卵石地层开挖铁路隧道近接建设技术研究

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1、卵石地层开挖铁路隧道近接建设技术研究第一章绪论1.1研究背景及意义成绵乐线双流机场險道工程，全长6470m。險道中部设有双流机场地下车站，区间險道与地下车站相连的过渡段，采用双线明挖衬棚与四线明挖衬砲渐变过渡的方式衔接。隧道在D1K175+400、D1K178+000、D1K179+370处分别下穿机场高速公路、迎宾路、广都大道，在D1K174+500处下穿江安河。本隧道工程作为城市铁路明挖險道具有以下几个显著特点及难点：①幵挖断面大：幵挖断面高达155m2，远大于普通的地铁險道断面；②險道周边分布有大型的桩基群：隧道两侧2?5rn范围内

2、分布有蓝天立交33根桩基，部分桩基桩底未进入基岩，且低于險道底板标高；③險道下穿重要地下管线：險道于蓝天立交群桩中下穿2座既有市政隧道（雨水、污水隧道和给水、通信險道），且險道与既有市政隧道最小净间距约2m;④随道处于成都地区砂卵石地层中，附近有重要的建筑物，为施工带来很大难度。由此可以看出，对于该險道工程，采用明挖法施工，穿越复杂?的地下结构，必然引起的土体沉降可能危及周边建（构）筑物的安全。由于双流机场險道工程本身的特点及难点，在其设计施工中很可能会出现一些过去没有遇到的技术难题，为了保证城市铁路隧道建设的安全、经济、环保，必须对其建

3、设中的近接施工技术进行研究。虽然目前国内外对近距离施工的研究较多，但成绵乐客运专线机场路隧道在砂卵石地层中采用明挖法施工，开挖断面大，施工风险较大，施工难度较高。通过开展明挖铁路險道的近接技术研究，不但对城市铁路明挖燧道的近接施工提供足够的技术支持，同时也可将研究成果推广应用于类似地区城市铁路明挖險道的设计及施工，在创造社会效益和经济效益方面前景广阔⑴。.1,2国内外研究现状目前针对地表及周边建筑物的沉降预测研究所采用的方法主要有经验公式法、理论分析法、数值解析法等多种[2]。成都-绵阳-乐山客运专线机场路隧道工程起止里程为DK165+4

4、20?DK170+920,全长5500m。隧道位于成都市区，采用明挖顺作法施工，埋深9?17m，基坑采用钻孔灌注桩+钢管（混凝土）内支撑围护结构。隊道从成都南站出站后在DK165+420开始下穿，分别在DK165+984.25(过西环联络线铁路桥）、DK166+582(过三环路蓝天立交距道桥）、DK167+553.14(过成雅高速立交桥）要穿过既有桥的基础，此外还穿越4座人行天桥，隧道区段与桥梁的部分桥墩基础发生空间冲突，设计对桥梁采取桩基托换措施。在DK166+423.5(过三环路蓝天立交桥）与三环路蓝天立交阻道桥部分桩基距隧道施工作业

5、面距离较近。另外本工程在穿越三环路立交处，还需对3处横穿的市政管廊險道在整个基坑宽度范围内进行基础支托，在支托结构保护下，进一步进行基坑和隧道结构的施工。双流險道（含双流机场车站）于簇马路附近进洞，于大件路右侧邓家院子附近出洞，全长6540m，其中D1K173+260D1K175+772为双流1号險道，D1K175+772?D1K176+372为双流车站隧道，D1K176+372D1K179+730为双流1号險道。整座隧道埋深12?17m，进出口附近较浅。險道于D1K173+300+700多次下穿簇马路并在D1K175+400.D1K17

6、8+040、D1K:179+380分别下穿机场高速公路、迎宾路、广都大道，在D1K174+500?+550下穿江安河，在D1K174+600+750下穿少管所。沿线地表房屋密集，厂房众多，道路纵横交错，交通方便。.第二章明挖隧道施工引起的地表沉降及浅基础建筑物沉降预测2.1明挖隧道施工引起的地表沉降预测本研究中针对的是明挖險道，与暗挖險道相比，随道埋深较浅，幵挖断面较大，如图2-4(b)所示，因此暗挖險道对于地层主要影响角(3的取值方法并不适用于明挖險道。通过对成都地区一些基坑工程的幵挖深度、近接建（构）筑物情况以及相应的控制措施进行统计

7、，如图2-5所示，其中h为建（构）筑物埋深，L为建（构）筑物到基坑的距离，H为基坑开挖深度。由图可知，成都地区明挖基坑的施工影响范围约为1-2H。地表沉降预测釆用inatlab7.0软件来实现，运用其强大的数值计算能力，编制计算程序，解决地表沉降预测公式中的二重积分问题计算公式中，需要已知围护结构的最终变形，变形结果可通过两种途径得到：①同一地区类似开挖深度、宽度及相同支护条件的明挖隧道围护结构变形监测数据；②同一隧道前期开挖段的围护结构变形监测数据。选取机场路險道DK175+830里程段，围护结构侧向变形监测结果如图2-6所示，基坑开挖

8、宽度约为20m，围护桩直径为1.2m，则XaO和XbO分别约为-8m和8m，Xi和Zi的值由围护结构侧向变形监测结果得到。由式2-5计算得地层主要影响角正切tanp约为0.4，基坑开挖导致的周