版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:010000
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

浅埋暗挖TBM接收洞超限拱架置换技术研究

时间:2016-09-05来源: 作者: 点击: 198次

胡锡鹏1,张书香1,吴伟1,仇意1

(中交一公局第三工程有限公司,北京 100000)

摘要:地铁采用盾构相关设备进行施工时,利用既有线路的接收洞进行拟建线路掘进设备接收的情况屡见不鲜。本文通过工艺研究和效果检查介绍暗挖隧道超限拱架置换和拓宽,得出了一套适用于上软下硬地层中浅埋暗挖隧道的拱架置换技术。

关键词:地铁;盾构;拱架置换

中国分类号:U45 文献标识码:B


1工程概况

1.1隧道概况

随着城市地下空间领域的大规模发展,各大城市拟建地铁轨道交通规划线路交错纵横。盾构技术在城市地铁施工中备受推崇,利用已施工线路既有接收条件进行TBM接收的设计,因其兼具安全性、高效性、经济性的优点,在设计规划时往往做为首选考虑。部分利用上述描述条件完成TBM接收的项目,须经过平移步进才能到达吊出井完成拆机吊出。为满足TBM步进过程中的空间需要,需对既有成型隧道侵限拱架进行拓宽和置换。本文针对重庆轨道交通环线重庆西站设备接收利用五号线接收洞进行TBM接收时的拱架置换施工,探讨浅埋暗挖隧道拱架置换技术及主控要点。

1.2地质条件

换拱位置位于岩土分界面,上部为以粉质粘土粘土为主的杂填土层,裸露部分渗水严重;下部为砂质泥岩,具有较高强度,但裂隙发育,局部整体性较差。换拱区段最大埋深不超过7m,开挖段整体上软下硬,地质条件复杂,成洞效果极差。

1.3水文条件

换拱区段水的来源主要为岩石裂隙水和大气降水,施工时正值重庆雨季,月平均降水量超过1000mm,强降水天气,换拱位置地表积水一度超过50cm。勘探探明隧道顶部有一根使用年限较久直径2m的污水管道,且局部存在漏水情况。

1.4周边情况

换拱区段上部地表为城市次干道,周边多工厂,且位于绕城高速凤中路出口旁,繁忙时段车辆流量达到3000辆/小时。沉降控制要求高。

2换拱依据

单护盾TBM刀盘直径6.88m、盾体长度11m,为满足其盾体在接收洞内顺利完成平移步进的空间需要,需对侵限拱架进行置换,拱架置换区段里程为YK0+23.5~YK0+28。通过换拱施工前的监控反馈、地表沉降、周边收敛、拱顶沉降等主控条件进行分析发现上述条件均在控制范围之内。

3施工工艺

3.1拱架置换工艺流程

3.2三维模拟

分别建立接收洞与TBM盾体的三维模型,通过两个模型之间的相对位移,确定TBM在隧道内平移步进的最不利状态,以满足TBM顺利通过为设计原则,并结合最不利状态确定开挖轮廓及换拱尺寸。

2 拟建隧道设计断面、已建隧道实测断面与TBM盾体三维关系

3.3测量放线

采用激光断面仪对隧道内轮廓线进行扫描之后,确定原隧道侵限量、换拱开始里程及终止里程,并标记换拱尺寸控制线。

3.4前期准备

(1)超前支护

隧道换拱施工前,在隧道换拱区段拱顶150°范围内打设长度为2.5m的Φ42超前小导管。由于上覆土层为粉质粘土且粘粒含量高,考虑到小导管注浆效果可能不佳,小导管环向间距30cm/榀,径向每榀打一层,入射角度为5°~10°。

(2)前期加固

在隧道开挖前于非换拱一侧设置横向间距900mm、纵向间距1200mm、竖向间距600mm满堂支架,上部顶托支工10工字钢,下部底托按放在100mm×100mm×2000mm方木上。并于非换拱侧端头及拱肩处打设一组(两根)长4.5米Φ25锚杆,锚杆端头与型钢拱架焊接。

3.5拆除施工

拆除过程以起拱线为分界面分上下两步进行拆除。首先拆除岩土分界线以上部分,拱架拆除后施工扩挖隧道,粉质粘土层采用人工开挖,砂质泥岩层采用液压破碎锤进行开挖,及时封闭。上部初支完成后,进行下部拱架拆除和超限岩体破除。

2016-05-27 150553

3 拱架拆除施工

3.6拱架安装

原拱架拆除后及时施做换拱拱架,尽快封闭。新装拱架与原拱架以焊接的形式连接,连接处采用20mm厚Q235钢板进行双面帮焊,焊缝宽度大于等于10mm。

3.7锚杆、挂网、喷混

新装拱架端部打设一组Φ25长度为4.5m锁脚锚杆,锚杆外露端头与拱架采用电弧焊进行焊接。拱架挂设Φ8双层钢筋网,间距200mm×200mm,最后喷射300mm厚C25混凝土封闭开挖面。

3.8二次衬砌

因该接收洞位于重庆西站规划开挖区段内,固该暗挖隧道为临时设施。二次衬砌采用工22a拱架,挂单层Φ8@200mm×200mm钢筋网后喷射C25早强混凝土形成封闭体系。

4控制要点

(1)拱架拆除前须将待拆拱架与其它拱架之间的连接全部断开,分上下两部,先施工上部,每次拆除一榀拱架,待上部支护完成后方可施工下部。

(2)拱架拆除前后施做锁脚锚杆,锚杆端部须焊接于拱架之上。

(3)拱架安装后及时组织监测部门进行监控量测布点,换拱区域布点数量和监测频率较正常段提高一倍。

5效果检查

监控量测是检验施工合理性及安全性的最直观方式。该拱架置换项目因地层环境的复杂性、埋深的特征、地表环境的特殊性,本项目属于风险较大工程,针对该处监测频率较正常监测频率提高一倍,结合监测数据对技术开展的效果检查较有说服力。


4 地表监测沉降-时间曲线

5 净空收敛-时间曲线

6 拱顶监测沉降时间曲线

7 应变监测应变量-时间曲线

综上所述,整理出如下结论:

1、单护盾TBM设备接收洞尺寸可以采用三维建模模拟进行确定。

2、上软下硬地层中的拱架置换,选用本技术进行施工安全可控度较高。

3、从监测数据表现来看,换拱位置周边收敛基本稳定,地表沉降呈现波动性变化,同时,沉降变形均处于安全控制范围。拱架应变在旧拱架拆除时段出现峰值。

对其他拱架置换工程亦有借鉴价值。

 

【参考文献】

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.

[2]《岩土工程手册》编委会.岩土工程手册[M].北京:北京建设工业出版社,2004.

[3]王书涛,李光辉.桦皮岭隧道初支侵限段换拱施工技术研究[J].公路交通科技,2016,(1):110-112.



 

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。