及及時布設(shè)沉降降觀測點進(jìn)行行拱頂沉降及及收斂觀測,,根據(jù)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)確定二襯襯施工時間。。雙線斷面二襯襯施工時先進(jìn)進(jìn)行⑿步施工工,再進(jìn)行⒀⒀步,即先施施工仰拱混凝凝土進(jìn)行軌底底回填后施工工拱墻混凝土土,仰拱混凝凝土施工前需需拆除臨時隔隔壁豎向型鋼鋼至軌底回填填面,仰拱型型鋼拆除每次次不大于5m,待仰拱回填完完成后豎撐即即可恢復(fù)。仰拱施工完成成后可進(jìn)行⒀⒀步施工,⒀⒀步施工前需需拆除臨時隔隔壁及仰拱支支撐,每次拆拆除長度不大大于4.8m,然后施作拱拱墻二襯混凝凝土。圖片4:CRD法③步出渣圖片5:格柵鋼架安安裝3.4雙聯(lián)拱防水施施工技術(shù)由于雙聯(lián)拱段段縱環(huán)向施工工縫較多,結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因因此雙聯(lián)拱防防水是防水施施工的薄弱環(huán)環(huán)節(jié)。防水施工遵循循著“以防為主、、防排結(jié)合、、因地制宜、、綜合治理””的原則進(jìn)行。。對雙聯(lián)拱段段的防水采用外貼貼式PVC防水板實現(xiàn)全全包防水,防水板外側(cè)側(cè)設(shè)置單層無無紡布作緩沖沖層。雙聯(lián)拱縱環(huán)向施工縫中中部埋設(shè)鍍鋅鋅鋼板止水,,每條環(huán)向施工工縫外側(cè)設(shè)置置一道平蹼式止水帶帶以實現(xiàn)分區(qū)區(qū)防水的目的。雙聯(lián)拱防水施施工如下圖。。圖5雙聯(lián)拱全包防防水施工圖圖片7:雙聯(lián)拱防水水層及襯砌排排架圖片8:已襯砌完成成的雙聯(lián)拱中中墻4.監(jiān)控量測根據(jù)本工程的的施工特點及及施工方案,,在雙聯(lián)拱施施工過程中,,需對隧道結(jié)結(jié)構(gòu)以及周圍圍受影響的地面進(jìn)行沉降降、收斂監(jiān)測以及爆破震動監(jiān)測測,以確保隧道道結(jié)構(gòu)及周圍圍環(huán)境安全。。對監(jiān)測到的的各項數(shù)據(jù)及及時反饋,進(jìn)進(jìn)行分析,各各項數(shù)據(jù)互相相驗證,以確確保監(jiān)測結(jié)果果的可靠性。。根據(jù)監(jiān)測數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測發(fā)展展趨勢,及時時掌握施工過過程中結(jié)構(gòu)的的受力狀況以以及對周圍環(huán)環(huán)境的影響情情況,以便及及時調(diào)整施工工參數(shù)及施工工方案,根據(jù)據(jù)實際情況采采取應(yīng)對措施施,為現(xiàn)場施施工安全提供供服務(wù)?,F(xiàn)場采用WRM-3收斂儀進(jìn)行拱頂位移移以及內(nèi)凈空空位移量測,,挖支完成后后即布設(shè)量測測點,每個測測量斷面共設(shè)設(shè)置拱頂下沉沉降降量測點3個(中導(dǎo)洞、單單線斷面雙線線斷面拱頂各各一個),收斂量測測點點4個(單線斷面、、雙線斷面最最大跨度處各各一個,中導(dǎo)導(dǎo)洞起拱線位位置左右側(cè)各各一個)。雙雙聯(lián)拱段按10米左右設(shè)置一一個斷面,共共
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