长春地铁二号线解放桥站临近哈大铁路

1、长春地铁长春地铁2 2号线解放桥站号线解放桥站2016年3月Subway Line Two汇报目录汇报目录一、项目概况一、项目概况二、评估工作概况二、评估工作概况三、变形控制指标建议三、变形控制指标建议四、安全评估计算分析四、安全评估计算分析五、评估结论五、评估结论六、施工建议六、施工建议Subway Line Two第一部分第一部分 项目概况项目概况现场平面图现场平面图 解放桥站为地铁2号线与正在运营轻轨3号线的换乘站，位于西解放立交桥西侧，景阳大路南侧，沿东西向设置。东侧为西解放立交桥、沿南北走向的国铁线及与之平行且正 在运营的轻轨3号线解放桥站，3号线线路在该处为地面线。 车站主体结构距

2、离国铁线路最近距离为 10.6m,最远距离11.5m。长春地铁长春地铁2 2号线解放桥站号线解放桥站解放桥站总平面图N既有轻轨解放桥既有轻轨解放桥站站换乘通道换乘通道车站总平面图车站总平面图 主体基坑主体基坑疏散井及疏散井及横通道横通道京哈线上行京哈线上行京哈线下行京哈线下行1 1、车站主体结构工程概况、车站主体结构工程概况车站纵断面车站纵断面杂填土粉质粘土粘土泥岩正阳街建设街中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤1：从地面施工钻孔灌注桩以及钢管柱下桩基及钢管柱,格构柱下桩基及格构柱并用粗砂对桩孔内钢立柱周边空隙进行密实回填;同时施做坑外降水井及

3、坑内疏干井并开始降水工作；步骤2：待坑底水位降到设计要求后，放坡开挖开挖至顶板底面标高，施做桩顶梁；疏干井钢管柱及桩基疏干井钢管柱及桩基降水井格构柱降水井格构柱中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤3：施做顶板和顶梁及部分侧墙,冠梁下做C40膨胀混凝土，顶板与明挖段接口处要做预留处理；步骤4：待结构达到强度后，施工防水层、保护层，分层回填顶板上覆土至地面标高处恢复路面交通;顶板路面恢复中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤5：施做盖挖段两侧明挖段钻孔桩及降水井，待明挖段围护结构施做完成且基坑开挖时，

4、从盖挖段西侧随着明挖基坑分层向下开挖至第一道钢支撑下0.5米处，架设第一道钢支撑;步骤6：继续开挖至第二道支撑下0.5m，架设第二道支撑;第一道钢支撑第二道钢支撑步骤6步骤5中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤7：架设第三道钢支撑后随着明挖部分开挖至坑底;步骤8；施工底板垫层及防水层后，随着明挖部浇注底板和部分侧墙;第三道钢支撑车站底板及部分侧墙步骤8步骤7中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤9：待底板及部分侧墙达到设计强度后，分段拆除第三道钢支撑,随着明挖部分施作部分边墙及中板；步骤10：待中

5、板及部分侧墙达到设计强度后，分段拆除第二道钢支撑，随着明挖部分施作上一层部分边墙及中板；车站中板及部分侧墙车站中板及部分侧墙步骤10步骤9中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司车站施工工序车站施工工序 步骤11：待中板及部分侧墙达到设计强度后，分段拆除第一道钢支撑，施作部分边墙及两侧顶板并做好与之前施工完成的顶板及侧墙的接口.封闭疏干井及降水井。工程结束！步骤11中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 车站风险源保护措施车站风险源保护措施由于解放桥站东侧邻近国铁京哈线，为控制变形现采取如下措施对其加强：1.邻近铁路侧采用12001400围护桩。2.邻近铁路侧

6、设置双排600400高压旋喷止水帷幕，咬合200mm，桩长28.0m。3.加强对铁路变形的监测。4.铁路侧采用盖挖法施工。国铁京哈线高压旋喷止水帷幕此范围内为盖挖法施工中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 车站风险源保护措施纵段面车站风险源保护措施纵段面 紧邻国铁线侧车站顶板位于地面下2.55m，埋深23.7m，宽35.1m。建设街正阳街盖挖顺做止水帷幕京哈国铁线中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司2 2、区间隧道工程概况、区间隧道工程概况中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 区间总平面区间总平面 暗挖区间全长160.706m，其中区

7、间右线长82.257m，左线长78.449m，解放桥站建设街站区间线路暗挖段始于西起解放桥站，沿解放大路东至区间竖井，区间下穿国铁、轻轨三号线、西解放立交桥。右线和左线平面线形为R=300曲线，线间距14.0米16.5米;解放桥站国铁轻轨桥墩竖井建设街站中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 区间右线纵段面区间右线纵段面 本区间线路出解放桥站后，以2坡度上坡，然后以6.25的坡度下坡，到达暗挖段终点。粉质粘土粉质粘土粉质粘土杂填土桥墩竖井粉质粘土粘土中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 断面采用双排小导管超前支护双排小导管超前支护（拱顶150范围）；外排采

8、用32*3.25300mm小导管超前支护并预注浆加固地层，外插角1015，小导管长L=2.5m，每两榀打设一环。内排采用32*3.25300mm小导管超前支护并预注浆加固地层，外插角1015，小导管长L=1.8m，每榀打设一环。区间断面形式区间断面形式 本区间下穿铁路、轻轨三号线以及侧穿西解放桥段的区间断面为马蹄形，初支厚初支厚度为度为250mm250mm，二衬厚度为，二衬厚度为350mm350mm，断面总宽为，断面总宽为6300mm6300mm，高，高6600mm6600mm。中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司 区间下穿铁路保护措施区间下穿铁路保护措施区间双洞下穿京哈双

9、线铁路采取的主要保护措施是：（1）采用全断面深孔注浆进行止水加固；（2）采用三重管旋喷工艺加固；（3）对影响范围的国铁线路进行扣轨保护；（4）施工过程中对国铁进行限速，并对线路的变形、沉降、挠曲等控制标准进行监测。中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司区间与国铁及轻轨区间与国铁及轻轨3 3号线位置关系图（一）号线位置关系图（一） 本图中标高分别为国铁、轻轨三号线的道床轨顶标高，轨道为碎石道砟，区间断面规定距道床底面的距离约15.5-16.5m。中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司区间与国铁及轻轨区间与国铁及轻轨3 3号线位置关系图（二）号线位置关系图（二）

10、 中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司国铁、轻轨风险源保护措施平面图国铁、轻轨风险源保护措施平面图 旋喷加固范围为距国铁及轻轨轨道边界线5.5m以及距隧道边界线两侧10m的矩形区域。隧道边界线隧道边界线轨道边界线轨道边界线注浆加固范围注浆加固范围中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司国铁、轻轨风险源保护措施剖面图国铁、轻轨风险源保护措施剖面图 旋喷加固范围为距国铁及轻轨轨道边界线5.5m以及距隧道边界线两侧10m的矩形区域。中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司全断面注浆止水措施图全断面注浆止水措施图 本区间降（止）水采用全断面注浆，注浆

11、方法采用后退式注浆，注浆范围为开挖轮廓线外2.0m范围内的第四系地层中进行，注浆段长度为45m。中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司全断面注浆止水措施图（剖面图）全断面注浆止水措施图（剖面图）每一循环注浆长度为13m，开挖10m，保留3m止浆岩盘。第一循环设置60cm混凝土止浆墙，其他循环必要时考虑设置混凝土止浆墙。 注浆加固外缘线注浆加固外缘线初初 支支 外外 轮轮 廓廓注注 浆浆 桩桩 孔孔3m 3m 止止 浆浆 岩岩 盘盘中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司施工步序图第一步：施工拱部小导管，并注浆加固地层；第二步：台阶法开挖上半断面，施作初期支护，

12、台阶每侧打设两根锁脚锚管；第三步：开挖下半断面，施作初期支护,初期支护封闭成环；第四步：分段敷设底板防水层，浇注仰拱二衬；第五步：分段敷设侧墙及拱部防水层，浇注侧墙及拱部二衬；中铁工程设计咨询集团有限公司中铁工程设计咨询集团有限公司监测点位置图 为保证国铁以及轻轨3号线的正常运行，在铁路沿线上，以隧道线路中部及两侧各沿19.34m的范围内，以5m为间距布置铁路静态几何行位监测点。铁路沿线总计布置24个，轻轨沿线总计布置24个。第二部分第二部分 评估工作概况评估工作概况Subway Line Two1 、评估的目的和意义、评估的目的和意义地铁隧道及车站工程下穿铁路设施，由于开挖扰动、地层损失、固

13、结沉降及施工降水等因素，势必会引起地层位移和应力的重分布，导致铁路设施也会随之产生位移及变形，影响铁路的正常运营，一旦发生重大安全风险事故，社会负面影响很大，损失巨大。通过安全性影响评估，可以客观的预测地铁隧道及车站工程下穿铁路设施的影响程度及可能带来的危害，为地铁下穿铁路结构设施的设计、施工提供指导性的意见或建议，从而规避风险。（二）、评估工作概况Subway Line Two2、 评估依据评估依据（1）地铁下穿铁路风险工程专项设计图纸；（2）铁路设施竣工图纸；（3）区间岩土工程勘察报告；（4）业主提供的相关设计联系单、会议纪要和资料；（5）相关规范和标准。（二）、评估工作概况Subway

14、Line Two3、评估内容与方法、评估内容与方法（1）根据评估工作要求，调查下穿处铁路工程概况，所处工程地质、水文地质条件，调查下穿工程施工前铁路工程现状；（2）根据工程规范要求和以往类似工程经验，提出下穿工程变形控制指标；（3）根据下穿工程特点，建立三维数值计算模型，模拟地铁隧道的施工过程，分析铁路工程受力及变形的变化规律；（4）根据计算结果，分析地铁隧道施工对铁路受力及变形的影响，评价下穿处铁路工程的安全性；（5）对施工工艺、步序及技术措施提出相关建议。（二）、评估工作概况Subway Line Two第三部分第三部分 变形控制指标制定变形控制指标制定Subway Line Two 1、

15、相关规范要求； 2、类似工程经验； 3、本工程特征。（三）、变形控制指标制定Subway Line Two（1） 铁路线路维修规则铁运2006146号表3 线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值项目Vmax160km/h160km/hVmax120km/hVmax120km/h其他站线作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修轨距（mm）+2/-2+4/-2+6/-4+4/-2+6/-4+8/-4+6/-2+7/-4+9/-4+6/-2+7/-4+9/-4水平（mm）35846846105811高低（mm）35846846105811轨向（直线

16、）（mm）34746846105711扭曲（直线）（mm/6.25m）3464684106588注：（1）高低和轨向偏差为10m及以下弦测量的最大矢度值。 （2）专用线按其他站线办理1、相关规范要求、相关规范要求（三）、变形控制指标制定Subway Line Two区间以56角斜向下穿京津城际铁路，下穿段地铁线路为小半径曲线（300 m）区间隧道中心线间距约为14.6m，盾构管片外径6m，壁厚0.3m，长度1.2m。2、类似工程经验北京地铁14号线马家堡东路站永定门外大街站盾构区间下穿京津城际Subway Line Two隧道拱顶覆土层厚17.6m，上覆土层主要为粉质粘土、粉土和粉细砂，上层滞

17、水埋深14.9m，潜水埋深21.122.2m。铁路路基沉降控制标准为铁路路基沉降控制标准为8mm.施工完成后路基施工完成后路基最大沉降7.76mm。2、类似工程经验北京地铁14号线马家堡东路站永定门外大街站盾构区间下穿京津城际Subway Line Two地铁隧道左、右线中心线间距地铁隧道左、右线中心线间距13m，采用盾构掘进，管片直径为，采用盾构掘进，管片直径为6m，下穿处地铁隧道，下穿处地铁隧道拱顶覆土拱顶覆土20.14m。铁路路基沉降控制标准为。铁路路基沉降控制标准为10mm.2、类似工程经验北京地铁昌平线下穿京通铁路路基Subway Line Two3、本工程变形控制标准、本工程变形控

18、制标准（三）、变形控制指标制定监测项目监测项目预警值预警值报警值报警值控制值控制值轨道竖向变形（轨道竖向变形（mm）3.54.05.0轨道水平变形（轨道水平变形（mm）3.54.05.0路基累计竖向变形（路基累计竖向变形（mm）7.08.010.0路基累计水平变形（路基累计水平变形（mm）7.08.010.0路基竖直向变形速率（路基竖直向变形速率（mm/d）2.12.43.0哈大铁路列车运行时速140km160km，根据铁路线路修理规则中对线路几何形变控制要求（表3.3-1），其临时补修的轨距、水平、高低、轨向等几何尺寸容许偏差管理值为8mm，考虑到工程管理、测量误差、旅客舒适性的要求，结合本

19、工程的实际特点，综合考虑施工条件、运营安全、仪器量测精度等影响因素，确定本工程铁路轨道的竖向和水平变形控制值为5mm，考虑到穿越工程整个施工过程可以划分为若干个阶段，在各个阶段可以对路基碎石道床进行整修，填补道砟，恢复轨道的平顺性，因此，设置路基的累积水平变形和竖向变形控制值为10mm，并设置路基变形速率控制值为3 mm/d。并将控制值的80%作为报警值，70%作为预警值.四、安全性计算评估计算模型（四）、安全评估计算分析模型以区间隧道轴线方向为y轴，垂直隧道轴线为x轴，竖直方向为z轴，模型在y轴方向上长102m，在x轴方向上长80m，z轴方向上长50m。模型共划分为221513个单元，386

20、48个节点。四、安全性计算评估计算模型（四）、安全评估计算分析模型以区间隧道轴线方向为y轴，垂直隧道轴线为x轴，竖直方向为z轴，模型在y轴方向上长102m，在x轴方向上长80m，z轴方向上长50m。模型共划分为221513个单元，38648个节点。四、安全性计算评估计算参数（四）、安全评估计算分析换乘通道和竖井的初支为C20为钢筋混凝土，二衬为C40钢筋混凝土。地层编号及岩性地层编号及岩性压缩模量压缩模量Es（MPa）泊松比泊松比粘聚力粘聚力（KPa）内摩擦角内摩擦角2粉质粘土粉质粘土4.430.3521.811.13粉质粘土粉质粘土7.100.3035.711.231粉质粘土粉质粘土5.31

21、0.3224.614.94粉质粘土粉质粘土8.040.2840.515.25粘粘 土土11.680.2658.012.51全风化泥岩全风化泥岩(15.00)0.2550.015.02强风化泥岩强风化泥岩（25.00）0.2275.020.03中风化泥岩中风化泥岩（40.00）0.20100.025.0四、安全性计算评估计算工况（四）、安全评估计算分析工况工况工况说明工况说明主要荷载主要荷载工况工况1施工前的初始状态施工前的初始状态土层自重土层自重+列车荷载列车荷载工况工况2车站基坑放坡开挖车站基坑放坡开挖土层自重土层自重+列车荷载列车荷载工况工况3车站土体分层开挖车站土体分层开挖土层自重土层自

22、重+列车荷载列车荷载+结构结构自重自重工况工况4车站结构分层浇筑车站结构分层浇筑土层自重土层自重+列车荷载列车荷载+结构结构自重自重工况工况5区间隧道第一段施工区间隧道第一段施工土层自重土层自重+列车荷载列车荷载+结构结构自重自重工况工况6区间隧道第二段施工区间隧道第二段施工土层自重土层自重+列车荷载列车荷载+结构结构自重自重工况工况7区间隧道第三段施工区间隧道第三段施工土层自重土层自重+列车荷载列车荷载+结构结构自重自重工况工况8竣工后的运营状态竣工后的运营状态土层自重土层自重+列车荷载列车荷载+结构自重结构自重+设备人行荷载设备人行荷载四、安全性计算评估计算工况（四）、安全评估计算分析四、

23、安全性计算评估 工况工况1：开挖前的初始状态：开挖前的初始状态最大主应力最大主应力最小主应力最小主应力（四）、安全评估计算分析四、安全性计算评估各工况围岩最大主应力各工况围岩最大主应力工况工况2工况工况3工况工况4（四）、安全评估计算分析工况工况5工况工况6工况工况7四、安全性计算评估各工况铁路路基竖直向变形各工况铁路路基竖直向变形工况工况2工况工况3工况工况4（四）、安全评估计算分析工况工况5工况工况6工况工况7四、安全性计算评估各工况铁路路基竖直向变形各工况铁路路基竖直向变形（四）、安全评估计算分析工况工况8四、安全性计算评估各工况铁路路基水平变形（各工况铁路路基水平变形（y方向）方向）工

24、况工况2工况工况3工况工况4（四）、安全评估计算分析工况工况5工况工况6工况工况7四、安全性计算评估（四）、安全评估计算分析工况工况8各工况铁路路基水平变形（各工况铁路路基水平变形（y方向）方向）四、安全性计算评估表1各工况铁路基础变形计算结果汇总表（四）、安全评估计算分析x方向为铁路线路走向，正值表示向北侧变形，负值表示向南侧变形；y方向为区间隧道走向，正值表示向西侧变形，负值表示为向东变形；z方向为竖直方向，竖直变形负号代表沉降，正号代表隆起。工况工况x方向变形量方向变形量y方向变形量方向变形量z方向竖直变形量方向竖直变形量工况工况1000工况工况2-2.37-5.483.89工况工况3-

25、2.03-4.342.84工况工况4-1.89-3.992.57工况工况5-1.66-3.75-2.37工况工况6-1.65-3.97-3.45工况工况7-1.66-3.98-3.82工况工况8-1.35-4.12-5.61五、评估结论（五）、评估结论 经现场勘查过后，我院认真审查了车站及区间隧道下穿铁路施工图专项设计图纸、风险工程调查资料等技术资料，对车站及区间隧道下穿既有铁路的工程进行了风险分析，通过数值模拟计算分析了车站及区间隧道对铁路设施的影响，并结合国内同类工程实例经验，形成评估结论如下： （1）经现场调查，在长春地铁2号线解放路站及区间隧道施工前的初始状态，铁路路基状态良好，铁路路

26、基及轨道平顺性满足列车运营要求。 （2）车站基坑放坡开挖完成时，哈大铁路路基最大z方向变形为3.89mm，最大x方向水平变形为-2.37mm，最大Y方向水平变形为-5.48mm 。车站基坑开挖引起的铁路路基水平向变形和竖直向变形小于路基的控制标准，但是水平变形超过轨道变形控制标准，因此，施工前应对轨道进行扣轨加固，施工过程中应及时整道，填补道砟，以保证轨道的平顺性要求。 （3）车站土体分层开挖完成时，哈大铁路路基最大z方向变形为2.84mm，最大X方向水平变形为-2.03mm，最大Y方向水平变形为-4.34mm。车站土体分层开挖引起的铁路路基水平向变形和竖直向变形小于路基与轨道的控制标准，满足

27、规范要求。五、评估结论（五）、评估结论 经现场勘查过后，我院认真审查了车站及区间隧道下穿铁路施工图专项设计图纸、风险工程调查资料等技术资料，对车站及区间隧道下穿既有铁路的工程进行了风险分析，通过数值模拟计算分析了车站及区间隧道对铁路设施的影响，并结合国内同类工程实例经验，形成评估结论如下： （4）车站结构分层浇筑完成时，哈大铁路路基最大z方向变形为2.57mm，最大X方向水平变形为-1.89mm，最大Y方向水平变形为-3.99mm。车站结构分层浇筑引起的铁路路基水平向变形和竖直向变形小于路基与轨道的控制标准，满足规范要求。 （5）区间隧道第一段施工完成时，哈大铁路路基结构最大Z方向变形为-2.

28、37mm，最大X方向水平变形为-1.66mm，最大Y方向水平变形为-3.75mm。 （6）区间隧道第二段施工完成时，哈大铁路路基结构最大Z方向变形为-3.45mm，最大X方向水平变形为-1.65mm，最大Y方向水平变形为-3.97mm。 （7）区间隧道第三段施工完成时，哈大铁路路基结构最大Z方向变形为-3.82mm，最大X方向水平变形为-1.66mm，最大Y方向水平变形为-3.98mm。计算结果表明，区间隧道施工引起的铁路路基水平向变形和竖直向变形小于路基与轨道的控制标准，说明哈大铁路路基和轨道变形满足规范要求。 五、评估结论（五）、评估结论 经现场勘查过后，我院认真审查了车站及区间隧道下穿铁路施工图专项设计图纸、风险工程调查资料等技术资料，对车站及区间隧道下穿既有铁路的工程进行了风险分析，通过数值模拟计算分析了车站及区间隧道对铁路设施的影响，并结合国内同类工程实例经验，形成评估结论如下： （8）车站及区间隧道运营期人行荷载作用下，哈大铁路路基结构最大Z方向变形为-5.61mm，最大X方向水平变形为-1.35mm，最大Y方向水平变形为-4.12mm。