地铁车站下穿既有线安全施工技术
浅析地铁下穿既有线安全施工技术

浅析地铁下穿既有线安全施工技术引言近年来我国的城市轨道交通得到了快速发展,在一些特大城市,轨道交通建设更是取得了举世瞩目的进展,这些城市的轨道交通都进入了网络化建设的时代。
轨道交通的网络化建设不可避免地带来新建隧道与已建隧道之间相互平行、重叠、交叉穿越等复杂的施工情况。
随着穿越工程的增多及穿越间距的缩短,要求施工时必须采取措施控制、减弱施工对既有隧道结构的不利影响,保护既有隧道的正常使用和运营安全。
由此可见,新建隧道穿越既有线的施工措施已成为新一轮城市轨道交通建设必须深入研究的关键问题。
一、深入细致研究地铁情况1、细致了解地铁周围的水位地质情况在进行地铁建设工程之前,地质研究勘探人员需要对建设区的水位地质进行细致研究,主要包括对场地的岩土工程进行勘测,并进行统计分析,最终给出该地区的地质情况详细报告,包括地质水层分布、水位埋藏以及场地地震作用等。
在此基础上要重点说明场地范围内存在的不良地质因素如不良地质作用及特殊岩土影响等。
另外,研究人员要根据对场地的地质和水文研究给出场地的复杂程度勘测报告,为后期施工建设中识别风险并对其进行评估提供依据。
2、施工方法与规模现代技术飞速发展,各项研究技术水平也不断提高,在地铁建设方面施工方法同样不例外,施工规模也从当初的小规模渐变为大规模。
使用的方法从当初为主的矿山法发展到现在的盾构、浅埋暗挖和明挖等多种技术方法。
施工人员要能够根据地质及水质选择适合的施工方法。
3、细致了解既有线结构情况为了在完成地铁建设的同时保证既有线的安全,需要提前细致了解既有线的全部状况尤其是既有线的建设结构情况。
在地铁工程进行下穿之前对既有线进行勘察以及结构勘测,主要目的在于全面细致了解既有线机构现状,勘测主要包括的项目指标有混凝土强度、碳化深度、钢筋保护层的厚度、钢筋锈蚀以及主体结构外观质量完好程度等。
勘测时要将这些均以数字形式记录,为接下来的需要进行的风险评估提供准确参数,同时作为后续设计及施工的依据。
地铁隧道下穿既有地铁施工技术要点分析

地铁隧道下穿既有地铁施工技术要点分析摘要:随着城市化建设水平的不断提高,城市建筑与人口密集度持续增长,地面交通体系难以承受日渐加重的交通载荷,无法为居民提供便利的出行服务。
在这一背景下,构建全方位立体式的交通体系成为现阶段的建设重点。
其中,地铁轨道交通采用地下隧道全封闭线路进行运输,不会受地面建筑与行人的阻碍和影响,具有较强的准时性与安全性,是现代城市体系中不可或缺的重要基础设施。
关键词:地铁隧道;下穿既有地铁;施工技术1、下穿既有地铁施工方法的应用1.1WSS加固法采用WSS法的准备工作主要有以下两点:①对掌子面进行封堵,并对钢架进行使用悬挂钢筋网片连接,新建地铁隧道施工可在喷射混凝土被封堵的2~3h后进行。
②搭建钻机平台应选择在合理的位置,并且其搭建角度应满足钻机灵活移动的空间需求,有关人员也需控制钻机的各项数据,放射孔的角度尽量控制在8~100°的范围内。
WSS加固法主要有以下要点:①钻孔。
施工人员在施工过程中应对钻杆的角度进行控制,保证钻杆钻进预计深度的准确。
完成这一步骤后,有关人员则要合理对浆液进行调配。
值得注意的是,调配后的浆液在对其凝固时间可靠性检查、达到标准后方可使用,且一般浆液使用量的范围是5~20L/min。
②配浆。
安装混合器在喷入馆的终端,其能够充分混合浆材。
首先通过注浆泵在外管与内管中注入浆材,接着采用混合器混合浆材,当钻杆达到一定深度与高度时关闭混合器。
最后通过滤网过滤后,将混合完毕的浆材向地层喷射。
③喷浆孔与横喷射。
在混合室处理完毕后,通过钻机将喷入管放置在地下,且地下喷入管的间距要保持一定范围。
之后再进行喷射,喷射的用量多为15~20L/min。
④喷浆与二次喷射。
施工人员在喷浆时应对喷浆的压力有效把握,最佳压力为0.3~0.5MPa。
二次喷射的过程中,应使用交替喷射的方式,且最好第一次为限制喷射,第二次为渗透喷射。
由于渗透喷射的凝胶时间长且材料黏性较低,喷射到土质上的浆液较为均匀,能够避免浆材喷出到规定范围以外的区域,保证了新建地铁隧道的正常施工,使周围环境受到的施工影响较小。
轨道交通下穿既有桥工程施工方案、方法及工艺

轨道交通下穿既有桥工程施工方案、方法及工艺1下穿既有桥施工方案该标段施工下穿既有铁路桥和公路桥,需要进行拓宽处理。
根据工程特点,结合投标人的技术装备情况和类似工程施工经验,为确保工程质量、安全、工期等目标的实现。
根据现场实际情况,本工程下穿公路桥采用封闭路道,现场浇注的方法;下穿铁路桥采用顶进法施工,箱体提前预制。
本方案为下穿铁路桥工艺,施工程序:工作坑开挖一施工钢筋混凝土后背(钢轨桩)一工作底板f隔离层f 绑扎箱体底板钢筋f支立底板摸板f灌注底板混凝土一绑扎边墙钢筋f支立边墙摸板一灌注边墙混凝土一支立顶板摸板一绑扎箱体顶板钢筋f灌注顶板混凝土一混凝土防水层一D24便梁加固线路一箱体顶进一施工挡土墙一恢复线路一竣工清理。
施工队伍进场后,边准备边联系通信、信号等既有设施的产权单位进行通信电缆、牵引供电的迁改,并办理营业线施工许可证等手续,尽快到达开工条件。
工作坑及顶进挖土采用挖掘机开挖辅以人工清底,自卸车外运。
箱体混凝土在搅拌站制备,泵送入模,插入式振动器进行捣固,箱身模板采用钢模板。
箱体顶进采用液压千斤,顶进后背采用钢筋混凝土。
箱体顶进采用便梁进行线路加固,箱体挡土墙施工利用便梁防护线路。
钢筋混凝土后背桩施工和箱体预制同时进行。
施工时对现场周围建筑物采用钢轨桩等进行安全防护。
2下穿既有桥施工方法及工艺2. 1施工准备配齐机械设备、专业技术人员和技术工人;进场后,调查地上、地下需拆迁的管线及建筑情况,制定拆迁计划;尽快与铁路单位签订相关配合手续;积极联系设计单位进行交桩,并复测。
施工前对既有建筑物进行插打钢轨桩防护,根据现场情况对道路进行半幅封闭或全封闭施工。
2. 2后背施工施工前对施工场地进行清理平整,要严格测量定位。
工字钢桩采用机械打设,并加设导向木控制打设质量,打入深度事先用红油漆标于工字钢上,每隔3m设一组由20钢筋拉杆拉至后方地城将后背桩稳定。
工字钢后背后的土体要确保密实,到达要求的被动土压力。
地铁隧道下穿既有建筑物施工方案

地铁隧道下穿既有建筑物施工方案在城市交通运输发展的大潮中,地铁作为快捷、高效的交通方式已经成为很多大都市的重要组成部分。
但是在城市建设中,地铁线路必须面对既有建筑物的挑战,尤其是需要进行隧道下穿施工的情况。
本文将探讨地铁隧道下穿既有建筑物施工方案。
1. 背景介绍随着城市人口不断增加,交通压力不断加大,城市地铁建设一直处于高速发展的状态。
然而,由于城市建设用地有限,地铁线路不可避免地需要穿越或下穿既有建筑物。
2. 施工技术选择2.1 施工方法针对地铁隧道下穿既有建筑物,一般采用盾构法作为施工方法。
盾构机能够在地下开挖稳定的隧道,并且可以减小对周围环境的影响。
2.2 地质勘察在进行盾构隧道下穿既有建筑物施工前,需要进行详细的地质勘察,以确定地层情况,保证施工安全。
3. 施工过程3.1 施工前准备在施工前,需要制定详细的施工方案,并进行相关的准备工作,包括固定周围建筑物、通风排水等。
3.2 施工机具准备准备盾构机、泵车等施工机具,并做好相关的检修和维护工作,以确保施工顺利进行。
3.3 施工过程由盾构机慢慢推进,同时支护隧道,避免塌方,同时需要随时监测地表和建筑物的情况,保证施工安全。
4. 施工质量控制4.1 质量监控在施工过程中,需要对盾构隧道的质量进行实时监测,确保隧道的稳定性和安全性。
4.2 质量验收在施工结束后,需要进行严格的质量验收,确保地铁隧道下穿的公共安全和建筑物不受影响。
5. 安全措施在地铁隧道下穿既有建筑物施工过程中,安全始终是第一位的。
必须制定详细的安全计划,并严格执行,确保施工过程中的安全。
6. 结束语地铁隧道下穿既有建筑物的施工方案是一项复杂而又重要的工程,需要全方位的准备和严谨的执行,确保施工的顺利进行以及公共安全。
希望通过本文对地铁隧道下穿施工方案的讨论,能为相关工程的实施提供一定的参考和指导,使城市地铁建设更加安全、高效。
以上是本文对地铁隧道下穿既有建筑物施工方案的探讨,希望对读者有所启发。
20 某地铁车站下穿既有地铁车站施工技术问题分析处理

某地铁车站下穿既有地铁车站施工技术问题分析处理刁天祥(中铁隆工程有限公司,四川成都 610016)摘要暗挖车站下穿既有地铁运营车站,施工安全环境要求严,项目通过层层分解安全沉降指标,逐级逐项落实各工序的施工技术方法和技术措施,最终顺利安全实现整体沉降6.78 mm,实现控制沉降在10mm的目标,本工程的一些经验对类似工程具有一定的参考借鉴作用。
关键词既有运营车站安全控制沉降同步开挖初支跟踪注浆分段拆除换撑结构1车站工程概况1.1车站周边环境车站位于东、西向大街交叉路口正下方,在既有车站下方,距既有运营地铁车站底板1.9m,道路交通量大,周边环境复杂,道路下共有各种雨水、通信、污水、上水、光纤电缆、热力等89条。
既有车站底板有一沉降缝在在两个矩形隧道中间。
新旧车站位置关系图1所示。
图1 地铁车站位置关系示意图1.2车站地质情况车站埋深9m左右,车站底板埋深约24m,自上而下地质依次为杂填土、粉质粘土、粉细砂层、砂卵石层,车站底板处于砂卵石层中,底板位于水位以下2m。
既有车站底板处于粉细砂层。
1.3 车站设计概况与既有环线车站成“十”字交叉;2号线在上,四号线在下,两条线采用站厅—站台“十”字换乘方式。
车站为一座全暗挖地铁车站,采用洞桩法施工,车站长近180m,车站两端为双层三跨连拱结构断面,中间27m为下穿既有运营地铁车站,采用单层双矩形断面,车站总宽度24.4m,站台宽度14m。
在两个矩形断面间有一既有车站的变形缝,车站有两个风道和四个出入口通道,一个残疾人通道和一个紧急出入口。
车站结构断面设计如下图所示。
2下穿既有车站设计情况下穿既有线段全长26.7m,结构形式为两座矩形单洞,洞体高9.0m,宽8.5m,两洞之间净距 4.1m,结构垂直净距 1.9m,顶部采用双排φ295的大管棚,间距300mm,初支采用I20型钢架,间距500mm,300mm厚C25喷混凝土,二衬采用700厚C30防水混凝土,防水等级为S10,采用“CRD”工法分四部开挖施工,临时支撑采用I20型钢支撑。
新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术

新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术摘要:本论文探讨了地铁隧道下穿既有地铁施工技术,旨在解决该施工过程中容易出现的问题,并详细介绍了两种主要的施工技术:袖阀管注浆施工方法和WSS工法加工技术。
此外,还介绍了在土压平衡盾构下穿施工后采取的加固措施。
通过深入研究和技术要点的讨论,本文旨在为地铁建设领域的专业人员提供有价值的参考。
关键词:袖阀管注浆;WSS工法;加固措施引言:新建地铁隧道下穿既有地铁线路的施工是一项复杂而又技术要求极高的工程,它要求工程师们在不中断现有地铁运营的情况下,成功地创建全新的隧道结构。
随着城市人口的增长和城市规模的不断扩大,地铁系统的建设和维护也面临着前所未有的挑战。
其中之一便是如何在既有地铁线路下穿施工新的地铁隧道,以满足不断增长的交通需求。
1. 地铁隧道下穿既有地铁施工中容易出现的问题在新建地铁隧道下穿既有地铁施工过程中,常见的问题主要涉及地质条件、施工安全和运营干扰。
首先,地质条件是一个首要考虑的因素,不同地区的地质情况各异,可能包括软土、岩石、地下水等多种地质类型,这些因素对隧道施工的稳定性和安全性都具有重要影响。
其次,施工安全是必须高度关注的问题,施工期间可能会面临塌方、坍塌、地下水突泄等意外事件,这些情况可能导致严重的安全事故,因此需要采取有效的措施来减轻这些风险。
最后,新建隧道施工对既有地铁线路的运营会产生一定程度的干扰,这包括列车运行的频率和速度限制,以及站点的关闭或临时迁移,如何最小化这些运营干扰是一个需要解决的难题。
2. 地铁隧道下穿既有地铁施工中的具体技术2.1 袖阀管注浆施工方法以及施工要点在袖阀管注浆施工过程中,袖阀管被精确地安装在隧道顶部,并通过注浆来巩固地下结构。
这一方法的成功执行关系到隧道的稳定性和安全性,因此有一些重要的施工要点和安全措施需要特别注意。
首先,准确定位是袖阀管注浆施工的关键。
必须确保袖阀管被准确地安装在设计位置上,以避免偏差和不对齐问题。
地铁暗挖车站密贴下穿既有运营车站施工技术研究

155T R A MS P O R T C O N S T R U C T I O N & MA N A G E M E N T03. JUNE . 2020交通建设与管理 影响有影响的人地铁暗挖车站密贴下穿既有运营车站施工技术研究文/济南轨道交通集团有限公司 王建涛 弭彬0 引言随着城市的发展和人们不断增长的出行需要,地铁线网结构逐渐遍布整个城市,新旧线路交叉重叠,使得穿越施工逐渐成为地铁施工过程中新常态。
穿越工程相关理论研究和实践也逐步形成和深入。
由于时代和施工局限性,先期线路施工过程中往往不能给后续线路建设提供理想预留条件,所以,新建地铁穿越过程中不可避免对既有车站结构造成影响。
本文以北京地铁6号线西延工程苹果园站零距离下穿既有1号线苹果园站为工程背景,通过采用“深孔注浆超前加固土体、丝杆+工字钢梁支顶、高压补浆弥补沉降、初支扣拱采用CD 法化大断面为小断面”,配合先进监测手段指导施工,有效地控制了既有车站变形和保证了新建车站施工安全。
1 工程背景6号线苹果园站沿苹果园南路东西向布置,车站全长324.4m,设4个出入口、2处风道、1个安全出口。
主体结构全部采用暗挖PBA 工法施工,车站底板埋深约26.8m。
标准段为双层三连拱结构(共计197.6m),拱顶位于卵石⑤地层,覆土约10m;超浅埋段为三层三跨连拱结构(共计74m),拱顶位于卵石②5地层及杂填土交界处,覆土约4m;下穿段为双层三跨箱型框架结构(共计52.8m),为两层三跨箱型框架结构,斜向70°角密贴下穿既有M1苹果园站主体结构,覆土约11.7m,密贴下穿既有M1苹果园站底板。
车站底板位于卵石⑨地层,地下水位位于底板以下10.8m。
1号线建成于1966年,为单层4跨(宽17m)或5跨(宽29.6m)框架结构,下穿段为单层四跨框架结构,结构宽17.0m,高6.45m,采用明挖法施工,既有线覆土约4.9m。
下穿施工影响既有车站范围约74m,涉及2条变形缝,地铁运营公司要求地铁1号线沉降控制在3mm 以内,6号线苹果园站顶板密贴下穿1号线苹果园站主体结构,为特级风险源。
地铁车站下穿既有铁路站场施工技术分析

地铁车站下穿既有铁路站场施工技术分析摘要:结合当前铁路建设发展情况来看,为进一步加强乘客换乘体验,新建地铁车站在距离设置方面,往往会与现有铁路线车站距离相接近。
为防止出现安全隐患问题,铁路工程建设人员主张从多个方面针对地铁车站下穿既有铁路站场施工问题进行统筹规划与合理部署,确保地铁运行安全。
针对于此,本文主要立足于某地铁车站下穿既有铁路站场情况,对地铁车站下穿既有铁路站场施工技术问题以及管理措施问题进行总结与归纳,以供参考。
关键词:地铁车站;下穿隧道;铁路站场;施工技术前言:这些年来,随着我国市场经济的不断发展,铁路建设事业迎来了前所未有的发展机遇。
如国内地铁建设工程发展迅猛,地下轨道网络密度不断增加。
在这样的发展态势下,地铁新建线路与既有线路存在的专业交叉问题逐渐凸显。
从客观角度上来看,随着交叉工程建设数量的持续加大,新建线路往往会对既有线路及周边建筑安全造成一定影响。
如果不加以及时解决,就很容易引发安全事故问题。
为确保地铁车站下穿既有铁路站场运行安全,铁路建设单位方面要求现场施工人员应该加强对施工安全问题的重视程度。
必须严格按照地铁车站下穿既有铁路站场施工规范要求进行合理操作,规避安全事故问题。
1 工程项目概况本文主要以某城市地铁车站建设工程为研究对象,针对地铁车站下穿既有铁路站场的施工技术内容以及管理措施进行研究与分析。
该城市地铁车站建设工程在施工方面主要采取矿山法进行施工。
施工作业期间以80°角方式下穿火车站既有站场,将地铁车站划分为三个施工区域。
其中,南北施工区域主要以明挖法施工方式为主。
而过站区处于地铁车站中部,因此在施工方式方面主要以暗挖法为主。
根据现场施工反馈情况来看,过站区与南北施工区域隧道相连接,在采取暗挖施工方式的过程中,往往需要克服隧道围岩覆土层过薄的问题。
为确保现场施工作业安全且不会对列车运营造成不利影响,现场施工人员主张在下穿铁路站场施工阶段,利用加固方式提升隧道施工安全水平。
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地铁车站下穿既有线安全施工技术摘要: 北京地铁九号线军事博物馆站下穿一号线区间隧道,在下穿施工过程中,必须保证既有线路的正常运营。
为此,先进行超前支护,再采用多分部的CRD 法施工,大刚度和强度初支进行支护,并采用三维数值方法分析了车站隧道下穿施工对既有线的影响,施工过程中的多项现场监测结果表明,既有结构的沉降和新建隧道结构受力都控制在安全范围之内,保证了既有隧道的正常和新建隧道安全。
关键词: 地铁车站; 下穿施工; 多分部CRD 法; 施工监测; 安全分析1 概述随着城市地铁建设规模的不断扩大,新建地铁结构下穿既有线的情况也越来越多,新建隧道的下穿施工如何保证既有线结构的安全,不影响既有线的正常运营,越来越受到研究人员的重视[1-3]。
北京地铁9 号线军事博物馆站主体下穿既有一号线区间隧道结构,与既有线区间结构轴向呈81°夹角。
车站地面周边建筑物密集且多为高层建筑,地下管线密布,地面交通异常繁忙。
车站主体站两端主体结构为三拱两柱双层结构,下穿段采用分离式的单层双洞形式。
隧道开挖断面高10.505 m,宽9.55 m,两隧道间净距仅4.7 m,单层段结构拱顶与既有1 号线区间隧道框架结构底板底面的垂直距离为10.8 m。
下穿段总长度为23. 2 m。
既有1 号线区间隧道结构为双跨单层矩形框架的钢筋混凝土结构,顶板厚0.75 m,底板厚0.7 m,侧墙厚0.7 m,区间纵向每22.8 m 设置一道变形缝。
下穿段隧道断面和既有1 号线区间隧道的情况及相互位置关系如图1。
下穿隧道支护为复合式衬砌结构,初支为35 cm 厚C25 格栅拱架喷混凝土,二衬为800 cm 厚的C30模筑混凝土结构,初支与二衬之间设防水板。
在车站下穿施工过程中,需要严格控制施工引起的地层变位及既有结构的沉降,保证1 号线的正常运营,因此,必须选择合适的施工方案并分析施工对既有结构的安全性。
2 工程地质及水文地质( 1) 工程地质。
车站工程范围内的地形略有起伏,地层从上至下分别为: 含砖块碎石等杂填土层、含砖灰渣的粉土填土层; 局部含粉砂夹层的粉土层③; 粉质粘土③1 层; 粉土层③2; 细砂粉砂层④; 级配良好的卵石及圆砾层⑤( 卵石最大直径8 cm) ; 粉质粘土层⑤1; 以粘粒为主而胶结的强风化砾岩层极软岩;砾岩层 1 和粘土岩地层等。
隧道穿越地层主要为砾岩 1 层和粘土岩地层。
砾岩1层: 强风化,成岩性较差,粘粒胶结,局部含细砂,易掰碎; 粘土岩层: 中等风化,中等胶结,含少量中粗砂粒及云母。
( 2) 场地水文地质条件。
北京地铁九号线军事博物馆站车站施工范围内存在一层地下潜水水,水位埋深8.0 ~8.7 m,含水层为卵石、圆砾⑤层。
因下穿既有线段距上方的含水层最近处约9.5 m,隔水层厚度较大,现场开挖发现掌子面比较干燥,地下水对施工影响较小。
3 隧道下穿施工方案3.1 施工方案的确定下穿既有1 号线区间隧道段的新建军事博物馆站主体结构断面为分离式双洞形式,断面9.55m( 宽) ×10.505 m( 高) 。
为尽可能减小少下穿施工对既有线区间隧道的影响,保证既有线正常运营,先进行大刚度和强度的超前支护,然后再采用安全性较高的能够有效控制地层变位的CRD 法施工,且严格按照设计施工步序进行施工,待一侧隧道开挖并衬砌施作完毕后再施工另一侧隧道。
3.2 隧道施工顺序车站下穿既有地铁1 号线区间隧道段采用CRD 法施工,具体施工步骤如下:( 1) 施作管棚。
在开挖前,在1 号线区间结构底板与新建隧道结构外轮廓间施作三层的管棚贯穿整个下穿段,并进行注浆。
( 2) 施作右侧隧道。
按1、2、3、4、5、6 的开挖顺序分步施工右侧隧道,并施作初期支护及临时支护,相邻两部之间间隔5 m,直至各部全部施工完毕。
( 3) 逐段拆除临时横撑,施作底板及部分侧墙防水层和二次衬砌。
( 4) 将临时竖撑拆除,施作剩余部分侧墙及拱部防水层和二次衬砌。
( 5) 开挖另一侧结构。
按7、8、9、10、11、12 的开挖顺序分步开挖,并施作初期支护和临时支护,相邻两部间隔5 m,直至各部全部施工完毕。
( 6) 逐段拆除横撑,施作底板及部分侧墙防水层和二次衬砌。
( 7) 拆除竖撑,铺设剩余部分边墙及拱部防水层,浇注主体边墙及顶部混凝土。
( 8) 二次衬砌背后注浆。
浇注站台板,施作附属结构及内部装修。
新建地铁九号线军事博物馆站施工工序图如图2。
4 隧道施工对既有线影响的安全性分析为了解多分部CRD 施工过程中地层的变形及施工对既有区间隧道的影响,利用三维数值差分软件FLAC3D[4],对下穿既有1 号线的施工过程进行数值模拟分析,计算模拟步骤如图2。
4.1 计算模型及参数模型边界条件的选取为模型侧面和底面为位移边界,模型顶面取到地面,为自由边界,底面采用竖向约束,侧面采用水平约束。
地层、既有结构和新建隧道支护及衬砌结构均采用实体单元模拟,划分单元后的模型如图3,模型中共192 100 个实体单元。
计算荷载考虑既有地铁结构自重、土体自重力及地表超载取20 kPa。
模型中各地层参数见表1,既有线结构及下穿段隧道结构参数见表2。
4.2 数值模拟结果及分析( 1) 既有结构的竖直沉降。
在两侧隧道全部施工完成后引起既有结构的最大竖向沉降为2.38 mm,小于运营线路的竖向沉降控制值3 mm。
( 2) 既有结构沉降缝处的差异沉降。
轨道的差异沉降是影响列车安全运行的一个重要指标,既有结构纵向每22.8 m 设置一道变形缝,位置如图3。
两侧隧道均施工完成后引起的既有结构不同沉降缝处的差异沉降如图4。
从图4 可知,既有结构结构4 两端变形缝 3 和变形缝4 处的差异沉降最大,分别是0.49mm 和0.31 mm,两端变形缝的最大差异沉降为0.18 mm,小于差异沉降控制值1 mm。
既有结构的应力分析。
由隧道下穿施工引起既有结构出现拉应力过大时就会导致结构出现裂缝,影响既有结构的正常使用,从而影响既有线路的正常运营。
下穿隧道施工完成后上方既有区间段隧道结构的最大主应力-10.4 kPa 和最小主应力-404.7kPa,均出现在结构地板上,且均为数值都较小的压应力。
5 施工监测5.1 监测项目及测点布置在下穿既有区间结构布置下沉测点,在右侧隧道中部处设一监测断面,监测既有结构下沉、围岩与初支间的接触应力、初期支护喷混凝土层的应力、初期支护与二次衬砌之间的接触应力、二衬钢筋的应力和二衬混凝土应力等项目,测点布置如图5。
5.2 监测结果分析5.2.1 既有结构下沉在结构侧墙底部共布置18 个测点,线路轨道上布置8 个测点。
在施工过程中,曾经在隧道上方与既有结构底板以下地层中进行多次补偿注浆,每个测点的曲线波动较大。
从右线隧道从破除马头门,至下穿开挖完成,结构最大沉降1.63 mm,轨道最大沉降0.64 mm。
5.2.2 围岩与初支间接触压力地层与初期支护间测点的接触应力变化曲线如图6。
从图6 可以看出: 监测断面内各测点的接触应力变化曲线的波动幅度以左拱脚为最大,其次是拱顶; 波动幅度较大的原因与多次的袖阀管补偿注浆密切相关,尤其是注浆压力较大的注浆施工,注浆压力最大曾经到达2.5 MPa,导致局部接触压力在短时间内急剧增大,随着注浆结束,接触压力很快跌落下来,这样的规律与下面讨论的其他监测项目的规律有相似之处。
应力最大处为拱顶和左拱脚两处,量值在20 kPa 左右,其次是左侧拱肩,其余各点均较小。
5.2.3 初支混凝土应力初期支护混凝土测点应力变化曲线如图7。
从图7 可以看出: 初支喷混凝土各点应力在整个施工过程中都存在多次震荡波动的现象,有的测点应力波动幅度甚至很大,如拱顶测点的应力。
在监测断面的多个测点中,两侧拱肩处的喷混凝土应力为拉应力,左拱肩处稍大一些,为0.37 MPa; 其它各点应力均为压应力,最大值在左侧墙中,施工过程中曾达1.82 MPa,最终应力为1.26 MPa。
5.2.4 初期支护与二次衬砌间的接触应力初支与二衬间各点接触应力变化曲线如图8。
从图8 看出: 各点接触应力都非常小,波动幅度也较小,而且增长速率较小,多数点的应力增长速度已经明显放缓,且逐渐趋于稳定。
由于隧道开挖采用了比较强初期支护结构,因而,在限制地层变位的同时,也基本上承担了全部的地层压力及既有结构产生的附加荷载等作用。
此时隧道已经稳定,二次衬砌在这里也仅仅是作为支护体系的安全储备。
5.2.5 二次衬砌混凝土应力各点二衬外层混凝土的应力变化曲线如图9。
从图9 可以看出: 除个别点位二衬混凝土应力一度出现拉应力外,其它各点处的应力全部为压应力,且比较小。
由于混凝土应力监测时间较短,根据应力随时间的变化曲线来看,各点处混凝土的应力仍然处于缓慢增长的态势,但是增长速度较慢,一些点处也表现出趋于稳定状态,增长幅度非常有限,如左侧拱肩和左侧墙中。
二衬混凝土出现这样小的应力,可能是由于大强度和大刚度的初期支护结构承担主要地层压力和既有结构产生的附加荷载,在此情况下二衬结构可以作为安全储备隧道结构的安全储备。
5.3 结算结果与监测结果的对比隧道施工引起既有结构沉降的计算结果为2.38 mm,而在施工过程中的沉降监测值为1.63 mm,计算值大于监测值,计算值比监测值大31.5%。
隧道施工引起既有结构底板的最大压应力计算结果为404.7 kPa。
隧道施工过程中地层与初支监测结果的稳定值全部小于在240 kPa,这一数值量值与引起既有结构底板应力的量值相当。
总之,由于采取了大刚度和大强度的支护结构,将隧道施工对既有结构的影响降低到了较小的程度,保证了既有地铁的正常运营和新建隧道的安全。
6 结论采用三维数值方法分析了新建地铁车站隧道下穿既有区间结构的安全性,在施工过程中进行多项目的现场监测。
数值分析和监测结果结果表明,在进行大刚度和强度超前支护条件下,按多分部开挖的CRD 法进行下穿施工引起既有线结构的沉降、差异沉降变形和附加应力均控制在允许范围内,隧道结构本身的受力也较小,保障了既有地铁线路的正常运营和新建隧道的安全。
下穿段隧道的顺利完工,说明所选施工方案是合理性的。
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