1、北京地鐵隧道穿越密集民房超前預加固地層施工方案探討2008-12-29 17:45:00 來源：中國自動化網瀏覽：78網友評論 0 條 點擊查看摘 要：北京地鐵 5 號線崇 (文門)一東(單)區間渡線大斷面全段穿越明清密集民房區，為確定合適的超前預加固措施，有效控制沉降， 分別對水平旋噴和大管棚方案進行計算和分析，并從工期和經濟方面進行對比，為決策提供參考。關鍵詞：地鐵；大斷面；水平旋噴；超前大管棚1、工程概況北京地鐵 5 號線崇文門一東單區間隧道，全長621.063m，隧道出崇文門車站后，沿崇文門大街逐漸向東偏移至長安街后到達5 號線東單車站。 區間隧道為雙線隧道，左右線間距 16.5 m。
2、在地鐵 5 號線 K7+535.79 處設新建 5 號線與既有1 號線的聯絡線。考慮運營時，地鐵1 號線與既有 5 號線之間車輛互通，在區間的左右線間設單邊渡線， 渡線、聯絡線與區間正線形成3 個交叉口大斷面， 均在密集民房下穿過。2、 工程地質與水文地質根據鉆探資料顯示，左右線在 K7+45.3K7+342.93 段隧道上部為中粗砂層，含礫石；下部為卵石圓礫層，地層自穩能力差，易塌方。在K7+342.93K7+672.393 段隧道從第四紀沖洪積層中通過，頂部為粉土層，中上部為中粗砂層，含礫石，中下部為卵石圓礫層。渡線段上覆土層最薄處僅有4.56 m。隧道穿越的區域內有3 層地下水，從上至下
3、依次為：上層滯水、潛水、承壓水。地下水徑流方向與地鐵5 號線近于直交。3、 隧道斷面形式區間隧道渡線共有7 種斷面形式，從大到小依次包括：3 個交叉口的最大斷面 H 形斷面 (14.455 m10.955 m)、G 形斷面 (12.84m8.8m)、F 形斷面 (11.4m8.556 m)、E 形斷面 (10.1 m8.255 m)、D 形斷面 (8.5 m7.425 m)、C 形斷面 (7.2 m6.65 m)、B 形斷面 (6.6 m6.70 m)。4、施工環境區間隧道全部位于崇文門內大街下方，右線上方東側主要為1 層3 層密集民房及重要商業區， 多為明清時期建筑， 墻體為淺基礎夾心泥胚墻
4、， 且年久失修。根據鑒定，現有施工范圍內58 座民房 (約 16000m2)，其中有 52 座民房 (占 90)為危房，約 99墻體已出現不同程度裂縫，其中裂縫寬度最大的達15 cm。左線隧道上方沿縱向分布有上水管、 污水管和雨水管3 條管線，其中污水管距隧道頂僅 1.4m。危房及管線對地層的沉降變形非常敏感，為保證上方民房及管線安全，設計單位要求在開挖中將地表沉降控制在15mm 以內。5、施工方案5.1 水平旋噴(1)水平旋噴的特點及參數由于渡線段拱部位于粉細砂層地段， 低壓滲透注漿難以形成連續致密的注漿體，不能有效地起到超前支護作用。 若加大注漿壓力， 則會對地表造成不良影響，這種情況下可
5、采用水平旋噴方式加固地層。水平旋噴的特點： 樁體之間能相互咬合，剛度較大， 能有效減少土體位移； 水平旋噴僅對成樁范圍內的土體進行加強，對其余部位的土體擾動小； 旋噴樁可以互相搭接咬合形成一個止水帷幕外殼，而避免了其他方法注漿時無法互相搭接，并易造成涌水涌砂。水平旋噴參數如下：旋噴樁長 15 m，有效長度 14m，預留 1 m 搭接；外插角 3040；樁體直徑400mm； 樁體中心間距 300mm， 咬合 100mm； 注漿壓力砂土 22MPa， 粘土 25MPa；注漿材料為水泥漿， 配合比為 W：C=(0.50.6)：1，為縮短漿液的凝膠時間和提高樁體的早期強度，加入一定比例XPM 添加劑；
6、注漿流量8090 Lmin；噴嘴個數為 1 個2個；樁體抗壓強度15 MPa，抗剪強度 34 MPa；旋噴進鉆時注漿壓力 35 MPa，退鉆時注漿壓力2025 MPa；噴嘴的旋轉速度為16.5 rmin，鉆進或退出速度為20cmmin。水平旋噴每個循環需施作67 個。(2)旋噴樁的施工施工旋噴樁需要一定的操作空間， 在距離工作面 4 m 范圍沿原隧道邊墻和拱頂輪廓線外擴 60 cm，另外邊墻再加高30 cm，以便放置施工鉆機。施作旋噴樁之前，對工作面進行封堵，厚度不小于20cm。旋噴樁施工流程：放樣定樁位安裝水平旋噴樁鉆機和高壓泵成孔下鉆桿帶漿至設計位置第一次高壓旋噴至設計位置第二次高壓重噴到
7、設計位置清洗管道及設備移至新孔。每個循環旋噴樁完成后， 在拱部及拱腰部位布置3個檢查孔，檢查孔從兩樁之間鉆進， 長度與樁長相同。 根據鉆孔情況判明樁體咬合及固結情況，如效果不能滿足要求，則在薄弱部位補充旋噴樁，并在其余部位重新鉆孔檢查。5.2 超前大管棚大管棚是保證施工過程中地層的安全穩定、控制施工引起的地表沉降的常用措施。對鋼管注水泥砂漿及水泥漿，以增加鋼管的剛度并加固鋼管之間的土體；為防止管棚間及管棚下土體塌落，造成大面積超挖， 在大管棚鋼管的間隙中， 施作小管棚支護， 使大管棚、 小導管與初期支護形成棚架結構體系，共同承受管棚上部荷載。(1)設計參數與施工流程大管棚采用管徑 108 mm
8、、壁厚 7.5 mm 的無縫鋼管，管長15 m，布設在拱部 1800 范圍內，環向間距 25cm， 縱向搭接 2 m，外插角 1050。鋼管為有孔 (?6)花管，管內注水泥砂漿及水泥漿，注漿壓力0.30.4MPa。大管棚施工工藝流程： 施工準備測量定位安設導向架鉆機進場就位鉆孔插入管棚鋼管孔口密封處理管棚注漿效果檢查結束。(2)大管棚施工長管棚采用 3 m 的管節，管節之間用絲扣連接。 為保證同一截面上管接頭數小于 50，順序相連 3 根管棚的第一個管長分別為2、3、4m，之后均為 3 m。施作大管棚前，施作鉆機操作空間，操作空間的尺寸與旋噴樁的要求相同。因大管棚施作時間較長， 為避免工作面長
9、時間暴露造成坍塌，先用 20 cm 厚的網噴混凝土封閉工作面，并在工作室上半斷面施作10 m 臨時仰拱，以減少結構下沉。在管棚工作面前搭設鉆機操作平臺，由測量放出隧道開挖輪廓線， 沿隧道開挖輪廓線外擴 20 cm 畫出鉆孔的位置。移動鉆機至鉆孔部位，調整鉆機位置，使鉆機轉軸、鉆桿與設計的管棚孔在一條直線上，并用儀器量測這一直線的角度。管棚注漿分兩步完成，第一步注入M20 水泥砂漿，等漿液充分收縮后，第二次注入水泥漿，以使管棚填充密實，水泥漿的水灰比為W：C=0.8：1。6、開挖及支護渡線段大斷面采用“雙側壁導坑法”施工，每一部開挖完成后，均立即施工初支形成封閉環。封閉后及時進行初支背后回填注漿
10、，控制拱頂及地表沉降。超前支護后，開挖部，預留核心土，及時架立格柵、中隔墻、仰拱，部盡快成環。預留合適的臺階長度，開挖部，及時架立格柵、中隔墻、仰拱，部盡快成環。與左側斷面錯開合理的距離后， 右部開挖部， 預留核心土，及時架立格柵、中隔墻、仰拱，部盡快成環。于部預留合適的臺階長度，開挖部，及時架立格柵、中隔墻、仰拱，部盡快成環。預留合適的臺階長度，開挖部，及時架立格柵、仰拱，使部盡快成環。于部預留合適的臺階長度，開挖部，及時架立格柵仰拱，使部盡快成環。7、施工監測為確保施工中隧道上方建筑物安全，應制定嚴密的地表沉降監測方案，根據監測結果對施工進行管理。監測測點布置于建筑物墻體，距地面2050
11、cm。沉降監測儀器采用精密水準儀。監測采用三級管理， 將允許值的三分之二作為警告值，允許值的三分之一作為基準值，警告值和允許值之間稱為警告范圍。實測值落在此范圍， 即提出警告，采取施工對策， 預防最終位移值超限； 實測值落在基準值以下， 說明隧道和圍巖是穩定的。8、施工進度及經濟對比(1)施工循環時間采用旋噴樁，用 2 臺鉆機施工，完成渡線段超前加固需要4 550h。 采用管棚，用 2 臺鉆機施工，完成渡線段超前加固需要6400h。(2)經濟對比根據渡線粉細砂及粘土段長度， 分別對采用旋噴樁和長管棚的施工方案作出施工預算， 利用旋噴樁時預算價為79261 萬元，利用長管棚時預算價為479.77
12、萬元。9、結論對于水平旋噴樁，樁體之間能相互咬合，形成連續的殼體，整體承受荷載，施工工藝比管棚操作簡單，預算造價比管棚的超前支護要高，但所用工期較短；對于管棚，是單梁組合受力，且管棚要制管、鉆孔、注漿，工序較繁雜，預算造價比水平旋噴要低，但所用工期較長，綜合現場操作、工期、造價等因素，選用水平旋噴的方式更優下面為附送畢業論文致謝詞范文！不需要的可以編輯刪除！謝謝！畢業論文致謝詞我的畢業論文是在韋xx 老師的精心指導和大力支持下完成的，他淵博的知識開闊的視野給了我深深的啟迪，論文凝聚著他的血汗， 他以嚴謹的治學態度和敬業精神深深的感染了我對我的工作學習產生了深淵的影響，在此我向他表示衷心的謝意這
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