【2017年整理】地铁暗挖隧道穿越地裂缝和建筑施工技术.docVIP

地铁暗挖隧道穿越地裂缝和建筑施工技术 摘要：以西安地铁一号线太吉暗挖隧道区间在地裂缝区域穿越建筑物为例，介绍在地裂缝特殊地质条件下，下穿建设年代较远的建筑物，通过暗挖工法选择，采用浅埋暗挖CRD工法及其辅助措施的条件下控制建筑物沉降变形的施工技术。以期相同或相近工况条件下对地铁建设起到借鉴作用。 关键词：地铁 地裂缝 CRD工法 建筑物 沉降 前言：目前随着盾构施工工法在国内地铁建设中的广泛应用，浅埋暗挖法在地铁隧道施工中逐渐减少，但是由于受到建设条件的限制，局部仍在采用。特别是在西安地铁建设过程中由于地裂缝的存在隧道采用浅埋暗挖法（矿山法）施工不可避免。施工中降水、暗挖施工对土体的扰动以及水土流失将造成地面沉降、加上地裂缝活动等引起地面沉降，沉降过大将直接危及地面建筑物，产生施工安全风险和环境风险，如何采取设计、施工技术措施控制沉降是矿山法隧道施工的关键点也是防止上部建筑物变形的基础。 工程概况： 西安地铁3号线太白南路～吉祥村区间隧道，图1：暗挖隧道与建筑物、地裂缝关系: 根据详勘地质剖面显示本区段自上而下的地层为：素填土、新黄土、古壤土、中砂、粉质粘土，其中中砂层埋深13.20米至15.70米。该区段隧道暗挖初期支护拱顶埋深约14.4米，开挖断面主要位于砂层和粉质粘土层内。 本区段水文地质：场地内地下水属潜水类型，稳定水位埋深9.69m-12.60m。 本区段因设置减震道床和预留地裂缝沉降变形隧道初支开挖为马蹄形断面，最大尺寸8333mm×8020mm；初支格栅间距500mm，喷射C20混凝土厚度250mm。洞外降水，降水井打设深度40m，降水深度30m。 2、沉降产生因素及对建筑物影响分析： （1）施工降水引起的沉降：暗挖隧道在施工前期和施工过程中存在井点降水的主动降水过程和开挖以及初期支护完成后的洞内渗漏的别动降水工程且降水周期较长一般在4个月以上，施工降水期间含水层失水压缩变形和粘土层失水固结引起的地表沉降。通过监测数据分析降水引起的沉降一般较小，且均匀缓慢，对建筑物影响较小。 （2）特殊地质条件下引起的沉降：地裂缝具有统一的三维空间变形特征。即南倾南降的垂直位移、水平引张和水平扭动。多年来由于西安市近郊区过量抽汲地下水，致使承压水位大幅度下降，导致地层释水压密，引发了大面积地面沉降。由于地裂缝两侧粘性土层厚度差异与土体松动破裂程度不同，使地裂缝两侧释水压密变形沉降程度不同，进而加剧了地裂缝的垂向活动。建筑物修建于上世纪六、七十年代，均为浅埋基础， 建筑物监测点布置图 （2）WSS洞内注浆加固参数的选择： 根据地质详勘报告和相邻施工段实际揭示的地层情况，本区段砂层透镜体较厚，且位于隧道开挖面中上部，层间含水量较大，为保证掌子面稳定，请采用全断面注浆加固。为保证注浆止水和加固效果在下穿建筑物前施做试验段，根据试验确定注浆参数。 1）注浆长度每10m一循环，打设时最外侧三排间距为1.0m沿开挖面轮廓环向布置，按照14°、12°、9°外插角施做，加固开挖轮廓线外2m范围内的土体，其余垂直打设间距为1m*1m梅花型布置，搭接长度2m。 2）、注浆管采用DN52的PVC管和∮18镀锌管作注浆内管，长度10m，注浆扩散半径按照0.5m预测。 3）、注浆压力严格控制在0.8-1.0MPa；每立方土体注浆量为36立方米至42立方米。 4）、注浆采用水泥水玻璃浆液，体积比为1:1，水玻璃浓度为35Be,水泥浆水灰比采用1:1。 5）、注浆顺序由外向内，并间隔注浆，严格控制注浆压力和注浆量，过程中采取双控措施。注浆完成后封堵注浆孔，保证注入的浆液不跑不溢。 （3）掌子面开挖施工过程控制： CRD法施工应遵循“管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行。各台阶断面开挖均预留核心土，以发挥掌子面的三维支撑作用。台阶长度控制在2-3米，严格控制上下台阶之间的距离，施工中做到快封闭、早成环。再上台阶开挖时切实做好拱架拱脚处理，保证锁脚锚管的打设深度和注浆质量。隧道左右线对于工作面的施工纵向间距保证在30m以上，开挖面不得欠挖，超挖时用C25混凝土回填，做好施工安排保证各分布各台阶的监督协调；严格控制每循环进尺长度在0.5m以内。及时对初支背后进行回填注浆，填充初支背后出现的空隙。 6、效果分析： 通过施工监测数据分析，除去因地裂缝原因产生的区域性沉降因素，前期降水产生的建筑物沉降大约在6mm，开挖阶段产生的沉降为接近14mm，两者累加不超过20mm,探矿机械厂最大不均匀沉降为8.5mm，达到了控制要求。通过对楼体的直接观察和专业房屋鉴定机构在施工前和施工后的鉴定建筑物的变形不大，施工过程对建筑物影响较小。 探矿机械厂三层商铺沉降历时曲线图 中交二公局家属楼沉降历时曲线图 7结束语：矿山法地铁隧道施工地面沉降控制是施工难点