河流和桥梁下地铁隧道的施工技术研究

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1、河流和桥梁下地铁隧道的施工技术研究【摘要】城市发展以后轨道交通也随之发展起来，其中属地铁发展最快，然而地铁的发展受到城市规划的影响，地铁轨道的施工不可避免的要穿越河流或是桥梁，这就给施工工程带来很大的不便与风险。一方面，在地铁的施工过程中要防止河水下渗至隧道里，影响隧道筑建的质量；另一方面，在地铁施工的过程中，不可避免的会改变桥梁下的地基，使得桥梁会受到损坏。因此，就如何采用有效的措施解决地铁隧道穿越河流与桥梁的施工难度的问题，浅埋暗挖法已成为了首要选择的措施，它在这一领域与取得了良好的业绩，并避免了安全隐患的发生。本文主要是通

2、过对北京地铁五号线的浅埋暗挖案例进行仔细的分析，以此来研究地铁隧道下穿小河和桥梁的施工技术,着重介绍了浅埋暗挖法，并提出利用浅埋暗挖法施工时应注意的问题还提了几点建议。　　【关键词】浅埋暗挖法；北京地铁五号线；施工方法；结论与建议　　　　引言：　　近几年新起的浅埋暗挖法一种应用新奥法原理，在地表下面较浅处对各种类型地下洞室进行暗挖施工的方法，这种方法在地下工程中被广泛的应用。浅埋暗挖法采用了多种辅助工法，在河底铺设防水毯、超前支护、对围岩改善加固、调动部分围岩的自承能力、超前降水为确保地层施工人员的安全，利用三维渗流一应力耦合对

3、降水过程进行分析，采用超前加固方案对隧道进行比选，利用时空效应对隧道施工过程进行完整的分析等控制措施并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。应用浅埋暗挖法对地铁隧道下穿河流和桥梁的工程进行施工且竣工后，桥基的最大沉降深度为34．7mm，最大差异沉降深度为6．2lain。　　1地铁隧道下穿河流和桥梁施工案例的分析　　1.1工程概况　　北京地铁五号线和乎西桥站一北土城东路站区问隧道在设计里程K15347～K15401范围内下穿小月河及樱花西桥。小月河自西向东横穿樱花西桥，河床两侧为浆砌片石挡墙，河

4、床底部为素混凝土基础，河床宽度为15m；樱花西桥座落于小月河上，桥总宽度为48m，长度为44．5m，中跨长15m，边跨长7．5m，樱花西桥是石拱与宽幅T梁组合结构，该桥于1988年“月竣工桥台和桥墩为水泥砂浆砌块石，其基础为素砼。　　区间隧道与樱花西桥的走向基本一致，设计为复合式衬砌标准断面形式，采用浅埋暗挖法施工。隧道拱顶距桥墩基础底最小间距为4．4m，距小月河底最小间距为6．4m，隧道范围内的地层主要为填土和粉质粘土。由于小月河对地层水的补给作用，此段地层含水饱和，水位埋深为3．2～4．8m。小月河、樱花西桥、隧道剖面位置示

5、意下图所示。　　　　1.2施工技术难点　　1.2.1环境条件复杂　　本工程位于樱花西桥下，小月河中。樱花西桥是北京重要的交通干道，桥面交通繁忙，车流量大，樱花西桥下的小月河自西向东流，常年有水不能断流，施工时需要既要做到尽可能不对地面交通有影响，又要防止小月河的地下水影响。隧道线路的选择一般在规划时就会避开既有结构的线路。但是此工程由于特殊原因，桥梁恰巧在地铁车站附近，所以隧道无法变更其平面位置。　　1.2.2地下水资源丰富　　由于小月河对地层水的补给作用，使得此段地层含水饱和，水位深至3.2-4.8m。而此区间的隧道采用的是复

6、合式衬砌结构，衬砌断面为标准的C型马蹄形，隧道拱项距桥墩基础底部最小间距为4．477m，距小月河河床最小间距为6．614m。差不多全部浸没在小月河的河水。　　1.2.3地层岩性差造成桥梁、地铁隧道的稳定性差　　北京地铁五号线区间隧道穿越的地层相对软弱，这就引起了一系列的问题，包括隧道施工引起周围土地的变形，土地的变形不仅给桥基竖向和侧向的压力，还会间接导致桩的变形，并对其内力产生一定的影响。　　由于自重引力的作用，隧道开挖后其周围的岩石会松弛变形，严重时可能导致地质变形，更有甚者会导致桥梁坍塌。同时给施工带来困难，因为岩石在地下

7、水的浸泡下会被软化，丧失其原来的稳定性。特别是岩石被长期浸泡后由硬塑变成流塑，随地下水流入隧道内淤积形成大的坍塌涌泥，给周边结构物和施工人员的安全带来严重威胁。所以隧道需要同时穿越河流和桥基,施工开挖前提前进行了降水,防止产生大的变形及坍塌，但同时桥基由于降水则会产生附加沉降。　　1.3主要施工方法　　根据北京地铁五号线地铁工程地质情况,结合小月河地下水发育情况,本工程采用针对各个情况分别进行控制措施施工。　　1.3.1防止小月河地下水浸透的施工措施　　由于隧道据拱顶只有4477m的间距，而且地质条件极差，因此，为了保持樱花大桥

8、的安全性与稳定性与小月河的流通性，还要避免地下水的渗入对隧道的影响，在隧道开挖施工前两个月时开始，采取河道截流、施工管井降水（降低水位）等排水、清淤工作，防止河水直接补给地下。管井要求高出河底两米。在其排水清淤工作完成后，再在河底铺设防水毯进行地层预加固，其导流