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摘要:随着经济和各行各业的快速发展,在既有地铁铁路进行暗挖区间的建设设备进行合理选择,并通过其工程特点来进行分析,结合工程实际现状以及设计方面的相关知识来对整个工程进行合理规划,使工程的施工方案、施工步骤以及施工方面的数据监测工作能够顺利进行,这样才能够保证施工的顺利进行,并减少其中的安全问题。同时要对工程中的难点问题分析提出相关措施来进行解决,才可以达到合理的质量控制效果。
关键词:区间隧道;既有地铁;施工技术
引言
为了探讨新建隧道下穿施工对上部既有隧道的影响,研究了新建隧道下穿施工过程中既有隧道的沉降变形规律。明确了扰动影响控制措施的必要性。研究结果表明:隧道如未采取加固措施直接进行下穿施工,虽然各种地下结构的受力仍处在安全的范围内,影响列车的正常运营,而采取加固措施后,地下结构的受力得到进一步优化,并且路基结构的竖向沉降迅速降低至安全水平,说明下穿施工前采取注浆加固措施是极其必要的。
1概述
1.1暗挖区间隧道下穿既有地铁施工技术概述
轨道交通是现代化城市的一种快速便捷的交通形式,具有舒适的乘坐体验,避免了路面交通的拥堵情况,能改善城市的交通压力,为现代化城市居民的提供高质量的公共交通基础服务。在轨道交通建设过程中,由于城市交通路线多交通网复杂,常出现交通线网线路规划的改动的情况,使得出现在建地铁线路对原有的线路产生影响,不得不采取科学有效的施工技术方案解决既有地铁下的暗挖区间隧道下穿的工程问题。
1.2暗挖隧道施工原则
暗挖隧道是地铁施工中常见的方式,通过这种施工,全面满足后期建设需求,保证了施工的连续性、安全性。施工过程中,需要根据项目实际情况,全面做好设计与计算,有效提高施工安全系数,施工时,为避免扰动四周围岩,一定要科学选择施工方式,应用小型机械配合开挖的方法,保证施工进度与质量。暗挖隧道施工要遵循科学的施工准则,确保整体安全性、稳定度,根据施工的路段实际情况,按照开挖一段、支护一段、封闭一段的工序全面开展好施工,严格施工建设流程,做好细节处理,确保暗挖地铁区间隧道安全。进行施工时,最为主要的工程是采取有效措施避免塌陷,那么,则要使用浅埋暗挖施工方式,做好连续施工建设,抓重点、抓关键、抓主要、抓核心,确保构件整体结构的安全和质量,全面建立起良好的管理体系,有效提高项目施工合理性和有效性。
2地铁隧道下穿既有地铁施工中容易出现的问题
1)在新建地铁隧道施工过程中受到沉降因素的影响,使得既有地铁轨道出现变形,影响既有地铁的正常运行。 该问题主要原因就是对既有地铁的支护不到位使得既有地铁隧道在高频运行下地面不规则沉降导致的,建设单位应在发现的第一时间进行重新加固处理,并适时地对既有地铁情况进行监控,避免在出现较大轨道形变。
2)在施工过程中地铁轨道由于出现缝隙导致轨道不平整,该情况一般是出现在钢轨和轨道上的床体之间,一旦出现该问题,应第一时间进行填补缝隙,并反复地检验修复好的钢轨平整性,保证既有地铁运行安全。 该问题其实也是因为隧道不规则沉降导致的,施工单位还应注意对隧道施工沉降的监控,做好相应的应对预案。
3地铁隧道下穿既有地铁施工中的具体技术
3.1下穿既有线暗挖隧道工序设计
由于既有车站底板下存在工程桩,考虑切割后底板的压力将扩散到桩附近夹土体,通过夹土传递到隧道结构上,若隧道结构强度和刚度偏小,可能引起车站结构变形过大,导致安全事故;因此在实施阶段不破除工程桩,在既有桩位置留出后浇带,待强度达到100%、隧道整体刚度足够后,再静力切割既有工程桩,以控制上部结构的变形。由于工程桩及中隔壁影响,结构施工缝很多,漏水隐患大,为减少隧道后期漏水风险,在设置模筑三衬防水混凝土;结构采用台车整体浇筑,施工缝较少,可提高隧道的防水效果,同时作为结构的安全储备。
3.2隧道平行旁穿管线
隧道开挖施工时,为了及时掌握第一手的数据和资料,控制掌子面的超前探测深度始终为 3~5m,根据具体的勘探数据调整施工参数。严格按具体的工序要求进行施工,并且坚持先护后挖的开挖原则。应用注浆加固措施对管线前后 5m 范围内进行加固处理,注浆浆液为纯水泥浆液,如果管线存在渗漏水的问题,可以将注浆液体调整为水泥水玻璃浆液,根据项目实际情况确定浆液的配合比以及注浆压力。施工中如果遇到地质条件较差的地层,或者经历过工序转换和长时间停工等问题,为了提高工作面的稳定性应及时喷射混凝土和封闭掌子面。为了提高初支背后的密实性,将沉降控制在合理范围内,及时初支背后注浆,观察沉降,如果沉降问题没有得到缓解立即停工,分析沉降产生的原因,采取有效的措施加以解决后方可继续开挖。制定合理的施工方案保护好周围的管线,保证管线可以正常的使用。除此之外,在整个施工过程中实时检测洞内的变形情况以及地表的变化情况,获取和掌握具体的数据变化,一旦发生施工问题可以通过分析这些数据做出有效的应对和解决方案。
3.3袖阀管注浆过程中的安全措施
在袖阀管注浆过程中,为保证施工人员的人身安全,应按照规定做好相关的安全防护,保证施工的正常进行。 主要的施工安全措施如下:首先,应定期地对高压泥浆泵、空压机以及其他机械设备检测维修,并要求专人专项地进行操作,避免因为误操或是检修不到位导致的机械事故;其次,钻机工人以及其他具体施工人员应按照规范进行施工,做好个人的安全防护工作,定期进行安全教育培训;最后,在进行钻孔、下管、注浆等工序前应做好准备工作,检查施工前的准备事项,在确认无误后方可进行后续施工,一旦出现问题应及时停工,探查问题原因,在经过专业核对并出示具体方案后方可再次施工。
3.4数据检测
在施工建设过程中,需要对数据进行实时监测,才能够保障其建设过程中的稳定性。在具体建设方面主要是针对其升降情况进行分析,并且对轨道的间距变化和高度差来进行合理探究,如果地铁已经在运营阶段,则需要对营业地铁进行实时监控,防止其地铁受到工程影响而出现问题,要对其进行实时监测,一旦存在异常数据,要及时对运行地铁进行叫停,防止出现重大事故产生,而对乘坐人员造成安全威胁。要对其轨道问题也进行合理控制,并且根据其监测数据并对检测数据进行保存与分析,如果其沉降范围在 4mm 以下则可以保证其安全性,如果其沉降范围过大,需要对产生该现象的因素进行分析,对其问题进行解决,才能够进行下一步的施工。同时在原有地铁站路的地铁沉降数量进行分析方面,一般是存在 1.5~1.8mm 的沉降量。可以了解钻孔施工过程中造成的沉降量,要以此为标准来对数据进行监测,如果超过该范围,要进行细致分析,找到其原因进行解决。
3.5三维数值分析模型
通常情况下采用刚度与荷载迁移法,通过改变材料参数与荷载条件来反映隧道施工的过程。建立三维数值分析模型,其尺寸为 48 m×48 m×40 m,即沿既有隧道和新建隧道纵向方向的长度均为 48 m,沿竖向方向取 40 m。低应力条件下的土体的应力应变关系基本符合理想弹塑性,屈服规律符合 Mohr-Coulomb 屈服准则。因此数值模拟计算分析中,土体的本构模型取弹塑性模型,屈服采用 Mohr-Coulomb 屈服准则。根据以往的经验,外荷载的作用下其变形一般处于弹性阶段,因此采用线弹性本构模型。考虑管片接缝的影响对其弹性模型进行折减, 折 减 系 数 取 0.85, 弹 性 模 量 取 3×e 10 Pa,泊松比取 0.2。
結语
在隧道下穿既有铁路施工技术中,通过对地铁施工过程中的难点进行分析处理,从而保证了推动处于最佳的工作状态,不断发展和完善隧道暗挖下穿的地铁施工技术,可以使城市地铁的科学施工变得更加合理。
参考文献
[1]GB 50157—2018,地铁设计规范 [S].
[2]赵衍发.下穿既有地铁车站的风险控制[D].北京:北京交通大学,2018.
关键词:区间隧道;既有地铁;施工技术
引言
为了探讨新建隧道下穿施工对上部既有隧道的影响,研究了新建隧道下穿施工过程中既有隧道的沉降变形规律。明确了扰动影响控制措施的必要性。研究结果表明:隧道如未采取加固措施直接进行下穿施工,虽然各种地下结构的受力仍处在安全的范围内,影响列车的正常运营,而采取加固措施后,地下结构的受力得到进一步优化,并且路基结构的竖向沉降迅速降低至安全水平,说明下穿施工前采取注浆加固措施是极其必要的。
1概述
1.1暗挖区间隧道下穿既有地铁施工技术概述
轨道交通是现代化城市的一种快速便捷的交通形式,具有舒适的乘坐体验,避免了路面交通的拥堵情况,能改善城市的交通压力,为现代化城市居民的提供高质量的公共交通基础服务。在轨道交通建设过程中,由于城市交通路线多交通网复杂,常出现交通线网线路规划的改动的情况,使得出现在建地铁线路对原有的线路产生影响,不得不采取科学有效的施工技术方案解决既有地铁下的暗挖区间隧道下穿的工程问题。
1.2暗挖隧道施工原则
暗挖隧道是地铁施工中常见的方式,通过这种施工,全面满足后期建设需求,保证了施工的连续性、安全性。施工过程中,需要根据项目实际情况,全面做好设计与计算,有效提高施工安全系数,施工时,为避免扰动四周围岩,一定要科学选择施工方式,应用小型机械配合开挖的方法,保证施工进度与质量。暗挖隧道施工要遵循科学的施工准则,确保整体安全性、稳定度,根据施工的路段实际情况,按照开挖一段、支护一段、封闭一段的工序全面开展好施工,严格施工建设流程,做好细节处理,确保暗挖地铁区间隧道安全。进行施工时,最为主要的工程是采取有效措施避免塌陷,那么,则要使用浅埋暗挖施工方式,做好连续施工建设,抓重点、抓关键、抓主要、抓核心,确保构件整体结构的安全和质量,全面建立起良好的管理体系,有效提高项目施工合理性和有效性。
2地铁隧道下穿既有地铁施工中容易出现的问题
1)在新建地铁隧道施工过程中受到沉降因素的影响,使得既有地铁轨道出现变形,影响既有地铁的正常运行。 该问题主要原因就是对既有地铁的支护不到位使得既有地铁隧道在高频运行下地面不规则沉降导致的,建设单位应在发现的第一时间进行重新加固处理,并适时地对既有地铁情况进行监控,避免在出现较大轨道形变。
2)在施工过程中地铁轨道由于出现缝隙导致轨道不平整,该情况一般是出现在钢轨和轨道上的床体之间,一旦出现该问题,应第一时间进行填补缝隙,并反复地检验修复好的钢轨平整性,保证既有地铁运行安全。 该问题其实也是因为隧道不规则沉降导致的,施工单位还应注意对隧道施工沉降的监控,做好相应的应对预案。
3地铁隧道下穿既有地铁施工中的具体技术
3.1下穿既有线暗挖隧道工序设计
由于既有车站底板下存在工程桩,考虑切割后底板的压力将扩散到桩附近夹土体,通过夹土传递到隧道结构上,若隧道结构强度和刚度偏小,可能引起车站结构变形过大,导致安全事故;因此在实施阶段不破除工程桩,在既有桩位置留出后浇带,待强度达到100%、隧道整体刚度足够后,再静力切割既有工程桩,以控制上部结构的变形。由于工程桩及中隔壁影响,结构施工缝很多,漏水隐患大,为减少隧道后期漏水风险,在设置模筑三衬防水混凝土;结构采用台车整体浇筑,施工缝较少,可提高隧道的防水效果,同时作为结构的安全储备。
3.2隧道平行旁穿管线
隧道开挖施工时,为了及时掌握第一手的数据和资料,控制掌子面的超前探测深度始终为 3~5m,根据具体的勘探数据调整施工参数。严格按具体的工序要求进行施工,并且坚持先护后挖的开挖原则。应用注浆加固措施对管线前后 5m 范围内进行加固处理,注浆浆液为纯水泥浆液,如果管线存在渗漏水的问题,可以将注浆液体调整为水泥水玻璃浆液,根据项目实际情况确定浆液的配合比以及注浆压力。施工中如果遇到地质条件较差的地层,或者经历过工序转换和长时间停工等问题,为了提高工作面的稳定性应及时喷射混凝土和封闭掌子面。为了提高初支背后的密实性,将沉降控制在合理范围内,及时初支背后注浆,观察沉降,如果沉降问题没有得到缓解立即停工,分析沉降产生的原因,采取有效的措施加以解决后方可继续开挖。制定合理的施工方案保护好周围的管线,保证管线可以正常的使用。除此之外,在整个施工过程中实时检测洞内的变形情况以及地表的变化情况,获取和掌握具体的数据变化,一旦发生施工问题可以通过分析这些数据做出有效的应对和解决方案。
3.3袖阀管注浆过程中的安全措施
在袖阀管注浆过程中,为保证施工人员的人身安全,应按照规定做好相关的安全防护,保证施工的正常进行。 主要的施工安全措施如下:首先,应定期地对高压泥浆泵、空压机以及其他机械设备检测维修,并要求专人专项地进行操作,避免因为误操或是检修不到位导致的机械事故;其次,钻机工人以及其他具体施工人员应按照规范进行施工,做好个人的安全防护工作,定期进行安全教育培训;最后,在进行钻孔、下管、注浆等工序前应做好准备工作,检查施工前的准备事项,在确认无误后方可进行后续施工,一旦出现问题应及时停工,探查问题原因,在经过专业核对并出示具体方案后方可再次施工。
3.4数据检测
在施工建设过程中,需要对数据进行实时监测,才能够保障其建设过程中的稳定性。在具体建设方面主要是针对其升降情况进行分析,并且对轨道的间距变化和高度差来进行合理探究,如果地铁已经在运营阶段,则需要对营业地铁进行实时监控,防止其地铁受到工程影响而出现问题,要对其进行实时监测,一旦存在异常数据,要及时对运行地铁进行叫停,防止出现重大事故产生,而对乘坐人员造成安全威胁。要对其轨道问题也进行合理控制,并且根据其监测数据并对检测数据进行保存与分析,如果其沉降范围在 4mm 以下则可以保证其安全性,如果其沉降范围过大,需要对产生该现象的因素进行分析,对其问题进行解决,才能够进行下一步的施工。同时在原有地铁站路的地铁沉降数量进行分析方面,一般是存在 1.5~1.8mm 的沉降量。可以了解钻孔施工过程中造成的沉降量,要以此为标准来对数据进行监测,如果超过该范围,要进行细致分析,找到其原因进行解决。
3.5三维数值分析模型
通常情况下采用刚度与荷载迁移法,通过改变材料参数与荷载条件来反映隧道施工的过程。建立三维数值分析模型,其尺寸为 48 m×48 m×40 m,即沿既有隧道和新建隧道纵向方向的长度均为 48 m,沿竖向方向取 40 m。低应力条件下的土体的应力应变关系基本符合理想弹塑性,屈服规律符合 Mohr-Coulomb 屈服准则。因此数值模拟计算分析中,土体的本构模型取弹塑性模型,屈服采用 Mohr-Coulomb 屈服准则。根据以往的经验,外荷载的作用下其变形一般处于弹性阶段,因此采用线弹性本构模型。考虑管片接缝的影响对其弹性模型进行折减, 折 减 系 数 取 0.85, 弹 性 模 量 取 3×e 10 Pa,泊松比取 0.2。
結语
在隧道下穿既有铁路施工技术中,通过对地铁施工过程中的难点进行分析处理,从而保证了推动处于最佳的工作状态,不断发展和完善隧道暗挖下穿的地铁施工技术,可以使城市地铁的科学施工变得更加合理。
参考文献
[1]GB 50157—2018,地铁设计规范 [S].
[2]赵衍发.下穿既有地铁车站的风险控制[D].北京:北京交通大学,2018.