变截面与软流塑地层地铁渡线隧道施工技术分析

《变截面与软流塑地层地铁渡线隧道施工技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、硕士学位论文第一章绪论安全及工程的建设，并造成严重的经济损失和社会影响。因此，城市中进行隧道施工时，要与保护城市中有历史意义和经济、社会意义的设施协调起来，根据地表保护的要求，采取有效措施来减小变形，以使地表房屋、道路、管线等不至造成损害，生态环境不至恶化。这就迫切需要研究隧道施工方法和施工引起的地表沉降，并对地表沉降提出较为可靠的预计以及如何进行有效控制的方法[5-61。．本文以南京地铁一期工程鼓楼站-玄武门站地铁区间隧道工程为依托，选定了“变截面与软流塑地层地铁渡线施工技术研究”这一研究课题。以期为类似条件下城市地铁隧道工程的设计和施工提供理论依据和指导作用。1．2大跨度地铁隧道

2、施工方法简介当地铁隧道的跨度较大时，结构将承受大且复杂的围岩压力，再加上施工期间诸多工序的相互影响、围岩的多次扰动以及支护衬砌相互之间的非同步旄工等诸多因素，极易发生围岩失稳和隧道衬砌结构开裂与破坏现象。进一步考虑到复杂的工程地质条件、断面几何特性、施工条件、防排水、工程措施与围岩稳定性要求以及工程建设成本、工期等一系列因素，可以说大跨度隧道旌工的难度、风险都大大增加，因此对大跨度隧道施工方法与辅助工程措施的选择就尤为重要。目前大跨隧道的开挖方法主要有下列三类六种基本施工方法【7-lo】：1．上半断面台阶法(短台阶法、上半断面临时封闭台阶法)上半断面台阶法由于施工空间大，速度相对较快

3、，适于大型机械开挖，采用较多，在大部分围岩条件下都可采用。如图I-I所示。2．中壁法(CD法、CRD法)在掌子面不稳定，不适合使用上半断面台阶法的情况下可使用中壁法，如图l-2所示，该方法因纵向分割断面，能确保掌子面的稳定性，其开挖断面相对较小，若支护及时，可防止隧道周边围岩松弛范围的扩大。当施工地质变化较大时，CD法、CRD法易于与其它施工方法进行转换，可较好的适用与浅埋、围岩特别差、地表沉陷要求严格的工程旅工。3．双侧导坑开挖法(双侧导坑超前开挖法、眼镜法)在不适合使用上半断面台阶法，承载力不足的地段，可采用双侧壁导坑。如图1-3所示。该方法因分割断面细，能确保掌子面的稳定和有效

4、控制隧道周边围岩松弛范围，超前的导坑能探明前方的地质情况，遇到不良地质时可在开挖前采取预防措旖，但当地质变好时改变工法困难。可较好的适用于浅埋、围岩特别差、地表沉陷要求严格的工程施工。2硕士学位论文第一章绪论臼臣③④图1．1上半断面台阶法图102中壁法9Q翻导坑法囊镜兹图1-3双侧导坑开挖法大跨隧道的施工主要应解决两大问题即：掌子面的稳定与合理化施工工序。除基本施工方法外，辅助工法的选用是解决上述两个问题必不可少的手段。辅助工法作为基本施工方法的重要补充，在软弱围岩地段的应用是必不可少的。从目前的施工实践情况来看，辅助工法大体分为两类，即超前支护和一般的辅助工法。综上所述，在选择大跨

5、隧道的施工方法时，除了要考虑现有的施工技术水平和机械设备外，尤其要注重隧道的特定形状，通过洞室形状确定的开挖序对抑制地层的松动、优化断面闭合时间都有很大的影响。1．3地铁隧道施工国内外研究现状近期以来，城市地铁隧道工程的技术得到了很大的发展。在原有的技术基础上，已普遍采用钢拱支撑、喷射混凝土衬砌，锚杆加固围岩。全面推广并已应用新奥法来指导并调整施工。并采用有限元的方法来分析地下结构的受力状态。但是，尽管隧道工程已经取得了一定的成就和相应的发展，由于地质条件、隧道结构、工程边界条件等的复杂性，隧道工程中还存在着许多需要更深入探讨的问题。为了解决在多种复杂条件下大跨度隧道开挖所引起的系列

6、问题，国内外的众多学者进行了长期而艰苦的探索和研究【n-17]，主要研究内容及方法可以分为几个方面：1．大跨度隧道施工方案选择的研究日本、德国等一些发达国家在这方面的探索和研究起步较早。1981年德国在慕尼黑地铁施工中，首创了CD工法，并成功应用了双侧壁工法、眼睛工法等3硕士学位论文第一章绪论先进施工方法。1984年日本成功地将德国人首创的CD施工方法用于大跨度扁坦状的真米公路隧道施工，之后在岩土工程界迅速推广。我国在上世纪90年代后期这方面的研究得到了迅速的发展。文献[181认为围岩抗反复扰动的能力差，对不太大的洞室最好采用全断面开挖，即使是大型洞室，在施工条件许可的情况下，也应尽

7、量减少开挖次数，分期开挖时，最好按某规律渐次安排开挖顺序，使围岩应力按一定规律变化，不宜在洞室断面内多次跳格开挖，初应力场对开挖效果的影响较大，而分期开挖是以前期开挖的应力场作为后期开挖的初应力，因此，早期段的开挖应采用较好的开挖洞型，使晚期开挖获得较好的初应力场，不论是开挖阶段或是开挖完成后，洞室附近围岩中出现高应力都是不利的，在这种情况下，对于洞室壁上适当部位开凿径向沟槽，达到既能部分地解除洞周高切应力，使应力集中转移到深部围岩中，又能保持岩体相对完整