广州地铁二八号线延长线盾构小净距平行施工技术

广州地铁二八号线延长线盾构小净距平行技术 广州地铁二八号线延长线盾构小净距平行 施工技术 施工技术广东建材2009年第12期 广州地铁二八号线延长线盾构 小净距平行施工技术 傅常庆(广州地下铁道总公司) 摘要:文章以广州市轨道交通二,八号线延长线为背景,详细介绍了在盾构隧道小 净距施工的情 况下采取的加固措施,并通过各种监测表明,这些措施能够满足实际的需要. 关键词:盾构施工;小净距隧道;平行施工 地铁具有高效,节能,环保,运量大,速度快,安全性 好,占用城市道路面积少,防空好等优点,对解决城市交 通堵塞,改变城市布局,实现城市环境和交通综合治理, 引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用.地铁所 到之处交通压力缓解,楼宇兴旺,土地增值.随着经济的 发展,地铁必将有着越来越广阔的发展空间.在许多城 市修建地铁的过程中,盾构隧道技术的应用已越来越 广,而且都不可避免地需要在一些建筑物的基础下和 桥梁的深桩之间穿行,因此使得两条隧道的净距离也 变得越来越小.如何解决两条盾构隧道近距离施工的相 互影响就成为盾构施工亟待解决的一个难题. 1工程概况 二八号线延长线盾构1标:建工程位于广州市海 珠区燕子岗门口岗大街,工程包括【江泰路站一东晓南 路站】,【东晓南路站一南洲站】两个采用盾构法施工的 区间隧道工程,1个盾构始发井,1个盾构吊出井,一段 矿山法隧道. 1.1盾构始发井 盾构始发井兼轨排井位于燕子岗路,外包长 100.2m,宽27.7m,深23.93m;南端始发井结构为双层双 跨框架结构,北端轨排井为大跨度马蹄形结构;主体结 构采用明挖顺作法施工;(右线YDK12+461.242, YDKl2+365.042,左线ZDKl2+462.5O3,ZDK12+366.303). 1.2盾构区间 盾构区间隧道起于江泰路站南端度线,穿越沙溪村 大片民房,大致呈偏东南方向行进,过东晓南站,沿东晓 南路方向,到达爱都新天地附近的吊出井盾构机吊出, 人工暗挖矿山法隧道至南洲站.盾构隧道为两条分离式 的单线圆形隧道,两区间共设4个联络通道,1个废水 一 42一 泵房,其中东,江区间的2号联络通道与废水泵房合 建,8个接口洞门.(盾构区间隧道右线里程YDK10+9l2.2, YDKl2+365.042;YDK10+092.236,YDK10+748.2,长度 2108.806m;左线里程ZDKl0+912.2,ZDK12+366.303; zDKl0+092.236,zDKl0+737.445,左线长度 2o99.312m,左右线路总长度4208.1l8m). 1.3盾构法 修建地铁随道盾构法施工是以盾构这种施工机械 在地面以下暗挖隧道的一种施工方法.盾构(shie1d)是 . 个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动 钢筒结构.钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置, 钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以 拼装预制或现浇隧道衬砌环.盾构每推进一环距离,就 在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围 的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉.盾构 推进的反力由衬砌环承担.盾构施工前应先修建一竖 井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道 送出地面.按盾构断面形状不同可将其分为:圆形,拱 形,矩形,马蹄形4种.圆形因其抵抗地层中的土压力和 水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更 换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为: 手工挖掘式,半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构 前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按 排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人 工井点降水,泥水加压,土压平衡式,局部气压盾构,全 气压盾构等. 盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在 地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的 噪声和振动影响;盾构推进,出土,拼装衬砌等主要工序 循环进行,施T易于管理,施工人员也比较少;土方量 广东建材2009年第12期施工技术 少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件 的影响;在地质条件差,地下水位高的地方建设埋深较 人的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性. 2工程地质条件及施工难重点 东,江区间穿越的地层丰要有浅成一超浅成流纹 质英安斑岩,英安斑岩残积硬塑状粉质粘土,巾密状粉 土<5入n一2>,浅成一超浅成流纹质英安斑岩,英安斑 岩全风化带<6九n>,岩石强风化带(7)层和岩石微风 化带(9)层.东,南区间主要穿越红层残积土(5—2),泥 岩及泥质粉砂岩风化岩(6)层和(7)层; (1)重点:?本区间地质条件较复杂,不良地质对盾 构施工影响大;?盾构工程地面沉降控制要求高.本区 段地面建筑及高架较多,地面建筑物变形控制要求高; ?本工程施工方法多,主体结构断面形式多,接口多. (2)难点:?盾构机的选型;?防水施工是本工程的 质量控制重点,也是施工技术难点;?盾构下穿沙溪村 密集房屋段的掘进;?,盾构始发井兼轨排井段的锚索 施工;?盾构左右线最小净距2.9m的软弱地层中施工; ?盾构机及后配套在东晓南路站车站的吊出及过站施 工. 3小净距隧道支护结构设计原则 小净距隧道与普通分离式隧道相比,中夹岩柱体厚 度较薄,受力不利,加之地质条件变化较大,参数准确选 取相当困难,此,对于小净距隧道支护结构设计,宜在 监控量测的基础上采用动态设计的原则.需注意以下几 个方面的问题: (1)初次支护宜采用锚喷支护,有利于及早进行支 护,保护围岩,稳定围岩的变形,同时,有利于根据实际 监控量测情况进行支护加强. (2)初期支护宜作为丰要受力结构,一次衬砌采用模 筑混凝士或钢筋混凝十,只承受少量荷载,主要作为安 全储备,有利于在围岩条件恶化后,保证隧道的长期安 全性. (3)中央岩柱体的稳定性是小净距隧道是否成功的 关键,应根据情况对中央岩柱体采用大吨位预应力锚 索,对拉锚杆,无阽结钢绞线,小导管预注浆,水平贯通 式锚杆等技术进行加固. (4)仰拱对减小,抑制围岩的变形,改善支护结构的 受力有重要作用,此,对于小净距隧道宜考虑设置仰 拱并使其尽早闭合. (5)由于现场地质条件的复杂性和多变性,对于支护 结构,中夹岩柱,围岩的受力和变形状态进行现场监控 量测具有重要意义. (6)虽然数值计算在参数选取,模型建立上与现场实 际情况有较大的出入,当在隧道设计中用以作为辅助手 段,研究闭岩,支护结构变形,受力不利部位和薄弱环 节,作为定性分析,仍是很有必要的. (7)岩柱厚度对支护结构,围岩的受力和变形,特别 是岩柱体的稳定有重要的影响,因此,无论何种围岩,岩 柱体均不宜过小. 3工程相应技术措施 通过数值分析得知:线路调整后左线隧道内力最大 增加31%,右线最大增加8.7%.调线后右线隧道与楼房 距离增大,施工引起的楼房沉降减小,但由于两条隧道 的最近净距减至1.7m,净距2.5m内的范围达15cm,近 距离施工范围较长,因此右线盾构施工时,将会对两条 隧道之间的土体产牛更大的扰动,进而影响芹线隧道.为 了增强隧道问十体的抗压,抗剪能力,控制管片的变形, 隧道的偏移等,须对左,右线隧道进行加固. 3.1左线4TG (1)在已经施工的洞内通过注浆对土层进行加阎.由 于通过原有注浆孔进行注浆加固后的范围有限,所以, 在管片吊装孔上再打入5根长3m,1根长1.5m,42 的铡花管进行注浆加固,以控制右线隧道施工所引起的 左线隧道变形.浆液采用水泥,水玻璃双液浆. (2)在里程左ZDK12+462.5O3,ZDK12+366.303之 问1O2环内采取隧道内支撑加固措施,以帮助管片承受 外部的压力,控制管片的变形及滑动,改善线隧道受 力. 3.2右线隧道加固保护措施 (1)在里程右YDK12+461.242,YDK12+365.O42之 问兆有133环,每环采取注浆加固措施. (2)将管片吊装孔凿开,打入长3m,42的钢花管, 并及时用球阀封住注浆管,以防漏浆. (3)浆液采用水泥,水玻璃双液浆. 3.3监控量测 为保证右线盾构穿越时不会影响到左线隧道的安 全,我们在左线盾构隧道内布设了各种监测仪器,对该 段左线隧道的管片混凝土应变,管片内净空变形,管片 螺栓内力,钢圈与管片混凝士之间的力,混凝土管片 一 43— 施工技术广东建材2009年第12期 基于复杂地质条件下 人工挖孔桩扩底施工技术探讨 赵泽云(湖南石门西北建筑工程有限公司) 摘要:本文结合工程实例,从地质条件入手,深入简出地介绍分析了山地复杂地质 条件下桩基工 程的施工难点和施工,并就复杂地质人工挖孔桩扩底施工技术进行详细阐述, 对施工效果进行了 简要评价. 关键词:山地建筑:人工挖孔灌注桩;人工挖孔扩底施工护壁 1引言 人工挖孔灌注桩作为一种传统的成桩施工工艺,一 方面存在受地质条件限制,工人劳动强度大,危险性高 等缺点.另一方面人工挖孔灌注桩具有:施工操作工艺 简单,施工方便,不需要大型机械设备可多桩同时进行, 施工速度相对较快,节省设备投资,降低工程造价;单桩 承载力高,可直接检查桩外形尺寸和持力层情况,受力 性能可靠,抗震能力强,成桩质量容易保证等优点.因 此,对于某些桩基础开挖深度不大的建设项目仍被一些 业主所采用.对于山地复杂地质,按常规人工挖孔方法 根本无法施工,因此,下面就复杂地质状况下山地建筑 人工挖孔桩扩底施工应用作探讨. 2工程概况 常德市某住宅小区占地面积3o000多m2,依山就 势,由坡地或山地小高层,多层建筑组成,总建筑面积约 10万mz.小高层住宅工程桩总桩数340根,其中钻孔桩 l65根,人工挖孔桩l75根;挖孔桩设计终孔要求扩大 桩头1.2m,持力层为入强风化岩层7m深,设计桩长约 为l2,18m. 地质简况:根据地质资料阐述,该项目位于山丘及 山间冲积区,地下孤石多分布广,岩隙含水量丰富但透 水慢,同时位处山脚,地表水不断补给,降水缓慢困难; 原地面至地下8,13m基本为强风化岩层,强风化岩以 士状为主,风化强烈,长石已风化成高岭土类矿物,原岩 结构已破坏,遇水易崩解,质较软. 张开量等进行了24h不间断的监测.典型断面重点 测点的结果分析如下: (1)钢环与管片接触压力,从数据可以看出:钢环与 管片之间的接触压力都在O.06t以内,压强增加为 2.36MPa,远远低于管片的强度(50MPa). (2)管片螺栓内力,从数据可以看出:右管片螺栓内 力变化都在0.2t以内,压强增加7.87MPa,远远低于螺 栓的设计强度值(235MPa). (3)管片张开量,从数据可以看出:管片张开量变化 都在1.61IlIl1以内,低于设计控制值(2.0mm). (4)管片内净空收敛(横向变形/竖向变形),从数据 可以看出:管片收敛变化在8衄以内,远远低于设计控 制值(36姗),而且横向变形大于竖向变形,说明横向受 力比竖向受力要大,结构安全. 4结倍 一 44一 在隧道近距离施工的这近l02环内,通过采取上述 措施,保证了设计要求的各项技术指标,对左线隧道起 到了很好的加固作用,保障了左线隧道及建筑群的安 全. 基于以上对现场工作的介绍和对监测资料的分析, 可以得出以下结论: (1)在隧道近距离施工的情况下分别对左,右线隧道 采取加固措施是必要的. (2)通过对该段隧道的管片混凝土应变,管片内净空 变形,管片螺栓内力,钢圈与管片混凝土之间的压力,混 凝土管片张开量等进行监测证明,采取加固措施后隧道 的各项指标均能满足设计和实际的需要. (3)从【江泰路站一东晓南路站】,【东晓南路站一南 洲站】标段的成功经验来看,只要措施合理,小净距平 行隧道的施工也是可行的,能够为类似隧道的设计和施 工提供可靠的依据.?