超长管幕暗挖法下穿机场跑道沉降变形研究

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1、超长管幕暗挖法下穿机场跑道沉降变形研究1绪论1.1引言进入21世纪，中国经济取得了飞速发展，城镇化水平也在快速提高，城市人口不断增加，那么相应的城市建设、规模也要不断提高。随着经济发展，我国民航业也取得了飞速发展，新建和改建机场不断增多。由于旧机场前期规划的原因，未考虑在后期的工程中预留地下汽车和捷运通道，因而造成地面交通日益拥堵，交通状况不断受到冲击和挑战。为了缓解地面交通拥堵状况，提高机场输送人流的功能，这就需要建设地下通道。地下通道具有方便快捷、安全可靠，不占用地面空间，快速疏散人群，对周围环境影响小

2、等优点，极大缓解了机场交通拥堵问题。迄今为止，中国许多城市修建了地铁、地下通道。我国地铁研究是从1956年北京开始，当时只是进行了一段暗挖工程试验⑴。1965年7月1日，我国第一条地铁在北京开始修建，此后，天津、上海、广州等城市相继开始修建。目前，北京、上海、广州、深圳等城市地铁里程已经超过了百公里。我国地铁施工先后采用明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等方法，有些施工技术水平已经达到世界先进水平。因此，下穿机场跑道，建设地下通道，在我国施工技术是可行的。目前，我国民航业处于迅猛发展时期。预计到2020年，我国

3、将会在建设100多个机场，而且还有一大批民用机场需要进行扩建和改造【2】。由于以前的机场在前期规划中，大部分没有预留地下通道，使得机场在疏散人群、运送人流方面亟需改善，这就需要机场在飞行区建设地下通道，输送旅客、运输行李等。据资料统计，国内外有许多穿越机场跑道的案例。案例中有成功的，如：美国圣保利国际机场在飞行区地下利用盾构法修建了两条轻轨交通降道，2000年在瑞士的苏黎世机场运营区下修建了两条防水单壳地铁隧道，2009年上海仙展西路下穿虹桥机场贯通等；也有一些慘痛失败的案例，如：穿越美国路易斯安那州新奥尔

4、良路易斯阿姆斯特朗国际机场的交通降道，广东珠海机场地道工程在施工后由于地层不均勾沉降出现裂缝。成功案列无疑不是在大量理论分析、试验研究基础上，根据施工标准制定出施工方案，严格执行施工取得；总结惨痛的失败案例教训，为以后的类施工工程提供宝贵经验，因此，通过对国内外典型降道穿越机场案例的系统分析和总结，提炼机场地下穿越机场安全控制关键技术，不仅可以为当前在建的许多穿越工程提供技术，而且可以为未来众多穿越工程的规划和实施提供技术储备、借鉴和参考，开展相关总结分析工作的意义重大且深远。1.2工程背景及研究意义本论文

5、所依托工程位于北京首都_际机场2号航站楼(T2)与3号航站楼(T3)之间在首都国际机场改扩建工程中被提出而修建，包括运输中转旅客为主的捷运隧道，以及通行行李拖车、配餐车、摆渡车为主的汽车随道。捷运随道长1621m,汽车隧道长1265m,两隧道中线均为东西走向。汽车隧道与捷运隧道均按双向交通设计。T2位于随道西端，T3位于隧道东端，两条隧道主体部分并行垂直下穿使用中的机场中央主跑道。隧道工程主体主要采用明挖法施工，但其中下穿中央主跑道部分共计232m，为满足中央主跑道不停航要求，采用管幕暗挖法施工。下穿隧道为

6、双跨箱型断面，断面宽23.9m，高9.1m,其中捷运隧道内净宽l0m,汽车隧道内净宽10.Im。机场西主跑道为南北方向设置，其宽度为60m,长度为3.8km。跑道以西26()m为西航站区跑道服务道路区,服务道路区以西294m为停机坪；跑道以东297m为新建的东航站区跑道服务道路区，规划服务道路以东326m为新建的东航站区停机坪，东航站区于2008年奥运会前夕投入使用。..2超长管幕顶进技术2.1顶管工程发展概述顶管法是一种非开挖铺设地下管道的施工方法。施工中依靠主顶油紅及中继间的顶推力，把顶管机从工作井内顶

7、过土层，-直顶到接收坑内吊起，同时，把紧随顶管机后的管道埋设在工作井和接收井之问口前，顶管技术被广泛应用在穿越桥梁、河流、地表建筑物及机场跑道等工程中。1896年美国北太平洋铁路铺设工程是最早使用顶管施工的工程。1956年在上海也使用了一些简陋的手掘式顶管设备,并开始进行顶管试验。1964年，在上海开始进行大口径机械式顶管的试验。当时，直径2m的管棚可以顶进120m;同时，也开创了使用中继间的先河，使得推进距离越来越长。1978年，用于软土层的挤压法顶管技术成功运用在施工过程中。1984年，北京、上海等开始

8、引进国外先进顶管设备，并从中学习先进技术，是我国的顶管技术飞速提高近些年，由于顶管技术非开挖敷设地下管道的施工方法，对地表的土体扰动。.2.2管幕顶管施工原理管幕单根钢管的顶进施工需要采用顶管技术。顶管技术可以理解为：借助于主顶油虹及管道中继间等的推力，顶管掘进机穿越土层，从工作井到接收井，同时把顶管掘进机后的设备埋设在两井之间的一种施工方法。泥水平衡式机械顶管是一种专业的非肝挖施工技术，它主要是将含有一定量粘土