复杂条件下双层六车道浅埋暗挖隧道的技术难点40页PPT（管幕法 冷冻法）_ppt

1、复杂条件下双层六车道浅埋暗挖xx隧道的技术挑战中交xx公路勘察设计研究院有限公司2014年08月 南宁1、xx隧道概况2、xx隧道建设条件3、xx隧道双层暗挖隧道方案4、xx隧道技术挑战5、结束语报告的主要内容1、xx隧道概况xx隧道概况-地理位置 xx大桥海中桥隧主体工程由中交集团设计施工总承包；xx连接线及xx连接线由奥雅纳公司设计；xx连接线由中交二公院设计。桥隧主体工程xx连接线xx连接线xx连接线xx隧道4本项目起自xx口岸人工岛，向西经xx口岸、跨xx河和xx大道，经xx水库、xx路，在xx与规划的xx高速公路相接。主要构造物有跨海大桥、xx隧道、xx河特大桥、xx互通、xx隧道、

2、横琴互通、xx路高架桥及xx互通，路线全长13.890公里。本项目起点本项目终点南屏互通横琴北互通xx隧道概况-xx连接线5xx隧道鸟瞰图公路等级：6车道高速公路； 设计速度：80Km/h；建筑限界净宽：1425cm； 建筑限界净高：510cm。6左线隧道总长：2705m右线隧道总长： 2365m-2.30.453.026m工程概况xx隧道平纵布置纵坡控制点 隧道全长2705m，其中海域段1100m，过xx口岸段400m ，河底段400m，穿军事管制区805m。设双向六车道，设计速度80km/h。茂盛围段鸭涌河段海域段口岸段71、项目意义重大（直通xx地区）2、地理位置独特（xx分界线、部分海

3、域、部分陆域）；3、环境敏感（xx分界、第二大口岸、边防重地）；4、地质条件极差（软弱、富水土层，淤泥、砂层）；5、地表及地下建筑繁多（xx两地口岸建筑密集、功能完善）；6、地下管线复杂紊乱（管线规划紊乱，难以探测）；7、须协调的单位众多、特殊、且集中（交叉管理）；8、隧道走廊带单一（工可批复、周边控制因素）。工程概况xx隧道项目特点今天主要介绍xx隧道口岸段暗挖隧道设计情况。892、xx隧道建设条件xx隧道环境条件周边建筑物分布10 国内第二大口岸。 每天出入境车辆平均7万辆，高峰期接近10万辆。 每天出入境的人流总量平均约23万人次，高峰期接近30万人次。xxxx纪念孙中山公园xx隧道建设

4、条件xx口岸情况11明挖明挖暗挖（255m）xx隧道环境条件隧道与海关建筑的关系12xx隧道环境条件临近建筑物的基桩分布情况13编号建筑形式与隧道相对位置安全风险等级建筑物变形破坏控制指标及标准值建筑名称结构形式基础形式完损等级最大沉降量（mm）局部倾斜（mm/m）最大差异沉降（mm）1边防五支队宿舍楼多层框架结构锤击式沉管灌注桩基本完好隧道北侧约14m二级20212202xx联检大楼多层框架结构50高强预应力砼管桩完好隧道南侧约3m一级1516103出入境风雨廊单层结构、玻璃顶棚扩大基础完好隧道上方二级101484免税商场回廊地下结构600、480沉管灌注桩基本完好隧道上方二级1226105

5、出境客货通道单层结构480沉管灌注桩完好隧道北侧约7.5m二级3026106入境客货通道单层结构桩基础完好隧道北侧约14m二级3026107xx口岸入境车行通道单层结构桩基础完好隧道北侧15.31m二级3026108xx口岸一站式通道单层结构桩基础完好隧道北侧11.89m二级3026109广珠城际轨道站大体量框架结构桩基础完好隧道北侧25m二级151122010粤海国际花园高程框剪结构桩基础完好隧道南侧约33m二级10161011xx国防公路水泥路面基本完好隧道南侧7m三级2021525xx隧道建设条件临近建筑物保护标准 14管线名称管线性质管线位置管线分布方式D400混凝土污水管重力管管内底

6、标高4.124.25m口岸段均有分布D200混凝土污水管重力管管内底标高4.07m分布在口岸西侧D500混凝土污水管重力管管内底标高2.55m分布在口岸西侧D1400混凝土污水管重力管管内底标高4.7m分布在口岸东侧雨水管重力管分布在风雨廊处DN不明管线不明管中心标高4.124.57m口岸段均有分布DN100消毒铁管压力管管顶标高4.37m分布在口岸西侧D1000对澳供水管压力管管顶标高5.20m分布在风雨廊处供电铜套管电力管管顶标高5.72m分布在口岸东侧xx隧道建设条件地下管线分布15序号分层岩土名称基本允许值faoKpa标贯状态1-1淤泥、淤泥质土507057流塑2-2粘性土150180

7、1012可塑3-3粗、砾砂2402801619稍中密4-3含淤泥质中、细砂80100510稍中密5-2略具粘性的中、细砂90120611中密6-2粗、砾砂3003502229中密海洋水文陆域地下水工程地质场地评价高潮位(m)300年3.82 地下水主要为孔隙潜水，水位埋藏浅，水量丰富。地表水主要是海水，地下水主要赋存于淤泥、中砂，粗、砾砂及砂混淤泥质土。其中相对松散的粗粒类砂土为强透水层，其次如淤泥或淤泥质土、粘性土、残积土为相对弱透水层。 表层海相、海陆交互沉积层厚度约为2835m ，中层砂（砾）质粘土层 0.58.2m，下伏全强风化黑云母斑状花岗岩 ，层厚超过20m。 场区内未发现有全新世

8、活动断裂，地层较稳定。 场区地震基本烈度度 ，采用度设防。饱和砂土层在度地震作用下，可能会发生液化，液化等级为轻微。淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土可能会发生软土震陷。100年3.47低潮位(m)300年-1.51100年-1.63风暴潮增水(m)2潮流流速(m/s)0.7主要土层力学参数全强风化花岗岩海相、海陆交互沉积层口岸段海域段鸭涌河茂盛围xx隧道建设条件 隧道地质条件16xx隧道口岸段设计中应充分关注的建设条件： 1、全国第二大口岸，通关不能中断； 2、邻近建筑物密集且对地层变形敏感； 3、地下建筑基桩众多； 4、敏感的地下管线密集； 5、地层软弱且富水。xx隧道建设条件 隧道条件综述

9、173、xx隧道方案比选xx隧道方案比选方案研究汇总7个方案、19种工法1、平面并行双洞暗挖2、平面并行双洞明挖3、上下双层明挖4、上下双层全暗挖5、双层明挖220m暗挖6、双层明挖220m分段暗挖7、双层明挖60m暗挖方案论证1）全断面注浆法2）盾构法3）冷冻法1）新管幕法2）管幕法矩形、咬合1）1m不咬合+注浆2）双层0.2m注浆3）双层0.2m2.5m4）1m不咬合+结构顶推5）盾构6）1m咬合7）1m2.5m不咬合注浆8）1m2.5m不咬合冷冻1）口岸段盖挖顺筑法2）口岸段塔吊辅助施工明挖顺筑法3）海域段钢板桩分仓堰筑法4）海域段人工岛先施工后干筑法1）拆迁、还建地下通道2）改移地下通

10、道19并行双洞上下双层主要研究方向双洞暗挖方案双洞明挖方案双层明挖方案双层暗挖方案xx隧道口岸段的方案比选具有可行性的四个方案为什么不采用明挖方案？为什么不采用单层双洞暗挖方案？20暗挖（255m）xx隧道方案比选双洞方案三维空间示意图21净距56m埋深1014m注浆加固区注浆加固区约5m结构宽度17.5m结构宽度17.5m结构高度12.5m填筑土砾砂粉质粘土淤泥质粉土砾砂淤泥质粘土夹粉土xx隧道方案比选双洞方案横断面布置22临海富水软弱地层注浆实现封闭止水的可靠性注浆效果的可靠度与海水连通砂层的注浆问题注浆材料、工艺及参数的优化设计地层变形、地表建筑及管线的安全控制大面积截桩工艺与安全施工突

11、发事故补救措施工期与造价控制合理的支护结构与施工工序风险控制可靠性？xx隧道方案比选双洞方案主要风险23xx隧道口岸段双层暗挖隧道设计（暗挖设计平纵面） 口岸暗挖段起迄桩号为YK2+390YK2+645，全长255m，平面线形为88m缓和曲线+167m圆曲线。穿越的土层有填筑土、淤泥质粉质粘土、粉土、中细砂、淤泥质粉土、粉质粘土、砾砂。明挖明挖暗挖（255m）25xx隧道双层暗挖方案与主要建筑物的关系结构开挖宽度：1870cm结构开挖高度：2080cm结构拱顶埋深57m主体结构典型横断面基本参数：拱顶埋深：57m（填筑土）开挖面积：330m2结构周长：65m开挖宽度：18.7m开挖高度：20.

12、8m目标：确保临近建筑管线安全，确保口岸通关正常。（关键点为地层变形）严格控制周边地层扰动及收敛变形；严格控制周边地下水排放；严格控制开挖面前方地层的超前变形；严格控制开挖面变形；严格控制结构沉降与收敛变形。特点：超大断面、富水软土、超浅埋、临近密集敏感建筑xx隧道双层暗挖方案断面参数与目标255m管幕周边冷冻圈合理的支护体系与开挖工序确保周边建筑、地下管线及隧道安全地层变形风险控制：严密监测及应急预案27控制周边地层扰动；控制周边地下水排放量；控制超前变形；控制支护结构的收敛变形；确保开挖掌子面稳定；结构受力满足要求。xx隧道双层暗挖方案的关键问题处理结构开挖宽度：1880cm管幕影响宽度：

13、2200cm结构开挖高度：2100cm管幕影响高度：2400cm结构拱顶埋深45m主体结构典型横断面 穿越的土层主要有淤泥质粉质粘土、粉土、中细砂、淤泥质粉土、粉质粘土、砾砂。10根D1800钢管作为定位管及内支撑支点，中间交叉顶进30根D1440钢管，管内填充钢筋混凝土，一次形成超前支护管幕；相邻管净距3050cm；管内设置水平冷冻管，形成冻土帷幕（厚1.21.8m），隔绝开挖断面与外界地下水联系。通过注浆对开挖断面内土体进行改良加固，稳定掌子面。多导坑分部开挖，做好临时内支撑体系。28xx隧道双层暗挖方案的支护结构及施工工艺设计4、xx隧道的技术挑战 管幕施工技术难点如下：管幕间距仅25

14、cm左右，管幕顶进施工相互干扰大；管幕位于88m缓和曲线+167m圆曲线段，管幕姿态控制较为困难；管幕顶部覆土厚度仅45m，40根顶管同时施工可能会造成地面变形；最右侧管幕距离出入境风雨廊最外侧桩基仅0.5m左右，顶管施工风险大，精度要求高；底层管幕水压力大，进出洞风险大；解决措施：高精度联动控制测量和纠偏系统，及时调整后背顶力，配备高性能的减阻泥浆30 xx隧道技术难点一超长曲线管幕施工技术31xx隧道技术难点二管幕进出洞安全保障技术顶管顶进方向难题：40根顶管，在顶入及接收时突水突泥的防范！32首创：开合式钢套筒接收方案！xx隧道技术难点二管幕进出洞安全保障技术解决措施：通过自动监测系统，

15、精确控制冻结圈的厚度；通过合理的布管，精确控制分段分区冻结；通过加热限位管，精确控制冻胀；通过预埋注浆管，精确控制融沉。33xx隧道技术难点三精确控制冻结技术暗挖施工技术难点如下：开挖断面大，洞内土体稳定困难，地面变形控制不易；开挖工序复杂，施工干扰大；临时支撑与初期支护体系及管幕的连接节点多，如处理不当，易失稳；解决措施：暗挖段根据开挖断面的大小，共划分6个台阶18个分区，台阶高度约3.5m左右，长度约5m左右。施工过程中，上台阶先期贯通，为洞内竖向注浆加固提供空间。 34xx隧道技术难点四软弱地质条件下大断面暗挖技术施工期间监测难点（1）暗挖区间位于口岸段，政治性较强，自由出入口岸进行人工监测难度大，必须采用自动化监测。（2）由于管幕采用长距离曲线顶进，而且管幕众多，顶管机姿态监测任务重，困难大。（3）由于采用动态控制冻结，对监测系统的精确性，安全性（部分测温点在混凝土内）有严格要求，并实现冻土帷幕监测的可视化。xx隧道技术难点五全面的信息化监测技术 （b）出入境车流（a）出入境人流 解决措施（1）明挖段基坑位移及应力监测；（2）