岩土工程师辅导:盾构隧道扩挖地铁车站新技术
来源:优易学  2011-12-30 12:16:28   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

  3.3隧道内的支撑
  由于施工是在建成的隧道内开挖土体,这将改变隧道的受力情况,导致隧道局部卸载,因此隧道的应力将重新分布,并会发生一定的结构变形。对这样的结构变形,应加以防治和控制,可采取预先实施隧道内结构支撑的措施,其原理类似区间隧道间的联络通道施工,但在施工前需预先安装预应力支架,以保证隧道的稳定性。 
  3.4扩挖施工时的结构上浮
  扩挖过程中,随着内部土方的开挖,整体结构会产生上浮,不仅影响到结构,而且对施工造成安全隐患。因此,在施工时应做好相应的抗浮措施:一是对开挖区域下部的土体预先进行加固,提高土体的强度,二是考虑降水施工,降低开挖区域处的水位标高,避免地下水造成的影响;三是对整体结构可考虑设计一定数量的抗拔桩,以提高结构的抗浮能力。
  3.5 开挖支护和结构构筑
  大面积的扩挖施工风险极大,因此开挖时应分层分段均匀对称进行,通过“分层、分步、对称、平衡、限时”5个要点来控制扩挖施工风险,遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的施工原则,并严格控制单次浇注厚度或高度,以防模板、支撑出现走模、跑模现象并做好结构的防水措施。
  3.6监测技术
  对施工全过程应制定有针对性的监测措施,特别是对地面沉降变形和构、建筑物的沉降变形,以及隧道的位移变形和收敛、地下水位、开挖面变形等必须进行及时准确的监测,并通过监测数据信息化指导施工。
  4 工程实例
  4.4工程概况
  东京高速中央环线新宿线SJ34为盾构隧道扩建工区。新宿线北起目黑区青叶台四丁目,南至板桥区熊野町,全长11km,,共有6处采用盾构隧道扩建施工方法。东京高速中央环线新宿线需要长约100m 的连接路段,原隧道断面是直径11.36m的圆,连接路段需要横向打通两条隧道。由于连接路段所处位置上部存在275kv的电力管线,还有大量的管道等重要构筑物,因此在地面上明挖法施工的可能性很小。SJ34盾构隧道扩建车站工区采用暗挖法施工(另有 4处采用明挖法施工)。
  东京高速中央环线新宿线隧道埋深约10m,上部覆土为粘土质粘土层、Toc东京层粘性土、Tos东京层粘性土、Tog东京砾层砂砾、Eds 江户川砂质土层、Edg 江户川砾层。
  4.2施工工艺流程
  SJ34工程的实际施工流程主要分以下 8个部分:
  (1)竖井。在地面条件许可的位置,施工1座工作井,其主要尺寸为长20m*宽 30m*高 15m。工作井主要作为盾构隧道、管棚支护及运输基地的施工之用。
  (2)管棚。利用Ф812.8mm泥水平衡顶管机,在两隧道顶部施工一排管棚,共计32根。管棚作为今后扩挖 
  施工区域的支护。
  (3)地基改良。在两隧道外侧各施工 1 排高压旋喷桩作为隔水帷幕,以隔离扩挖区周围的地下水,同时在两隔离墙间布置一定数量的降水井(开挖时视情况应用)。
  (4)隧道。在工作井内利用盾构掘进机施工两条Ф11.5m的大直径隧道。
  (5) 隧道内支撑。在开挖施工前,为防止隧道结构的变形,预先在隧道内实施多道钢支撑,以确保隧道安全。
  (6)先行通梁。在完成了扩挖施工的辅助准备工作后,开始着手进行隧道内的扩挖施工。首先施工隧道间的先行通梁,先行通梁的作用是:连接两条隧道,增加隧道间的刚度;初步分割开挖面,降低开挖风险;提高下部土体的强度,起到一定的抗浮作用。先行通梁采用小顶管工法施工,通过顶管机在一侧隧道内将直径约 350mm的钢管顶入另一侧的隧道,从而连接两条隧道。
  (7)开挖支护。在隧道结构加固后,实施两隧道间的土体开挖施工,边开挖边支撑,最终达到扩挖空间要求,并形成一个整体的支撑结构。
  (8) 结构。在确保安全的前提下,分段依次浇筑底板、立柱及顶板结构。该阶段的重点是处理好现浇结构与原有隧道的连接问题。
  5结语
  盾构隧道扩挖地铁车站新技术,在日本已得到了较好的运用,特别是在日本的粘性土层和沙砾土层中已成功完成了隧道内相向扩挖构筑大空间的工程实例,并取得了较好的经济、社会效益。随着技术的不断完善和进步,以及城市建设对地下空间利用的日益迫切,今后在我国也将会运用此项盾构隧道扩挖空间的新技术。

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责任编辑:xiaohan

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