车站隧道

车站隧道（精选七篇）

车站隧道 篇1

1 工程概况

白云山隧道位于宜昌市点军区的土城乡和长阳县的高家堰镇之间,东起杨岔沟,西至景阳沟,进口里程DK40+550,出口里程DK47+377,全长6.827 km。隧道进口段DK40+550～DK43+050坡度为5.9‰,出口段DK43+050～DK47+377坡度为15.3‰,整个隧道的坡度为单面坡。

白云山隧道为宜万铁路全线12座控制性隧道工程,属于Ⅰ级高风险隧道,地质条件复杂,技术要求高,施工难度大。隧道进口段DK40+550～DK41+803为车站隧道及燕尾式隧道,其中DK40+550～DK41+255段为四线双跨连拱隧道,DK41+255～DK41+437段为大跨双线车站隧道,DK41+437～DK41+803段为燕尾段隧道。

2 施工方案

1)车站隧道按照新奥法原理组织施工,四线双跨连拱车站隧道采用中导洞先行,两侧台阶法施工。考虑以后快速平行施工,中导洞断面可以适当放大,在不影响中隔墙施作的情况下偏右设置,以便为施工中隔墙以及以后的开挖预留行车通道(见图1)。

四线双连拱车站隧道开挖顺序为:①→④→⑤→⑥→⑦。

施工顺序:a.先开挖中导洞,方位偏右洞;b.中导洞支护;c.中隔墙浇筑并回填顶部;d.左洞上导坑开挖支护;e.左洞下导坑开挖支护;f.右洞上导坑开挖支护;g.右洞下导坑开挖支护。

四线双连拱车站隧道开挖工艺要点:确定中导洞开挖设置位置时,必须考虑下一步工序的开展。a.要保证中隔墙的浇筑不受影响;b.要保证道路畅通,掘进工作正常进行。

各道工序施工时间控制:中导洞开挖150 m左右时开始中隔墙的浇筑,同时中隔墙顶部回填要及时;在中隔墙混凝土强度达到要求后,可以开挖左洞上导;上导坑开挖与下导坑开挖距离不要超过150 m;在全断面形成后,可开始洞身衬砌工作。

2)大跨双线车站隧道采用CRD工法施工,由四线车站隧道中导洞(DK41+255)进入到大跨双线车站隧道时,先以双侧壁导坑法掘进10 m,即到DK41+265,然后由里往外扩挖大跨双线车站隧道的拱部,形成大跨双线车站隧道断面,完成工序的转换,而后以CRD法施工大跨双线车站隧道(见图2)。

四线双连拱车站隧道开挖顺序为:①→②→③→④。

先开挖上导坑左半断面①,而后开挖上导坑右半断面②,再开挖下导坑左半断面③,最后开挖下导坑右半断面④。

四线双连拱车站隧道施工工艺要点:中导洞开挖设置位置确定,必须考虑下一步工序的开展。a.要保证中隔墙的浇筑不受影响;b.要保证道路畅通,掘进工作正常进行。

各道工序施工时间控制:中导洞开挖150 m左右时开始中隔墙的浇筑,同时中隔墙顶部回填要及时;在中隔墙混凝土强度达到要求后,可以开挖左洞上导;上导坑开挖与下导坑开挖距离不要超过150 m,在全断面形成后,可开始洞身衬砌工作。

3)车站燕尾段连拱隧道采用中导洞先行,两侧台阶法施工,考虑以后快速平行施工,中导洞断面可以适当放大,在不影响中隔墙施作的情况下偏右设置,主要考虑同时施工中隔墙以及为以后的开挖预留行车通道(见图3)。

燕尾段开挖顺序为:①→⑤→⑥→⑤′→⑥′。

先开挖中导洞①,支护②,中隔墙衬砌③,顶部回填,开挖⑤,(6),再开挖(5)′,(6)′。

燕尾段施工要点:先开挖中导洞,断面可以考虑采用偏左或偏右,主要考虑平行作业。开挖后立即进行中隔墙的施作,中隔墙设计C25素混凝土,墙底可以考虑施作锚杆,a.可以钎探底部地质情况;b.可以作为加强底部承载力。

在中隔墙施作完毕,强度满足设计要求后,可以开挖右洞或左洞。开挖右洞,必须对中隔墙进行刚性支撑,以保证安全和质量。开挖一边后进行洞身衬砌,完工后再开挖左洞。

对中隔墙顶部回填要及时、饱满,强度要高。

3 车站隧道施工要点

1)超前地质预报必须按照设计要求作,探明前方地质情况,TSP203、超前地质水平钻、红外探水、超前炮孔、地质雷达等,必须借助科学的手段探明地质情况。2)中导洞的施工本身就起到了超前预报,探明地质情况,为后期施工打下基础。3)初期支护要及时、到位,要保证施工安全。4)全方位的进行监控量测,对隧道围岩变形要进行科学的观测和推算,通过围岩量测的数据,科学的指导施工。5)四线双连拱隧道中导洞的具体位置设置,尺寸大小,便于平行施工作业。在中隔墙施工完毕,强度达到要求后,可开挖左洞,洞身开挖采用上下导坑,开挖采用控制爆破及合理的爆破参数,经计算在中隔墙不影响的情况下可以不对中隔墙进行刚性支撑。6)大跨断面的施工,严格按照CRD法施工,以及从四线连拱到大跨的施工工艺的转变,从侧壁导坑法转入CRD法的施工转变。大跨断面中要注意左右上导的距离,中隔壁的拆除时间,临时仰拱的施作,左右下导坑以及与上导坑的开挖距离控制。开挖完成后立即施作仰拱,仰拱每次施作控制在10 m以内。7)燕尾段开挖按照中导洞施工法,先开挖中导洞,再施工中隔墙,在中隔墙混凝土强度达到要求后,可开挖左洞、右洞,在开左洞时要对中隔墙进行刚性支撑,具体支撑见图3。8)科学合理的施工组织设计,是保证车站隧道快速施工、安全施工的基础,严格的管理组织、严格遵循施工规范是车站隧道安全施工的保障。

4 结语

宜万铁路白云山隧道车站施工,为以后的大断面隧道施工积累了丰富的施工经验,提供了成熟的、可操作性的、快速的施工方法。通过这些行之有效的、科学的、合理的施工方法,有效地防止了隧道塌方、隧道净空收敛、拱顶下沉等安全质量问题,保证车站隧道的施工安全和质量。从施工方法而言,中导洞法、CRD法施工技术已经比较成熟,但是还要进一步做好中隔墙、左右洞、中隔壁、临时仰拱、各施工工序的转换与衔接等问题研究,只有这样才能增强中导洞法、CRD法技术在各种条件下的适应性。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.铁路隧道施工规范[M].北京:中国铁道出版社,2002.17-25.

[2]中铁二局.隧道(上册)[M].北京:中国铁道出版社,1998.342-431.

地铁车站和区间隧道的设计和选型 篇2

1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站

1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站

1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他 1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式 地铁车站建筑及平面布局

2.1 地铁车站的组成

地铁车站由车站主体（站台、站厅、生产、生活用房）、出入口及通道、通风道及地面通风厅等三大部分组成。

车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。

2.2 车站总体平面布置

按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则

（1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。（2）车站一般宜设在直线上。

（3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。（4）隔、吸声措施。（5）无障碍通行。3.1.2平剖面设计

（1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。

（2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。

1（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。

（4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。

（5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。

（6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。3.1.3 消防、安全与疏散

主要考虑建筑防火与防水淹问题。

3.2 车站出入口及出入口通道 3.2.1 普通出入口的设计

（1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。

（2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。3.2.2 出入口通道

包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。

3.3 车站通风道 3.3.1 车站通风道

确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。

3.3.2 地面通风亭

根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。

3.4 残废人设施

考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。

二、地铁车站的结构选型 地铁车站结构选型的原则

地铁车站应根据车站规模、运行要求、地面环境、地质、技术经济指标、等条件选用合理的结构形式和施工方法。结构净空尺寸应满足建筑、设备、使用以及施工工艺等要求，还要考虑施工误差、结构变形和后期沉降的影响。地铁车站的结构形式

地铁车站按照施工方法可以分为明挖法施工的车站结构、暗挖法（盖挖法）施工的车站结构、矿山法施工的车站结构和盾构法施工的车站结构。

2.1 明挖法施工的车站结构形式

（1）矩形框架结构。这是明挖车站中采用最多的一种形式，根据功能要求可以设计成单层、双层、单跨、双跨或多层多跨等形式。侧式站台一般采用双跨结构；岛式站台多采用三跨结构、站台宽度≤10m时站台区宜采用双跨结构，有时也采用单跨结构；在道路狭窄的地段修建地铁车站，也可采用上、下行线重叠的结构。

（2）拱形结构。一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站，可以获得较好的建筑艺术效果。

2.2 盖挖法施工的车站结构形式

盖挖车站也多采用矩形框架结构，与明挖车站矩形框架相同，其与明挖车站的主要区别就在于施工方法和顺序不同。

2.3 矿山法施工的车站结构

地铁矿山法隧道的结构断面形式，应根据围岩条件、使用要求、施工工艺及开挖断面的尺寸等从结构受力、围岩稳定以及环境保护等方面综合考虑、合理确定。矿山法施工的车站结构可采用单拱式车站、双拱式车站或者三拱式车站，可根据需要作成单层或者双层。

2.4 盾构法施工的车站结构

传统的盾构车站是采用单圆盾构与半盾构结合或单圆盾构与矿山法结合修建的。近年来开发的“多圆盾构”等新型盾构，进一步丰富了盾构车站的型式。3 盾构车站的站台有侧式、岛式及复合型着3种基本类型。组合以后盾构车站的结构型式大致有由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站、由三个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站、立柱式车站。

三、地铁区间隧道的结构选型 地铁区间隧道结构选型的原则

区间隧道结构包括行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络线以及其他附属建筑物。地下铁道区间隧道衬砌结构与构造主要取决于隧道的用途、沿线地形、地物、水文地质、工程地质条件、施工方法、环境要求、维修管理、工期要求及投资高低等因素。地铁区间隧道的结构形式

区间隧道结构按施工方法可以归纳为明挖法、矿山法（钻爆法、新奥法）、盾构法和特殊方法等。

2.1 明挖法修建的地铁区间隧道结构形式

明挖法施工的地铁区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇注或装配式结构，其优点是其内轮廓与地铁建筑限界接近，内部净空可得到充分利用，结构受力合理，顶板上部便于敷设城市地下管网和设施。

2.2 矿山法修建的地铁区间隧道结构形式

采用矿山法施工地铁区间隧道的时候，一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或者双线的区间隧道或联络通道，后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。视地层及地下条件、环境条件、施工方法及隧道开挖断面尺寸的不同，矿山法隧道可选用单层衬砌或双层衬砌。

2.3 盾构法修建的地铁区间隧道结构形式

盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌，以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。

地铁车站浅埋隧道爆破施工技术分析 篇3

1 暗挖车站爆破施工设计

(1) 根据现场的地质及施工条件, 上部导坑采用台阶分部开挖, 以创造多临空面条件, 每部分又分多次爆破, 循环进尺控制以内, 控制爆破规模, 以控制质点振动速度。

(2) 炮眼按浅密原则布置, 控制单眼装药量, 使有限的装药量均匀地分布在被爆破体中, 采用非电毫秒不对称起爆网路降低隧道爆破的震动强度。

(3) 以地面建筑物基础底部 (或地面) 至爆源中心距离R为安全控制半径, 借助于经验公式:Q=R3 (V/K) 3/a, 考虑到车站地处都市繁华地段, 周边建筑物多, 设计以质点振动波速度限值1.0cm/s作为控制标准, 进行爆破控制。

(4) 地表及洞内爆破均需结合振动监测, 及时调整钻爆参数, 满足施工及环境要求。

2 爆破施工工艺

2.1 常规爆破施工工艺

常规爆破就是操作人员利用手持气腿式风动凿岩机在掌子面上钻孔、清孔、装药、联网、爆破、出碴等流程完成隧道开挖的方式。在掏槽眼、掘进眼、周边眼按照不耦合装药结构, 采用炸药的爆炸产生的能力切割岩石, 最终完成隧道掌子面的掘进开挖。常规爆破施工流程如图1所示。

2.2 水压爆破施工工艺

将炮眼无回填堵塞部位改为用水袋与炮泥回填堵塞。这样在水中传播的击波对水的不可压缩, 爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼围岩中, 这种无能量损失的应力波十分有利于围岩的破碎, 水在炸药爆炸作用下产生的水楔效应, 有利于进一步破碎围岩, 炮眼中有水还可以起到雾化降尘的作用。炮眼底部的水与炮眼中上部的水作用形式不同, 前者代替了炸药, 后者代替了空气及部分回填土, 但达到的目的是一致的。即达到了“三提高一保护”的目的。由于用专用设备制成的炮泥回填堵塞炮眼, 要比土坚实, 密度大, 还含有一定水, 抑制膨胀气体冲出炮眼要比土好的多, 而且使用方便。炮眼底部的水袋取代了炮眼底部的一部分炸药。炮眼底部水袋与炮眼中上部水袋相比最大的区别是, 炮眼底水袋代替了炮眼底药卷, 它必须起到相当于药卷的作用, 所以不能过长, 过长会导致向炮眼底方向传播的击波逐渐变小, 而岩石的夹制作用逐渐变大, 到了一定位置应力波不足以破碎围岩, 炮眼中上部水袋作用则不然, 虽向跑眼口方向传播的击波逐渐变小, 但岩石的夹制作用也逐渐变小, 到了一定位置应力波仍会破碎岩石, 所以炮眼中上部水袋要比炮眼底水袋长得多。经实际爆破效果相比, 光爆炮眼眼口水袋长可相当于2-3药卷长度, 而内部炮眼由于夹制作用大, 其炮眼底水袋长可相当于1节药卷长度。

3 爆破施工监测

3.1 监测项目

隧道施工过程要对周围重要的建构筑物、地面沉降及结构自身的受力、变形进行跟踪监测, 做到信息化施工, 及时根据施工监测结果对施工步骤及支护参数进行调整, 做到安全可靠, 防范于未然。监测项目有:洞内外观察, 洞内收敛, 拱顶沉降, 拱脚沉降及位移, 地表下沉, 地层位移 (地表设点) , 地层位移 (洞内设点) , 围岩压力, 管线沉降、位移, 建筑物倾斜、沉降、裂缝监测。

3.2 监测方法及手段

监测布置如图2:

备注:图中所示监测项目包括:拱顶下沉测点 (A) 、洞周收敛测点 (B) 、土压力盒 (C) 、多点位移计 (洞内设点D、地表设点F) 、地表下沉测点 (E) 、管线沉降测点 (G) 。

爆破振动监控量测:

(1) 测点布置。在施工通道进行爆破作业时, 在紧邻的需保护的建构筑物处进行爆破震动监测, 爆破震动监测值控制在1.0cm/s以内, 若震动超出规范规定值时, 则在下次爆破作业时缩短开挖进尺、减少爆破作业单段最大装药量和总药量和其他保护措施。

(2) 测试方法。爆破振动速度和加速度监测采用振动速度和加速度传感器, 以及相应的数据采集设备, 传感器应固定在预埋件上, 通过爆破振动记录仪自动记录爆破速度和加速度, 分析振动波形和振动衰减规律。采用1台TC-4850型爆破测振仪主机和1支三矢量传感器;TC-4850型爆破测振仪采用速度-频率作为爆破振动强度判定依据, 能够稳定记录并准确量化爆破施工振动效应, 并提供爆破振动衰减规律分析功能。仪器在配套软件的支持下, 实现爆破振动事件回放, 并自动生成数据简报;用户根据测试情况对简报进行编辑和打印, 为爆破振动监测活动提供测试成果。

(3) 爆破分析。数据处理:数据回放和存储;监测简报编辑和打印;基本分析:矢量合成、一阶微分、一阶微分、PPT傅里叶分析;评估分析:目标保护物振动安全性评估;衰减分析:振动幅值预测、安全距离划定、安全药量计算。

3.3 监测数据的处理、分析及信息反馈

监测数据的整理分析反馈的方法和内容通常包括监测资料的采集、整理、分析、反馈及评判决策等方面。

3.4 信息的预警报告

取得监测数据后, 要及时进行整理和校对。施工监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线 (如位移~时间曲线和速率~时间曲线) , 同时应注明开挖方法和施工工序及开挖面距监测断面的距离等信息。

监控量测数据的计算分析除对每个项目进行单项分析外, 还要进行多项目的综合分析, 以充分利用监控量测数据获得更多的反馈信息。

当监测时态曲线呈现收敛趋势时, 应根据曲线形态选择合适的函数, 对监测结果进行回归分析, 以预测该测点可能出现的最终位移值和预测结构和建 (构) 筑物的安全性, 据此确定施工方法及判定施工方法的适应性。

4 结束语

地铁车站浅埋隧道爆破施工技术分析 篇4

为了有效缓解城市的交通夜里, 国内各大中小城市掀起了建设地铁交通的热潮, 而城市地铁交通线路通常贯穿于城市的主干道之间, 且通常设计为浅埋。而在进行城市地下隧道施工时长会遇到质地较硬的岩层地段, 因而务必要选取爆破开挖的方式进行爆破施工。在距离地面较近的地下进行爆破施工时, 特别是建筑比较密集的情况下, 要控制好爆破的振动。为了确保爆破施工的安全, 减少爆破对隧道的影响, 要不断的优化以及改进施工的设计方案。

2 工程概况

某隧道位于煤矿区, 作业环境较差。线路正前方右侧距洞口约50m处即为煤矿的生产销售区, 正前方约90m处为重载煤矿运煤通道。在隧道D1K34+492~D1K34+505段上方为运煤道路。路基为人工填土, 沉降时间较短。隧道在D1K34+592~D1K34+651段穿越煤矿变电所、大跨结构食堂和一幢三层办公楼, 洞顶覆土约14m。

3 地铁车站浅埋隧道爆破施工技术复杂性分析

开挖隧道工程是一项比较复杂的工程, 一般会使用到钻爆法以及盾构法两种方法。钻爆法的使用范围十分的广泛, 且施工工艺比较的简单, 要求参与施工的工作人员具有较高的专业素养, 因此不需要投入较多的成本, 能够获取的经济效益较高, 另外, 此方法能够在岩石比较坚硬的地区使用, 具有较多的优点, 能够有效对浅埋隧道爆破潜在的问题进行预测。而盾构法适用的范围较小, 但却在浅埋隧道爆破施工中发挥着不可替代的作用, 具有较好的发展应用前景。

由于浅埋隧道爆破施工工序十分的复杂, 很容易产生较大的震动, 对于那些薄弱的眼岩土层, 基岩容易发生破碎, 所以, 在施工中重点和难点则在于是否能够有效保证地质的稳定。例如, 有些隧道靠近城镇, 为了在施工过程中尽可能少的影响居民的正常生活, 务必要做好减噪消音的工作, 并将震动降到最低, 减少人们的恐慌。

对本文涉及的工程进行分析, 不难得知, 该工程的隧道复杂以及难点在于: (1) 该工程的规模较大, 所处地域的地质条件较差, 需要进行多次爆破, 很容易影响周边居民的正常生产生活, 因而, 为了减少对居民的影响, 则需要进行多次爆破, 不但延长了施工工期, 增加成本收入。 (2) 工程的规模越大, 涉及到的区域也就较多, 为了有效节省时间, 需要多个施工单位同步进行施工, 基于此, 爆破作业的复杂性较高。 (3) 采用人性化的爆破控制后, 对于爆破参数及控制指标要求相对就更高。

4 地铁车站浅埋隧道爆破施工技术分析

4.1 隧道开挖方法

安排施工工期时, 要按照实际的地质情况进行设置, 可以采用微台阶法进行施工, 开挖时建议使用弱爆破的方式, 及时对开挖面进行封闭成环, 二衬紧跟, 严密进行监控量测弱爆破施工中遵循以下施工要点:

(1) 在隧道爆破中使用的弱爆破技术即是所谓的微振控制爆破方式, 此爆破要遵循“多打眼, 多层次, 弱振速, 短进尺, 少装药”的基本原则。对同一段雷管中起爆时所需爆装药量进行严格的控制, 保证爆破振动的速度跟相关安全标准相一致, 避免出现为了追赶工程的进度而采取深孔大爆破的技术, 最终导致各种安全事故的发生。

(2) 要认真分析好爆破的块数、爆破的进尺、围岩松动圈以及超欠挖等因素, 并及时进行改进, 尤其是进一步改进最初始的3个钻爆循环对弱爆破初始方案中所涉及到的相关参数。确保炮眼数、炮眼与炮眼之间的距离、抵抗线等相关参数跟实际要求相一致, 防止扰动围岩, 从而最大程度的利用好炮眼。

(3) 由于湿润粘土炮泥具有较大的阻力, 且具有较好的可塑性, 一遇水就会捧场, 具有很好的封闭作用, 因此, 在堵塞余下的炮孔长度时, 需要利用到湿润粘土炮泥。当炸药发生爆炸时, 能够有效防止炮孔中流出气体, 并延长爆炸应力波的影响时间, 能够对岩石传送的装药量进行缓冲, 使得炮孔底部位置的爆破力有所提升, 有效地将岩石破碎。这样一来不但能够节省炸药的药量, 而且还能够减慢爆破振动的速度, 防止扰动围岩, 并减小围岩的松动圈, 确保施工的安全性。

4.2 爆破设计

4.2.1 选用合适的爆破器材

因为此工程所处地域的地段围岩为V级, 对其进行爆破时, 通常建议使用二级煤矿许用乳化炸药, 采用宽35mm、长200mm的药卷雷管, 选用煤矿许用毫秒延期电雷管 (延期时间要低于l30ms) , 起爆采用电起爆方式 (串联起爆网络) , 电爆系统中的电线、闸刀开关和起爆器均采用防爆型。

4.2.2 掏槽形式设计

钻孔采用风动凿岩机YT-28型。上台阶掏槽眼采用三对垂直楔形掏槽, 而炮眼布置如图1所示。

4.2.3 确定炮眼数目

采用工程类比法, 先布置掏槽眼, 再按照地质的情况以及开挖面的大小, 对周边眼以及辅助眼进行均匀的布置, 对周边眼进行装药时, 建议采用间隔不连续的方式进行装药。

4.2.4 装药结构设计

本段隧道围岩循环进尺采用0.8m, 钻孔深度1.0m。周边眼采用间隔装药结构, 并用炮泥堵塞孔口。为了尽可能少的扰动地表构筑物及围岩。进行实际开挖时, 可以使用半断面微台阶预裂爆破方式进行开挖, 炮眼爆破顺序依次为周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼。影响预裂爆破效果的主要参数为炮眼间距 (E) 、不耦合系数 (D) 和装药集中度 (q) , 根据现场实际控制效果, 本段隧道E取0.4m, D取1.5, q根据岩体软硬程度取0.07~0.2kg·m-1。光面爆破参数及预裂爆破参数见表1~2。

4.3 控制浅埋隧道爆破振动

4.3.1 控制地下管线爆破振动

地下管线的安全运行能够有效保证城市交通的正常运转, 促进城市发展以及人们生产、生活。而进行浅埋隧道爆破施工时多少会对地下管线造成破坏, 产生严重的影响, 尤其是爆炸煤气管线时, 不但会影响城市居民的正常生活, 还会对施工人员的生命财产安全造成威胁, 因而在具体施工过程中, 要小心谨慎。一般来说地下管线破坏的类型有管道接口破坏、管段破坏以及附件破坏等。而地下管线受地震波影响的大小与以下几点有关:

(1) 埋深。浅埋隧道爆破施工都是在地下进行, 所以如果管线的埋深比较深时, 则隧道施工不会对地震波产生影响, 安全性则较高, 反之, 如果埋管较浅时, 则隧道施工会对地震波产生影响。

(2) 场地土特性及地貌特。据相关调查数据显示, 如果工程所处地域的地质条件相对简单, 稳定, 进行浅埋隧道爆破施工时会影响地下管线的安全。

(3) 管材及管道的结构。根据资料调查, 地下管线的材质特征是其受到地震波影响大小的重要决定因素之一, 口径越小的管道受到隧道施工的影响则越大。

4.3.2 浅埋隧道爆破振动指标

浅埋隧道的施工, 由于长期掘进务必会引发不必要的振动, 产生程度不一的危害。为了保证工程的施工安全, 务必要制定一定的施工规程, 要按照工程的实际要求, 分析好质点的震动速度。

4.3.3 浅埋隧道爆破主要减振措施

(1) 减振掏槽爆破, 此方式能够有效减少浅埋隧道爆破的振动, 因而应用的十分广泛。

(2) 预裂爆破隔振, 此方法相对十分的复杂, 所以在使用此方法前准备工作要做足。

(3) 毫秒微差延时起爆, 此方式的效果最佳, 但施工工序十分的复杂, 通常体现在以下几方面: (1) 爆破时, 地表发生振动的频率较低, 通常低于100Hz; (2) 振动通常会持续2s以内, 但纵横两个方向上振动的持续的时间水平方向能够达200ms, 垂直向则可以达到100ms。

(4) 其他减振爆破技术, 除了上述几种减振方式被广泛应用之外, 常见的减振方式还有隧道水压爆破、定向聚能预裂爆破、机械预切槽法、静态破碎法等。

5 结语

总而言之, 我国交通行业将会更广泛的运用到浅埋隧道爆破技术, 人们对于此技术的关注度也会不断提高。但浅埋隧道爆破施工十分的复杂, 因此要注意的问题较多, 在实际爆破过程中, 要对其存在的复杂性进行综合考虑, 并采取相应的减振措施, 确保施工人员以及工程周边居民以及环境的安全。

摘要：我国城市化进程的不断加快, 交通事业的发展越来越迅速, 隧道工程的数量也越来越多, 越来越多的地方用到了浅埋隧道施工技术, 然而, 浅埋隧道施工困难较大, 这对工程施工人员造成了一定的困扰。因此, 本文就具体的工程实例, 简要分析了浅埋隧道控制爆破施工技术, 并有针对的对开挖方法、爆破设计进行了探讨, 在确保工程施工工期以及施工质量的同时, 为相关的工程提供经验。

关键词：地铁车站,浅埋隧道,爆破施工,技术分析

参考文献

[1]王忠伟, 李杰.浅埋隧道控制爆破施工技术[J].铁道建筑, 2011 (10) :51~52.

[2]陶世界.地铁车站浅埋隧道爆破施工技术分析[J].江西建材, 2015 (9) :203.

车站隧道 篇5

关键词：地铁车站,暗挖隧道施工,桩基

1 引言

在地铁工程中, 需要对隧道进行开挖, 但是隧道开挖可能会产生地层变形、应力释放等问题, 从而对周围环境造成不良影响。随着社会经济的发展以及城市化进程的不断加快, 地铁工程量不断增多, 因此详细探究暗挖法隧道施工对邻近桩基的影响及其控制具有十分重要的意义。

2 暗挖法隧道施工所产生的地层变形效应

2.1 隧道开挖对桥梁桩基的影响机理

在隧道开挖过程中, 不可避免的会对周围地层造成扰动, 导致周围土体逐渐向隧道开挖临空面发生移动, 具体表现为垂直方向和水平方向的位移分量。邻近隧道开挖与桩基的关系如图1所示。

2.2 桩基结构与地层变形的作用关系

(1) 如果对于地铁车站进行暗挖施工, 则不可避免的会对地层造成扰动影响, 使得地层的力学性能和应力场发生变化, 此时土体会进行自动调整, 达到新的平衡状态。

(2) 在地铁隧道施工中所产生的地层变形, 会传递至周边桩基机构中, 从而造成土体和应力场发生变化, 出现负摩擦力, 对桩基承载力和稳定性造成不良影响。

(3) 当桩基发生沉降后, 沉降会逐渐传递至上部结构, 如果上部结构同时发生沉降, 则上部结构和下部结构之间就会出现沉降差, 导致上部结构产生附加应力, 影响建筑使用性能。

2.3 桩基的类型

(1) 竖向受荷桩。竖向受荷桩主要包括两种, 分别为淤摩擦桩和于端承桩。在竖向荷载的作用下, 摩擦桩需要承受桩侧阻力, 当桩端没有持力层或者桩端位于持力层时, 桩基即为摩擦桩。而端承桩的桩基的承载力都是由桩端阻力所提供的。在荷载作用下, 桩基会发生位移, 产生桩端阻力, 当桩身岩层深度较小时, 持力层就会出现安全隐患。

(2) 横向受荷桩。在荷载和力矩的作用下, 桩基会发生移动, 并产生转角, 对桩基周边土体产生挤压作用。为了提高桩体稳定性, 桩体周边土体会产生横向抗力。

横向受何在也包括两种类型, 分别为淤主动桩和于被动桩。当桩体受到横向何在后, 主动桩会偏离原有位置, 并受到周边土体的压力作用。而被动桩可以被分为深基坑挡桩、堤岸支护桩以及坡体抗滑桩等多种类型。

2.4 桩基承载力计算

(1) 常规计算方法。当桩侧阻力与桩端阻力同时达到极限条件时, 可以使用常规计算方法, 桩基承载力常规计算公式为:

式中:qbu指的是桩身范围内各个土层极限侧阻力;Ui指的是桩侧表面积;Li指的是桩端单位面积极限承载能力;Ab指的是桩端面积。

(2) 荷载传递桩基承载力计算。根据上文所述, 在桩侧阻力与桩端阻力同时达到极限的条件下, 可以使用常规计算方法。但是如果与实际情况不符, 则可以考虑应用荷载传递法来计算桩基承载能力。弹性曲线法的计算方法为:

式中:EI表示桩身抗弯强度;p (z, y) 表示土板应力。

2.5 邻近桩基承载能力的主要影响因素分析

在地铁隧道施工中采用暗挖施工方法, 会对周边桩基承载力造成不良影响, 主要包括两方面的因素, 即内部因素和外部因素。以外部因素为研究方向进行深入剖析:桩基承载力的外部影响因素有很多方面, 包括地下水、土体结构、桩基何在等等。其中, 土体又包括桩体位移、沉降等等。当桩体发生相对位移时, 桩土的位移会不断增大, 导致桩阻不断增加, 当达到临界位移时, 桩侧摩擦阻力就会达到极限值。桩土接触面性质指的是桩土之间的相互作用, 这也是岩土工程研究重点。通常情况下, 桩土接触面可以有效传递法向应力以及剪应力, 因此, 在明确桩侧阻力的发挥机理后, 即可根据桩基的变形以及承载力情况, 采取有针对性的应对措施。

3 暗挖法隧道施工对邻近桩基的影响控制策略

3.1 积极保护措施

积极保护作用包括对施工方法和施工工艺进行不断优化, 以此提高桩基的性能, 减少桩基受到不良影响的几率。对于地铁车站隧道施工, 必须对邻近桩基采取保护措施, 在施工开始前, 首先需要对施工现场进行调查分析, 合理预测施工地层变形可能会对桩基造成的不良影响, 然后拟定多个保护方案, 再对各个方案进行综合比对, 选择最符合实际要求的保护方案, 尽量减少施工对桩基造成的不良影响, 将不良影响控制在合理范围内。在施工过程中, 还应该对施工全过程加强监督监测, 及时掌握桩基位移和变形情况, 采用信息化方式对桩基地层变形进行有效控制, 提高施工质量和施工安全性。另外, 还可以采用控制开挖面的方法, 对桩基进行保护。

3.2 隧道开挖

在隧道暗挖施工中, 应该从桩基沉降方面尽量减少施工对桩基的不良影响。桥桩是一种积极有效的保护措施, 通过优化施工方案以及支护参数, 能够尽量减少施工对于桩基的影响。在隧道开挖中采取上述保护措施, 能够尽量减少施工造成的地层沉降, 减少对桩基的影响。在隧道开挖中, 还可以采取一系列保护技术以及保护方法, 在支护过程中, 还应该采取密贴、早封闭的措施保护桩基。在初期支护过程中, 可以根据工程实际情况, 采用钢拱架、喷射混凝土以及挂网和临时仰拱等方法。在桩基范围内, 可以根据实际情况, 适当增加注浆小导管外插角, 增加超前注浆范围, 避免出现注浆薄弱区。在隧道施工中, 还应该注意隧道开挖后, 必须立即喷射混凝土, 并布设钢拱架。在此过程中, 可以通过加厚混凝土喷层厚度的方法, 提高混凝土密实度。除此以外, 支护的刚度必须满足地层变形控制要求, 提高混凝土施工强度, 尽量减小邻近桩基的受影响程度。在此过程中, 应该尽量采取有效措施, 促进各开挖步骤形成的断面能够及时闭合, 并且布设临时仰拱, 打设锁脚锚, 提高施工质量。

3.3 工程措施

3.3.1 隔断

隔断施工指的是在地层中引入结构单元, 以此加强地层结构稳定性。这种结构单元不是在建隧道的一部分, 与被保护的结构之间也没有关联。隔断是由钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩以及挖孔桩所组成的, 主要目的是承受地下工程施工所造成的侧向土压力以及由于由地基差异沉降所产生的负摩阻力。通过隔断施工, 能够使得应力通过桩体传递到下层持力层中, 隔断岩层中变形的传递, 以此降低开挖施工对于桩基的不良影响。由于隔断墙施工也是近邻施工, 因此在施工过程中, 应该加强对于周围土体的控制。

3.3.2 土体加固技术

在暗挖法隧道工程施工中, 可以采取土体加固法。通过土体加固技术, 能够对隧道周围邻近土体起到加固作用, 而且还能够有效提高桥桩地基的牢固性。在邻近土体加固施工中, 主要是采取有效措施对隧道周围土体进行适当改良, 尽量减少施工对于土体的扰动作用, 尽量避免对邻近桩基造成不良影响。土体加固技术的基本原理是适当增加地层承载强度、抗渗性以及刚度, 提高土体牢固性。在桥桩地基加固施工中, 主要是对桩基周围的土体进行加固, 提高桩体的刚度和承载强度, 进而抑制桩基沉降、变形。在实际施工中, 注浆加固法一般被应用于粉土、砂土以及粘性土层施工中。在注浆过程中, 可以使用气压、液压等方式, 通过注浆管将具有固化作用的浆液注入地层, 将松散的地层材料胶有效凝结为一个整体整体, 改善地层力学性质。

3.3.3 桩基托换

桩基托换指的是通过通过托换方式, 将上部结构载荷转移至新建基础上。在托换结构体系中, 转换层可以承受上部结构传来的荷载, 然后将这些荷载传递给下部托换桩基, 以此发挥承上启下的作用。转换层的结构型式有很多种, 包括板式、梁式、拱式以及析架式等等, 在实际施工中, 需要根据工程的实际情况合理选择结构型式。在上述转换层结构型式中, 梁式转换层具有布置灵活、结构合理可靠、造价较低, 便于原桩与上部结构分离等应用优势, 因此应用范围较为广泛。需要注意的是, 在施工过程中, 需要采取有效措施处理好新建转换层和现有结构构件间的连接问题。通常可以采用凿毛、植筋、涂刷界面处理剂, 转换层结构采用微膨胀混凝土等措施对界面进行处理。

4 结语

在地铁车站暗挖隧道施工中, 首先需要明确变形控制标准, 然后综合考虑工程实际情况, 对桩基采取保护措施, 尽量避免或者减少暗挖隧道施工对于桩基所造成的不良影响, 使得桩基及其上部荷载不至于产生过大的沉降、倾斜以及变形, 保护既有建筑物。

参考文献

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[2]廖秋林.地铁车站风道大断面暗挖下穿河湖近接施工技术[J].施工技术, 2015 (23) :56~57.

车站隧道 篇6

伴随着我国城市化进程的发展,地下空间成了城市发展的逆向空间,地下空间的大规模开发,尤其是城市轨道交通的发展,较多的基坑工程紧邻或位于地铁隧道和车站上方。基坑开挖使相邻地铁隧道和车站的原有受力平衡被打破,必然引起应力的重分布,从而引起地铁隧道产生相应的内力和变形。而已运营地铁隧道对变形要求极为严格:结构最大位移不超过10 mm,而地铁车站对变形要求更为严格,结构最大位移不超过6 mm。因此,基坑施工过程中必须采取严格工程措施,否则将影响地铁车站的正常使用和安全。

本文以广州市某基坑为工程背景,用有限元程序MIDAS/GTS模拟其开挖工况,通过对比基坑开挖前后临近地铁隧道和车站的位移和弯矩的变化,以判断基坑开挖是否会给临近地下建筑物造成破坏。通过采用有限元法对基坑进行分析,可以在基坑开挖前了解基坑开挖对临近地下建筑物的影响,并采取有效措施保证基坑开挖的安全性。

1工程概况

拟建某项目建设场地位于广州市天河区天河城东侧,西邻六运三街、南邻天河南一路,北邻天河路,东邻正佳大街。地块大致呈正方形,用地面积约为47 550 m2,规划地块整体拟设地上2层,砼框架结构,建筑面积为25 000 m2;地下3层,建筑面积为90 000 m2。本项目与天河体育中心、天河城、正佳广场通过地下隧道和二层天桥相互连通,在地下负一层与珠江新城集运线的天河南一路站的大堂连接,并可由该站通往地铁一号线的体育西路站。基坑南侧紧邻地铁1号线(矿山法隧道),与地铁最近的距离为5.8 m;基坑西侧被集运线(APM)(盾构法隧道)分割为两块,部分地下室结构位于集运线隧道之上,集运线西侧隧道距基坑边最近的距离为6.78 m,东侧隧道距基坑边最近的距离为7 m,隧道顶部距离基坑底部最近距离为6.239 m。

1.1基坑支护设计

本项目基坑采用“SMW工法格栅式水泥土墙+内支撑”、“旋挖桩(钻孔桩)+锚索+搅拌桩止水帷幕”和“旋挖桩(钻孔桩)+内支撑(或斜撑)+搅拌桩止水或旋喷桩止水帷幕”的支护方案,基坑开挖深度为4.55—21.30 m。基坑南侧的支护结构采用“钻孔桩+内支撑+旋喷桩止水帷幕”

1.2地质条件

根据岩土工程勘察报告,同时结合以往工程经验,有限元分析中采用的各土层参数见表1。

1.3隧道和地铁站参数取值

隧道和地铁站的混凝土强度等级根据广州地铁设计规范取值C30,隧道的初衬和二衬的总厚度取值为300 mm,采用矿山法施工。地铁车站的混凝土强度等级根据广州地铁设计规范取值C20,地铁站侧墙厚度最上层为700 mm,往下每层依次增加100 mm,共四层,最底层侧墙厚度为1 100 mm;顶层板厚度为700 mm,负一层和负二层楼板厚度为300 mm,负三层楼板厚度为400 mm,底板厚度为1 200 mm,中间两道竖向隔墙厚度为250 mm。地铁站和隧道的计算均采用弹性计算。

2计算分析

2.1分析概况

根据岩土工程条件和基坑实际状况,取基坑南侧为分析对象进行二维有限元分析,地铁站的侧墙和楼板均采用平面应变建立模型,其中支护桩和止水桩也采用平面应变单元,基坑的内支撑采用梁单元,采用如下假定:

(1) 地铁车站及隧道变形与该处土体变形一致的假设。地铁车站结构刚度与土体相比极大,实际情况下,结构变形不会与土体变形保持一致,应小于土体变形。但在小变形情况下,可以认为两者近似相同,同时从保证安全的角度考虑,这样的假设也是合理的。

(2) 根据广州地区第四系地层的特点,在小变形范围内,拟采用Mohr-Coulom弹塑性的土体模型,更方便模拟和计算[1]。Mohr-Coulom破坏准则常用于平面应变问题中,可表示为:

|τ|=c+σntanφ。

τ—剪应力;σn—破坏面上的正应力;c—黏聚力;φ—内摩擦力。

基坑施工工况的划分:工况1,初始自重应力分析;工况2,隧道(地铁站)施工阶段分析;工况3,支护桩施工阶段;工况4,基坑第一次开挖;工况5,第二次开挖加第一道支撑;工况6,第三次开挖加第二道支撑;工况7,第四次开挖加第三道支撑;工况8,第五次开挖加第四道支撑;工况9,加基坑底版及拆除第四道支撑;工况10,加第二道换撑板及拆除第三道支撑;工况11,加第一道换撑板及拆除第一、二道支撑。[2]基坑开挖过程中,考虑水压力加在支护桩一侧,地面超载选取20 MPa。

采用梁单元来模拟隧道的衬砌结构,模型建立的地铁站和隧道的有限元模型见图1[3]。

2.2计算结果

开挖过程中各工况中最关注工况8和工况11,即基坑开挖到底和基坑拆除支撑这两个工况,对应于这两个工况地铁站和隧道的水平位移见图2[4,5,6,7]。

图2所示位移为基坑开挖到底和基坑拆除支撑这两个工况地铁车站和隧道水平位移减去地铁站和隧道施工后的位移,即基坑开挖之前地铁站和隧道已经有一定的变形和一定的应力状态。此处经过MIDAS—GTS软件中对结果的组合,得出的位移值仅是在隧道和地铁站原有变形和内力的基础之上的由于基坑开挖引起的地铁站和隧道的变形和内力。地铁站和隧道位移和弯矩比较见图3。

2.3计算结果分析

基于有限元的分析结果,对于地铁站和隧道的水平位移,在考虑地铁站和隧道初始位移的基础上,基坑开挖过程中隧道的最大位移值为6.74 mm,小于10 mm;地铁站的最大位移为5.80 mm,小于6 mm。从图3总可以看出,隧道的弯矩和地铁站的弯矩随着基坑的开挖而减小,基坑的开挖反而使隧道和地铁站卸掉一部分荷载,这对于地铁站和隧道本身的受力是一个有利因素[8,9]。计算表明地铁车站及隧道衬砌结构在基坑开挖后各工况下的弯矩分布均与原始状态的弯矩分布规律相同,呈现减小的趋势,但由于地铁站本身刚度很大,所以地铁站的初始弯矩比隧道衬砌结构的弯矩大很多。综合上述计算结果可知,支护桩施工对隧道结构影响甚微。

注:图中横坐标中:1—对应于隧道和地铁站施工后;2—对应于基坑开挖到底阶段;3—对应于基坑拆除支撑阶段。

3结论与建议

由于本工程还未开始施工,没有具体的实际监测数据,但通过对基坑工程邻近地铁车站及隧道问题的空间分析,得到以下几点结论:

(1) 在基坑施工的过程中,地铁车站及隧道产生的位移不大,在广州地铁历史最大监测数据6 mm安全范围内;

(2) 在基坑的施工过程中,计算表明,地铁车站和隧道初衬结构处于卸荷状态,在安全范围之内;

(3) 在基坑开挖过程中,由于卸荷,地铁车站和隧道初衬结构靠近基坑部分水平位移较大(向基坑方向移动),远离基坑部分水平位移较小。

摘要：基坑开挖引起地面不均匀沉降并导致周围地下构筑物倾斜、开裂等问题,一直以来受到人们关注。结合具体工程实例采用有限元法模拟基坑开挖过程的工况,分析基坑开挖对周围地铁隧道和地铁车站的影响,通过对比基坑开挖前后地铁车站和地铁隧道的位移和弯矩变化来判断基坑开挖和支护方式的合理性,提出相应的预防和保护措施,具有很重要的工程实际意义。

关键词：基坑开挖,地铁站,隧道,位移,弯矩

参考文献

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[8]朱姣,潘健.某基坑开挖对临近地下隧道影响的有限元分析.广东土木与建筑,2007;(05):13—14

车站隧道 篇7

随着国内城市轨道交通的快速发展, 越来越多的城市进入到地铁时代, 同时, 同一城市规模的不断扩展, 地铁线路也在不断的增加和延伸, 地铁规划和设计理念也逐渐人性化, 多种交通运输方式尽量实现“无缝对接”, 地铁站与火车站、机场、汽车站以及场馆的无缝对接, 大大方便了人们的出行。为了在不影响既有建筑安全运行的状态下顺利完成地铁线路的建设, 需要通过综合比选各种方案, 选择最安全、科学合理的方案, 并采取各种有效技术措施, 实现地铁工程的建设和确保周围环境的安全。

目前, 地铁线路与既有火车站、场馆衔接修建的情况已经非常多, 但各个项目的情况不同, 其施工特点、施工方法和施工难度以及采取的措施也各有千秋。本文通过重庆北站地铁车站下穿既有繁忙火车站的施工案例, 针对其具体情况和工程难点所采用的施工方法、工艺以及采取的措施进行阐述, 为类似工程的施工提供参考依据。

1 工程背景

重庆北站 ( 南广场) 位于重庆市北部新区龙头寺火车站南广场既有地下广场下方, 轨道交通3 号线、10 号线、环线汇集于此。3 号线、10 号线、环线三站间为H形换乘, 其中3 号线与环线、环线与10 号线均为T形换乘。

沿10 号线方向 ( D区) 位于龙头寺火车站南广场既有地下广场下方。沿环线方向根据施工方法及使用功能的不同分为A, B, C1, C2 四个区段, 其中A, C1 区为明挖法施工 ( 见图1) 。

车站主体围岩主要为砂质泥岩、砂岩, 围岩等级为Ⅳ级。场地内水文地质环境多为大气降水和城市地下给排水管线渗漏补给, 总体水量不大。

本站施工区域条件复杂、交通繁忙、人流密集、建筑、管线等产权单位多, 是重庆较繁华地段, 施工对社会影响大。

2 总体方案选择

本站最初的方案是A区、C1 区采用明挖法施工, B区、C2 区、D区采用先托换既有结构, 然后采用盖挖顺筑法施工。但经过详细的调查了解和综合的分析比选, 原方案的实施存在以下难点:

1) B区下穿3 号线顶梁板混凝土浇筑时, 容易在顶板与3 号线底板之间造成不密实或空洞问题, 工后沉降难免对3 号线的安全造成影响。

2) C2 区按照托换盖挖施工前需进行底板破除重新改造, 而该区域集中大量商铺, 需进行商铺的临时征拆, 施工时拆迁难度极大。而且既有结构改造下部开挖后结构受力不平衡势必引起底板变形, 施工控制难度大, 安全风险较高。

3) D区按照托换盖挖施工时需占用大部分地下广场, 而此处人流、车流量较大, 部分停车场需暂停使用, 施工期间会对交通影响较大。

4) 若采用托换顺筑法施工, 托换工程量大, 托换风险极大, 而且大部分施工作业需要在地下广场内实施, 作业空间受限, 各种大型机械设备无法采用, 对施工工效严重制约。

鉴于以上主要因素, B区、C2 区、D区施工难度较大。通过调查和综合比选, 如若采用暗挖法施工, 一些不可控因素如征拆、作业空间受限影响工效、占用广场地下室等可以尽量减少到对工程影响的最小程度。既能保证项目的节点工期, 又能最大限度确保周围环境的安全。通过积极协调, 确定B区、C2 区、D区采用暗挖法施工。

3 工程重难点

1) C2 区下穿地下广场、隧道断面大, 埋深浅。C2 区主体结构中的单拱双层结构, 施工开挖高度18. 437 m, 宽25. 75 m, 开挖面积386 m2, 下穿已建的地下广场, 距已建地下广场梁基础最小竖向距离约9. 7 m。工程地质为Ⅳ级围岩, 属特大断面浅埋隧道, 安全风险较高 ( 见图2) 。

2) D区下穿地下广场。D区位于火车站南广场既有地下广场下方, 采用单拱三跨单层结构, 施工开挖高度11. 55 m, 宽25. 25 m, 开挖面积268 m2。距已建地下广场桩基础最小竖向距离约2. 58 m, 与地下室梁基础的垂直距离约为5.15 m, 施工难度大 ( 见图3) 。

3) 大跨车站转换结构施工。由于车站隧道断面大, 施工通道与D区车站主洞在拱墙部相交相接, 受力复杂, 施工安全风险大。

4 重难点工程施工关键技术

4. 1 C2 区大断面浅埋暗挖施工技术

1) 暗挖隧道通过C1 区明挖基坑进行施工。调整C1 区基坑的支撑系统满足隧道施工条件, 同时, C1 区靠近C2 区暗挖隧道12 m范围内基坑中洞位置及左右下导洞的石方暂时不开挖, 以确保明挖基坑的稳定, 待C1 基坑下部两层结构施工完成后开挖。

2) C2 区车站拱顶5. 3 m及初始开挖部位10 m范围内采用机械作业, 其余采用双侧壁导坑法爆破开挖, 分八部开挖, 循环进尺控制在0. 6 m以内。

3) 严格控制循环进尺和装药量。分段微差爆破、控制装药量, 减少爆破对既有结构及围岩的扰动, 控制震速不超过1. 5 cm/s。

4) 以建筑物基础底部至爆源中心距离为安全控制半径, 并以质点振动波速度限值1. 5 cm/s作为控制标准, 进行反算各部分所允许的单段用药量, 并进行试爆试验, 取定合理的爆破参数。

5) 炮眼按浅、密原则布置, 控制单眼装药量, 使有限的装药量均匀地分布在被爆破体中, 采用非电毫秒不对称起爆网路降低隧道爆破的震动强度。

6) 掏槽眼位尽量布置在开挖部位的底部, 以加大掏槽部位爆源至建筑物基础底部的距离, 减小掏槽爆破对构筑物的震动影响。

7) 除光爆层部分的爆破以松动爆破为主外, 需控制爆破飞石对开挖台架和初期支护的破坏, 同时降低爆破震动对核心岩石的破坏和临时支撑的破坏, 保证支撑系统的稳定。

8) 加强监控量测, 以量测成果指导施工。

4. 2 D区下穿地下广场施工技术

1) D区暗挖隧道通过施工主通道和施工竖井进行施工。2) 车站主体开挖支护采用中洞法施工, 先施工中洞上导坑 ( 上导坑分上下台阶施工) , 上导坑贯通后, 施工通道进行落底, 施工中洞下导坑, 中洞完成后, 对称开挖两侧洞, 形成初期支护 ( 根据监测结果, 必要时先施作中洞二衬, 再开挖两侧导洞) 。3) 采用控制爆破技术, 严格控制爆破振速, 每循环进尺不超过0. 5 m。4) 以地下广场基础底至爆源中心距离为安全控制半径, 设计以质点振动波速度限值1. 5 cm/s作为控制标准, 进行爆破控制。5) 基于结构物距隧道顶不足2. 6 m, 同时结合安全校核药量 ( Q) 和单眼装药量 ( q) 的计算结果, 分别采用不同的起爆方法。当Q = nq时, 采用高精度非电导爆管毫秒雷管起爆法; 当Q≥q时, 采用电子雷管逐孔起爆法; 当Q < q时, 采用电子雷管错相减震起爆法。6) 控制爆破飞石对开挖台架和初期支护的破坏, 降低爆破震动对核心岩石的破坏和临时支撑的破坏, 保证支撑系统的稳定。7) 需结合监测情况, 及时调整钻爆参数, 满足施工及环境安全要求。加强监控量测, 以量测成果指导施工。

4. 3 大跨车站转换结构施工技术

1) 为了解决交叉口处受力转换问题, 于施工通道与D区主体初期支护交界处设置矩形门架, 末端密排4 榀Ⅰ18 并焊接牢固, 形成整体框架, 共同支撑正洞钢架。破除门架侧壁后, 主洞钢架荷载转化至密排钢架上。

2) 施工通道拱顶开始挑顶、往车站内开挖0. 5 m安装Ⅰ25 门式钢架, 间距0. 5 m/榀, 施作锚杆, 门式型钢架立柱采用定位锚杆将直立工字钢锁在边墙上 ( 如图4 所示) , 以保证门式型钢门架受力的稳定性, 并及时喷30 cm C25 混凝土将拱部封闭。

3) 交叉口处应弱爆破, 分部开挖。开挖时逐渐将底板标高抬高至D区正洞上台阶底临时仰拱标高, 按正洞上半断面开挖尺寸进行开挖, 施工至右侧车站拱墙开挖外轮廓线后, 环向架立车站主体拱架, 完成接口处车站主体上半断面施工。

4) 喷射混凝土达到一定强度后, 施作洞内临时立柱基础、临时立柱及横梁。

5) 破除临时门架支撑时应逐榀拆除, 不允许同时拆除多榀, 拆除时要按照“先顶后下”的原则进行。

5 主要结论

1) 下穿既有建筑施工地铁, 方案的选择要综合考虑现场条件、周围环境、施工进度等要求。具体的工艺工法要根据构筑物、环境所能允许的影响程度确定合理的施工参数。2) 大断面浅埋暗挖车站, 在距离地下广场基础只有不足2. 6 m的情况下, 通过采用中洞法控制爆破施工, 并根据安全药量, 分别采用不同的起爆法等施工方法, 使施工对地下广场影响控制在允许范围之内, 满足了施工安全要求。3) 通过采用整体型钢框架、定位锚杆、分部开挖等技术, 使通道与正洞交叉口处正洞拱部型钢钢架的受力安全转换, 确保了安全。

在施工过程中, 借鉴类似工程施工经验, 对浅埋大断面隧道下穿地下广场施工、大跨暗挖车站三岔口结构受力转换等关键技术、工序进行持续优化改进, 工程施工质量可控。同时, 运用施工监控量测技术, 及时收集分析监测数据指导现场, 有效的保证了施工安全。所采用的技术方法, 在类似工程中具有一定的工程借鉴和参考意义。

参考文献

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