双护盾TBM下穿人防洞室论文.pptVIP

双护盾TBM超近距离下穿人防洞室施工关键技术 中铁隧道集团二处有限公司 2017年11月 汇报提纲 一、工程概况 二、施工难点 三、技术保证措施 四、施工效果 五、结论与建议 一、工程概况 青岛地铁是国内首次将双护盾TBM运用至城市硬岩隧道地铁 施工，青岛地铁2号线一标03工区泰山路站～芝泉路站区间隧道共穿越人防洞室2处，下穿段范围为ZSK24+950～ZSK25+095，ZSK25+125～ZSK 25+280，下穿段落长度为300m。人防洞室均为毛洞，洞室开挖完后，未采取任何支护措施，在线路施工范围内距隧道顶最近处仅为0.91m。人防洞室与下穿隧道之间关系复杂，结构外边缘间垂直距离变化幅度较大，施工安全风险极高。  一、工程概况  ZSK24+950~ZSK25+095段人防洞室位置示意图 ZSK24+950~ZSK25+095段人防洞室与隧道位置关系图 一、工程概况  ZSK25+125~ZSK25+280段人防洞室位置示意图 ZSK25+125~ZSK25+280段人防洞室与隧道位置关系图 二、施工重难点 1、人防洞室出现沉降超标及坍塌； 2、人防洞室积水导致隧道大量涌水； 3、引起地面及建构筑物沉降超标及损坏； 4、对TBM掘进姿态及掘进参数控制精度要求极高。 三、技术保证措施 1、集水坑处理 TBM掘进施工前将坑内积水进行抽排，对洞室内集水坑进行回填处理，采用C30，P8混凝土进行回填，保证隧道开挖轮廓上方有不小于1m的混凝土覆层。 集水坑回填图 三、技术保证措施 2、提前预加固措施 因人防洞室均为毛洞，当人防洞室断面底板与隧道拱顶的距离不足2.5m时，人防洞室内提前架设全环I16钢架，间距1m,并喷射C25混凝土包裹钢架。 全环加固图 三、技术保证措施 3、对人防洞室受力进行三维计算分析 （1）按岩土力学法计算，采用有限元软件ANSYS进行计算分析。人防洞室与隧道顶最近距离约0.91m。选取该最小距离的横剖面进行结构计算，其开挖方法模拟及荷载施加如下所示： 根据实际情况，隧道左右线先后开挖，开挖立即拼装管片，考虑管片的支护作用，每循环进尺1.5m。 ①地面荷载： 地面荷载按20KPa计算。 ② 刀盘推力： TBM掘进时掌子面会承受一定的推力。计算时将刀盘作用在掌子面上的平均推力按15000KN考虑，换算成均布荷载施加在掌子面上，计算如下： 三、技术保证措施 ③ TBM主机作用在洞周的荷载 TBM掘进时，主机部分自重对洞周压力暂按2MPa考虑，并作用在仰拱位置成120°的左右对称范围内，如图所示： 机头部分自重作用范围 撑靴作用荷载示意图 ④ TBM撑靴作用力 撑靴对洞壁压力大小暂按2MPa考虑，由于撑靴中部为受力的主要部位，计算时按撑靴中心上下两侧30度作用范围考虑，如图所示： 三、技术保证措施 第一主应力等值线图 第一主应力局部放大图 第三主应力等值线图 第三主应力局部放大图 ①当左洞开挖完毕后，人防洞室结构底部受拉力情况模拟分析。最大拉力出现在洞室底部两边位置，最大拉应力值约为0.28MPa。 （2）受力模拟分析 三、技术保证措施 第一主应力等值线图 第一主应力局部放大图 第三主应力等值线图 第三主应力局部放大图 ②当右洞开挖完毕后，人防洞室结构底部受拉力情况模拟分析。最大拉力出现在洞室底部两边位置，最大拉应力值约为0.34MPa。 三、技术保证措施 ③人防洞室底部右边角沉降值随着隧道开挖步序逐渐增加，左洞施工至人防洞室下部时对沉降影响最大，其最大沉降值发生在左、右洞施工完毕后，数值为0.11mm；右洞施工至人防洞室下部时对沉降影响最大，其最大沉降值发生在左、右洞施工完毕后，数值为0.04mm。 左洞开挖完成后模型沉降等值线图 右洞开挖完成后模型沉降等值线图 三、技术保证措施 经计算左右洞开挖后最大拉力出现在洞室底部两边位置，最大拉应力值分别为0.28MPa、0.34MPa。C25喷射混凝土允许拉应力值1.3MPa满足要求，不会发生拉裂现象。 人防洞室拱顶位置沉降主要受左右洞隧道开挖影响，洞室底部中央位置沉降主要受正下方的左洞开挖影响，洞室底部右边角位置沉降主要受右洞开挖影响。在整个施工过程中，最大沉降发生在洞室底部中央位置，最大值为0.11mm，满足安全控制标准要求。 三、技术保证措施 ①TBM掘进参数选择 由于人防洞室距离TBM隧道距离很近，隧道拱顶处岩层较薄，因此在TBM掘进下穿人防洞室时应严格控制掘进参数，严格控制推力和刀盘转速，控制人防洞室的震动。 参数名称 推力（KN） 刀盘转速（r/min） 掘进速度（mm.min） 参数值 ＜4000 2.5～3 12～16 4 、施工参数设定 掘进参数设定 ②