塔里木大道地铁隧道工程综合设计

塔里木大道地铁隧道工程综合设计内容摘要：

形及房屋沉降，选取可硬性浆液作为同步注浆浆液，配合比见表 15。 表 15 同步注浆材料配合比 浆液投料量 /（ kg/m3） 水泥 膨润土 粉煤灰 砂 水 稠度 /cm 60 143 175 400 380 9～ 11 二次注浆。 为减小盾构通过后房屋的后期沉降，我们在下穿房屋段隧道内进行了二次注浆，通过每环 6 个注浆孔进行压注，具体配合比为水泥 :水玻璃 :水 =::1；注浆压力为 ～。 盾构推进引起房屋沉降 盾构推进阶段以及推进过后对地表隆沉、房屋沉降情况进行监测。 测点布置如图 18 所示。 通过对监测数据的整理，得到盾构到达时刀盘前方土体的隆沉情况、盾构推进过后地表及建筑物的沉降情况。 并选取一个建筑物典型测点，分析该点位在盾构施工过程中随时间变化过程。 图 18 测点布置图 （ 1）盾构刀盘前方隆沉 刀盘前方沉降值（mm）01YX215 YX216 YX217 YX218 YX219 YX220 YX221 YX222 YX223 YX224 YX225 YX226 YX227 YX228 YX229 YX232 YX233 YX234 YX237 图 19 刀盘前方隆沉 由监测数据可以发现，刀盘前方始终保持有一定的隆起量（ ～ ）。 这在一定程度上有利于保护建筑物。 （ 2）盾构推进过后沉降 盾构推进过后，地表发生沉降，整理得到盾构通过后 1 48h 后的地表沉降，以及通过半个月后的建筑物沉降情况。 塔里木大学毕业论文 第 7 页 盾构通过后1 2 小时累计沉降10F1 F4 F11 F14 F17 F20 F23 F26 F33F23 F32 F35 F38 F41 F45 F65 F73 F76 F83 F88沉降值（mm）盾构通过后48小时累计沉降43210123F1 F3 F5 F11 F13 F15 F17 F19 F21 F23 F25 F27 F33F22 F24 F32 F34 F36 F38 F310 F42 F45 F63 F71 F73 F75 F81 F83 F87 F93沉降值（mm） 图 110 盾构通过后地表沉降 12108642024F1 F4 F11 F14 F17 F20 F23 F26 F33F23 F32 F35 F38 F41 F45 F65 F73 F76 F83 F88房屋累计沉降 图 111 盾构通过后建筑物沉降 通过上述数据可以发现，盾构推进过后 12h 累计沉降小于 1mm， 48 小时内累计沉降不超过 3mm。 而工后的建筑物沉降小于 10mm。 可见盾构推进对建筑物的影响在可控范围内。 （ 3）变形时程曲线 为观测建筑物变形的时程曲线，选取 F14 点整理其变形数据。 该点工况： 2020 年 9 月 3 日 23:00，盾构机开始下穿 F14 点；至 9 月 4 日下午 15:00，盾构机盾尾完全脱离 F14点。 该时程曲线如图 112所示。 F14 点沉降变化值108642029月3日23:009月4日3:009月4日7:009月4日15:009月5日3:009月6日15:009月7日15:009月8日15:009月9日16:009月10日16:009月11日16:009月12日16:009月13日16:009月14日16:009月15日16:009月16日16:009月17日16:009月18日16:009月19日16:009月20日16:009月21日16:00时间沉降值（mm） 图 建筑物变形时程曲线 可见，盾构通过后沉降变化速率较快， 10d 后基本趋于稳定。 该点最大沉降量为。 盾构隧道穿越水底浅覆土施工技术对策。 从盾构开挖面平衡状态及隧道水底抗浮平衡条件着手，推导了土压平衡盾构开挖工作面水土压力与密封舱内 压力动态平衡公式，得到了盾构穿越水底浅覆土保持土体及隧道稳定所需的最小覆土厚度。 全断面掘进机 （ TBM） 与地铁盾构机的区别全断面掘进机 （ TBM） 与地铁盾构机的区别 塔里木大学毕业论文 第 8 页 全断面掘进机 （ TBM） 和盾构机笼统的说，都是一样，都是隧道全断面掘进。 只是不同的工作环境应用不用的机械罢了。 主要区别如下： ① 适用的工程不一样， TBM 用于硬岩，盾构机用于土层的挖掘。 ② 两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。 ③ TBM 比盾构技术更先进，更复杂。 ④ 工作的环境不一样。 TBM 是硬岩掘进机，一般用在山岭隧道或大型引水工程，盾构 是软土类掘进机，主要是城市地铁，及小型管道 ，见图 113。 图 113 TBM 是硬岩掘进机 地铁盾构施工原理 地铁盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。 该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。 挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。 地铁盾构施工特点 地铁盾机施工主要为稳定开挖面、挖掘及排 土、衬砌（壁后灌浆）三大部分。 地铁盾构机施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响、水下开挖不影响水面交通等特点，在隧洞较长、埋深较大的情况下，用地铁盾构法施工更为经济合理。 地铁盾构技术 ① 地铁盾构施工风险源及典型事故的研究 尽管盾构施工中的事故难以百分之百地 避免，但这绝不是人们在问题面前无所作为的借口，正相反，因为有难度，才要去研究。 本书无意给出切实可行的具体办法，但提供了一些思路。 ② 地铁盾构法隧道衬砌接缝防水施工技术 通过对盾构法隧道渗漏质量通病的分析，结合广州地铁二号线赤 2 鹭区间隧道盾构工程的施工情况，对当前国内常用的两种衬砌接缝防水设计及材料进行对比，认为管片衬砌块接缝防水材料，B%C 弹性止水条具有良好的发展前景。 ③ 某城市地铁盾构施工组织设计 按照业主提供的招标文件，在认真学习、领会业主工期、造价、质量以及设计文件中安全稳妥维护环境稳定意图的基础上，把与施工组织设计密切相关的内容进行概述，它被作为进行施工组织设计编制的最重要基础材料。 盾构测量技术 ① 盾构机姿态参数测量技术研究 塔里木大学毕业论文 第 9 页 根据三点决定一个平面的原理，通过在盾构机中体上布置测量控制点，对其三维坐标进行测量：根据空间解析几何原理，推导出盾构机刀盘中心三维坐标以及俯仰角、横摆角、扭转角的计算方法。 ② 地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术 阐述并实施了影响贯通的 3 个主要环节的测量技术，及在盾构推进过程中盾构和管片姿态的若干测量手段和计算方法，比较详细地介绍了盾构姿态测量的三点法和标尺法。 高水压条件下深基坑盾构进洞施工技术 一般城市内的地铁区间隧道长度为 800～ 1500m 左右的居多，而区间长度超过 1500m 的则相对较少。 区间隧道长度超过 1500m 以后，若因隧道长度关系不能满足通风需要，按照设计规范要求就要在隧道中间设计风井来满足地铁运营期间通风的需要。 风井结构一般选择在隧道施工之前完成，在风井内衬墙上预留洞门，盾构从风井内穿越，穿 越过程包括盾构进洞、风井内推进和风井内出洞等环节。 一般由于线路纵坡设计因素导致风井处隧道覆土都比较深，受潜水和承压水影响较大，在高水压、深覆土条件下进行盾构进、出洞施工，存在较大的困难和风险，如技术措施采取不当，易引起盾构机和成型隧道受损的严重后果。 工程概况 杭州地铁 1 号线一期工程是浙江省重点工程，工程线路为 Y 型设计，从江南的萧山区湘湖站起，在滨江区穿越钱塘江，连接杭州城站火车站及市中心区后沿钱塘江方向往东北方向延伸，在九堡东分成 Y 型两个方向，其中一条继续沿钱塘江方向东进到下沙的文泽路站，另一 条北上到余杭区的世纪大道站。 工程沿途共设车站 30 座，线路总长 48km。 本工程为滨江站～富春路站区间（ 2号盾构），即从钱塘江南岸的滨江区滨江站开始、穿越钱塘江后抵达钱塘江北岸的上城区富春路站止，中间在钱塘江南岸和北岸各设中间风井 1 座。 按照施工安排，由 2 台加泥式土压平衡盾构机先后从滨江站始发、穿越江南风井、钱塘江、江北风井后抵达富春路站，本文主要介绍的是 2 台盾构机穿越江南风井施工技术。 江南风井位于滨江区江陵路和闻涛路路口，风井的平面尺寸为。 其中主井（盾构进出洞位置）平面尺寸为 ，开挖深度为 ；附属井平面尺寸为 ，开挖深度为。 盾构穿越风井段轴线平面为直线、纵坡为－ ％。 江南风井平面位置见图 114，江南风井平面结构及横剖面见图 115。 图 114 江南风井平面位置图 塔里木大学毕业论文 第 10 页 图 115 江南风井平面结构及横剖面图 2 号盾构须先后在江南风井处进洞，在江南风井进行盾构检修、刀具安装、盾尾刷更换等工作后再 次始发穿越钱塘江。 江南风井周边环境较为简单，风井结构位于江陵路上，北侧 30m为闻涛路，两侧是未开发的商业楼盘用地。 地质条件和环境情况 地质条件 风井处隧道顶覆土厚度 ，进出洞施工时隧道主要埋置于 ③ 5粉砂夹砂质粉土、③ 7砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、 ④ 3 淤泥质粉质粘土、⑥ 2 淤泥质粉质粘土中。 风井处各土层的地基土 物理力学 性质 见 表 16。 表 16 各土层物理力学指标统计表 层 号 土层名称 含水量 W（ %） 湿重度 ρ （ g/cm3） 孔隙比 e 液限 WL（ %） 塑限 WP（ %） 塑性 指数 IP 液性 指数 IL 直剪固快峰值强度 压缩系数 （ a ～ ） 压缩模量 ～ （ MPa） 内聚力 C（ kPa） 内摩擦角φ （ 0） ③ 5 粉砂夹 砂质粉土 ③ 7 砂纸粉土夹淤泥质粉质粘土 ④ 3 淤泥质 粉质粘土 ⑥ 2 淤泥质 粉质粘土 41 塔里木大学毕业论文 第 11 页 水文地质情况 场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水和孔隙承压水。 （ 1） 潜水：江南风井场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及③ 1～③ 8 层粉土、粉砂中，由大气降水和地表水径流补给，地下水位受季节以及钱塘江地表水的影响较大。 钱塘江南岸在工程勘探期间测得钻孔静止水位 埋深 ～ ，相应高程 ～ ；盾构进出洞施工阶段实测静止水位埋深为 ～ ，相应高程为 ～。 （ 2） 孔隙承压水 本施工场区有两层承压水。 第一承压水含水层分布在⑥ 3 粉砂层中，水量小～中等，该层位于盾构隧道底板以下约为 ，对盾构掘进基本无影响；第一承压水对江南中间风井底板稳定影响也较小。 第二孔隙承压水含水层主要分布于深部的⒁层细砂、圆砾层中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（④、⑥、⑧、⑩层）。 承压含水层顶板高程为 ～ ，隔 水层顶板高程为 ～ ； 2020 年 3 月至 4 月 1 日勘察时实测承压水位埋深在地表下 ～ ，相应高程为 ～ ；盾构进出洞施工阶段实测承压水位高程为－。 江南 风井处 地质剖面 及风井纵剖结构 见图 116。 图 116 江南风井纵剖结构及地质剖面图 周边环境情况 江南风井位于滨江区江陵路和闻涛路交叉口，将江陵路封闭围场施工，闻涛路为新建道路，近邻钱塘江边，交通流量较小。 施工场地北侧 为闻涛路，东侧为尚未开发的商业用地，西侧为苗圃林地，南侧为项目经理部办公生活区。 江陵路上管线较少且尚未投入使用。 总体施工环境较好。 盾构穿越前的准备工作 进洞地基加固 盾构进洞地基加固工序是保证盾构进洞施工安全的重要措施。 本次盾构在江南风井处进洞时，塔里木大学毕业论文 第 12 页 盾构覆土深度达到了 ，根据地基加固设计要求，常规搅拌桩施工设备不能满足本次加固施工的深度要求，高压旋喷工艺亦不能保证地基加固质量，故盾构进洞采用水平冻结加固。 本次盾构进洞加固采用水平冻结加固，在洞门圈外侧布置 1 圈、洞门圈内部 布置 2 圈、中心布置 1 根水平冻结管，同时每个洞门圈布置 9 个测温孔。 冻结加固区外环半径为 4m，沿盾构推进方向有效厚度为 ，满足凿洞门要求。 加固施工盾构进出洞之前约 30d 进行。 盾构进洞冻结加固方式见图 117。 WWWWWWWWWWWWWW W W W W WWWWWWWWWWWWWWZZZZZZZZ ZZ。