地铁盾构区间构筑物保护方案Word文件下载.docx

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剖面最大坡度25‰，线间距11~15.73m隧道顶埋深11.2~17.5m。

区间设置一个联络通道与泵房合建，其里程：

K11+750.000m，采用冷冻法加固，矿山法施工。

本区间线路位于某市市中心城区，区间沿西湖大道正下方向西穿行，下穿安乐桥，中河路交叉口的涌金立交桥、柴垛桥。

西湖大道为城站通往西湖风景区的东西向城市主干道，道路两侧建、构筑物密集，地面道路交通繁忙，道路下桩基密布，工程环境复杂。

2.2水文地质情况

2.2.1工程地质

本段区间沿线地质构造和地层，为河口相冲海积堆积的粉性土及砂性土地区，由于堆积年代及固结条件不同，性质不一，竖向由松散至中密状态变化，厚度一般在20m左右；

其下为海陆交互相沉积的淤泥质软土及粘性土，地面下深约40～45m左右为古钱塘江河床堆积的圆砾层，中密～密实状态，底部基岩埋深一般在地面下55～63m左右。

依据工程特性及成因条件，将沿线地基土划分为18个大层及若干亚层。

本段区间盾构主要穿越的土层为：

6层粉砂夹砂质粉土；

2层淤泥质粉质黏土；

层粉质黏土；

2粉质黏土层；

⑧1粉质粘土；

⑧2含砂粉质粘土。

工程地质土层分布及特征，现自上而下分述如下：

3、1层杂填土、①2层素填土、③2层砂质粉土、③3层砂质粉土夹粉砂、③5层砂质粉土、③6层砂质粉土夹粉砂、③7层砂质粉土。

④全新统浅海相沉积层（mQ42），分四个亚层，该区揭露两个亚层：

④2层淤泥质粉质粘土④夹层砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、④3层淤泥质粉质粘土夹粉土。

⑤全新统下段冲积相沉积层（al-lQ41）：

⑤层粉质粘土

⑦晚更新统下段冲积相沉积层（al-lQ31），本场区分布两个亚层：

⑦2层粉质粘土、⑦3层粉质粘土。

⑧晚更新统海相沉积层（mQ32），本场区分布两个亚层：

⑧1层粉质粘土、⑧2层含砂粉质粘土。

⑨层晚更新统下段海相沉积层（mQ31），下分两个亚层：

⑨1a层粉质粘土、⑨1b层粉质粘土、⑨2层含砾中砂。

⑩晚更新统下段海相沉积层（mQ31），下分二个亚层，本场区仅出露⑩1层：

⑩1层粉质粘土、⑩2层含砂粉质粘土。

⑾晚更新统下段河流相沉积层（alQ31）：

⑾层粉质粘土。

⑿晚更新统下段河流相沉积层（alQ31），下分四个亚层，本场区缺失⑿2层：

⑿1层粉细砂、⑿3层砾砂。

2.2.2水文地质

①浅层潜水

沿线浅部地下水属潜水类型，主要赋存于上部①层填土及③大层粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水及地表水，并与河塘呈互为补给关系，其静止水位一般在地下0.85～2.4m，并随季节性变化。

对混凝土结构无腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水作用下无腐蚀性、对钢结构具弱腐蚀性。

②承压水

沿线承压含水层主要分布于深部的

层细砂、砾砂层中，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（④、⑦、⑧、⑨、⑩、⑾层）。

承压含水层顶板高程为-24.63~-28.51m。

3、建（构）筑物概况

本盾构区间地表西湖大道路面现宽近50m，两侧高楼林立，由东向西分别有利群大厦、广富大厦、兴城饭店、某市市第三人民医院、富豪大厦、定安广场大厦，其余多为居民小区，少量绿地及建筑场地。

距区间中心最近的建筑物为某市市第三人民医院，距离为24.8m，在施工影响围外，所以本区间施工对建筑物的影响基本不大。

（增加规中影响围，为隧道两侧多少，再判断什么建筑处于影响围）

本区间线路位于某市市中心城区，区间沿西湖大道向西穿行，先后下穿城站管廊、安乐桥、涌金立交桥、柴垛桥、中河高架。

详见表3-1：

表3-1区间建（构）筑物情况一览表

3.1城站管廊

城站站西端头井西侧约3m处有一南北向管廊，称为城站管廊（详见图3-1、3-2）。

直墙平顶结构，采用钢筋混凝土衬砌，结构尺寸7200*2900mm，分综合管廊和热力管廊两部分。

底板、顶板厚400mm；

侧墙350mm；

立柱墙厚250mm。

顶板埋深2.3m，底板处于

2砂质粉土层，设管线有一条Φ750给水管、一条Φ500污水管、一条Φ500供热管、照明电缆及电信电缆若干。

图3-1城站管廊平面位置示意图

图3-2城站管廊剖面位置示意图

3.2安乐桥

区间隧道在里程K11+403～K11+421处下穿安乐桥（详见图3-3），安乐桥于西湖大道围跨越南北走向的东河。

安乐桥为毛石基础，桥基础高程+2.6m。

与区间垂直距离约8.7m。

此处区间隧道穿越

6砂质粉土加粉砂、

3淤泥质粉质粘土夹粉土层，隧道埋深约14m，安乐桥基础位于

2砂质粉土层中，浅层潜水与东河互补。

现场照片安乐桥

图3-3区间隧道下穿安乐桥平面示意图

图3-4区间隧道下穿安乐桥纵剖面示意图

3.3柴垛桥

区间隧道在里程K11+963～K11+966处下穿柴垛桥，柴垛桥于西湖大道围跨越南北走向的中河。

柴垛桥桩基为φ1000钻孔灌注桩，桩长约40m，距隧道边缘最小水平净距约0.9m。

（详见图3-5、3-6）

2粉质粘土层中，隧道埋深约16m，隧道施工平面处于R=1000m圆曲线上，竖向处于‰5上坡。

浅层潜水与中河互补。

图3-5区间隧道与柴垛桥平面位置示意图

图3-6区间隧道与柴垛桥剖面位置示意图（是否把两侧桥桩一起画出）

3.4涌金立交桥

区间隧道在里程K11+805～K12+312围下穿涌金立交桥，涌金立交桥沿西湖大道走向，桥桩基为φ1200钻孔灌注桩，桩长约47m，区间隧道共穿越32组桥桩，其中K11+805～K11+910围穿越10组，每组桥桩为2根钻孔灌注桩；

K11+805～K12+312围穿越22组，每组桥桩为4根钻孔灌注桩。

距隧道边缘最小水平净距约1.3m。

（详见图3-7、3-8、3-9）

2粉质粘土层中，隧道埋深约15~17m，隧道施工平面处于圆曲线及缓和曲线上，竖向处于‰5上坡。

图3-7K11+805~K11+910围区间与涌金立交桥平面位置示意图

图3-8K12+035~K12+312围区间与涌金立交桥平面位置示意图

图3-9区间与涌金立交桥剖面位置示意图

3.5中河高架

区间隧道在里程K11+976～K11+987围下穿中河高架，中河高架为中河中路上垂直西湖大道的高架桥（详见图3-10）。

2粉质粘土层中，隧道埋深约16m，隧道施工平面处于缓和曲线上，竖向处于‰5上坡。

桩基距盾构边线较远，所受施工影响较小。

图3-10区间与中河高架平面位置示意图

4、工程重难点

4.1盾构出洞及穿越管廊

城站站盾构出洞段土体为冷冻加，加固长度仅2.3m，盾构机在加固区推进时，超挖刀开启为5cm，虽然在加固区最后30cm长度收回超挖刀，但在盾构机刀盘出加固区时，前方水土势必会沿盾构机周边的空隙向外涌流，即使洞门处进行封堵，仍然会对距加固区仅2m的城战管廊构成影响。

（语言描述修改下）

盾构机在下穿管廊时，干扰管廊下方土体，管廊也会受到影响。

盾构机穿越管廊后，加固区的融沉较大，加之过程长，定会对管廊构成影响。

以上三点共同影响之下，要保证管廊的安全非常困难。

此为本工程重点之一。

4.2盾构穿越柴垛桥及涌金立交桥

如上面第三章第三节、第四节所述，在207m的掘进过程中，连续穿越涌金立交桥及柴垛桥共65组桥桩，最近距离仅0.9m。

此过程掘进断面土层为

2粉质粘土层，施工过程中轴线要求高，桥桩的绝对沉降，相邻桥桩的相对沉降要求高；

地面及桥桩后期沉降大。

此为本工程难点之二。

5、施工过程控制

本区间推进过程中依次下穿城站管廊、安乐桥、柴垛桥及涌金立交桥，施工过程中主要是防止管廊及桥桩沉降、位移超出允许值。

5.1盾构进出洞过程中穿越管廊的技术措施

城站站西端头井西侧有一管廊，因距端头井较近，故出洞段土体加固改为冷冻加固方式，加固围与城站管廊很近，施工过程中势必对其产生影响。

在出洞施工过程中，盾构机刀盘刚通过加固区，就进入管廊围，势必对管廊造成影响，加上出洞本身就存在很大的风险，所以本次出洞施工难度大，风险大，需采取相应的技术措施保证施工的安全。

5.1.1洞门加固措施

（1）探槽施工

冷冻加固采用垂直冷冻，从地面垂直向下钻孔，至预定深度，安装冷冻管。

在钻孔前，首先对钻孔围进行人工探槽。

探槽深度不小于1.5m，其中管廊埋深约2.3m，通过探槽将钢筋插入土层，至探明管廊具体位置，确定安全后进行钻孔施工。

（2）冷冻施工

盾构出洞处地面标高+7.5m，隧道中心标高-5.162m。

该段地层地质条件复杂，盾构出洞段穿越的土层主要为：

③3层砂质粉土夹粉砂、③6层砂质粉土夹粉砂，该二层均为孔隙性潜水层，盾构出洞时有涌砂涌水的风险（见图5-1）。

冷冻加固的土体，具有强度高、均匀性好、隔水性好等优点，可有效地保障盾构顺利出洞。

图5-1冷冻加固示意图

①、冻结围及冻结孔的布置

为了使盾构能安全顺利出洞，拟在距槽壁外侧施工三排冻结钻孔，孔间距为0.8m，排间距0.8m，冻结孔个数45个；

冻结孔深度为18.762m，至隧道底板下3m，隧道顶板向上冻结3.0m，采用垂直局部冻结，；

测温孔4个，冻结孔采用梅花布置，每排由槽壁向西分别为16、15、14个冻结孔。

钻孔及测温孔布置具体位置见下图5-2。

冻结管选用φ127×

4.5mm20#低碳钢无缝管，采用外管箍焊接连接；

供液管采用φ48×

4.5无缝钢管,测温管φ60。

打钻选用XY-2型钻机2台，电机功率22KW，钻孔使用灯光测斜，选用BW-250/50型泥浆泵2台，电机功率14.5KW。

图5-2冻结孔平面布置图

②主要冻结施工参数的确定

A、设计冻结壁有效厚度为2.3m，冻结壁设计平均温度低于－10℃。

积极期盐水温度-28~-30℃。

B、冻结孔最大偏斜值200mm。

C、盾构出洞加固冻结孔最大终孔间距1.2m，偏斜过大影响冻结时需补孔。

D、积极冻结时间35天。

E、盾构出洞加固冻土墙交圈时间18~25天。

F、单孔盐水流量5~6m3。

G、冻土发展速度2.8cm/d。

根据以上参数选定，当冻结孔最大间距处交圈时，冻土墙与槽壁完全胶结。

③施工工序

冻结站安装与钻孔施工同时进行，钻孔施工结束即可转入冻结器安装冻结阶段。

考虑现场施工条件，在冻结孔施工结束、冻结器安装完成后，根据盾构推进速度，合理安排冻结设备开机时间，对土体进行冻结加固运转。

冻结法施工工艺流程图

通过测温孔观测计算，确定冻土墙交圈并达到设计厚度且冻土与槽壁完全胶结后，进行完全破壁，盾构机顶进到冻土围且离冻土墙约0.2m的距离时，盾构机停止推进，开始拔冻结管；

盾构机施工土体围的冻结管拔除完毕后，盾构机开始出洞施工。

（3）冻胀对管廊的影响及控制

土层冻胀主要是地层中孔隙水结冰膨胀引起的，多数土层结冰时均要产生冻胀，冻胀量的大小与土层力学特性，约束条件，冻结速度，土层含水量及水分迁移