地铁区间隧道过河过桥施工技术壹

地铁区间隧道过河过桥

施工技术研究

XX有限公司·合肥

工程概况工程特点和难点研究路线洞外施工控制技术研究洞内施工控制技术研究降水过程桥基响应三维非饱和渗流耦合分析施工过程桥基响应三维时空效应分析实施与效果主要业绩汇报主要内容XX河1

工程简介区间隧道下穿XX河和XX西桥平面图N樱花西桥XX河区间隧道1.1XX河现况河床两侧为浆砌片石挡墙，河床底部为素混凝土基础，河道基础为素混凝土块。河床宽度为14.9m。1.2XX西桥现况

XX西桥坐落于XX河上，总宽度为48m，长度为44.6m，中跨长15m，边跨长7.5m，桥头搭板长7.3m。竣工日期为1988年11月。1.2XX西桥现况XX西桥下部结构剖面图XX西桥是石拱与宽幅T梁构成的组合结构。桥墩基础为素砼，桥台、桥墩为水泥砂浆砌块石。1.2XX西桥现况1.2XX西桥现况隧道拱顶距桥墩基础底为4.4m，区间隧道设计断面形式为复合式衬砌，采用浅埋暗挖法施工。地层从上至下依次为：粉土、粉质粘土、粘土夹粉细砂等，上层滞水埋深为3.2～4.8m。潜水埋深为9.65～19.6m。由于XX河对地层水的补给作用，地层含水饱和。1.3设计施工简介地质条件复杂。地层软弱，地下水丰富。工程难度大。由于地层软弱，地下水丰富，XX河不能断流，暗挖施工容易引发突泥突水等工程灾害。安全风险高。隧道拱顶距桥基仅4.4m，XX西桥车流量大，是重要的交通要道，不能影响桥梁的安全和正常使用，作业环境和地表环境的安全风险非常大。工期压力大，作业环境(施工和加固)有限。据查新，国内外无类似工程可供参考，无成熟经验利用。2工程特点与难点3研究路线施工安全现状评估，制定控制标准等优化施工方案、有效预测施工效应、进行工艺试验等方案实施、效果评估、对策、总结、推广等施工工艺为：搭设北岸施工马道→左岸筑U型草袋围堰→左岸U型围堰内排水清淤→左岸U型围堰内铺设防水毯→搭设南岸施工马道→右岸筑U型草袋围堰并拆除左岸围堰草袋→右岸围堰内排水清淤→右岸围堰铺设防水毯→拆除南岸马道→防水毯导流→拆除左岸U型围堰→防水毯导流→拆除北岸马道→恢复原河道设施。防水毯导流范围为隧道对应河床前后各70m范围。4洞外施工控制技术4.1铺设防水毯导流为防止XX河水直接渗入隧道，拟铺设防水毯，开挖前须对XX河进行断流引排。XX河防水毯导流施工XX河铺满防水毯管井施工须在XX河草袋围堰内排水清淤完毕后就立即进行，施工完毕后铺设防水毯，管井周围亦用防水毯包裹严密，防止接头处渗水至隧道内。为了确保暗挖过河过桥的安全，提前五个月对XX河进行防水毯导流，防止河水直接补给地下，提前2个月进行降水施工。4.2地表降水施工为了避免隧道上覆含水土层对隧道开挖的不利影响，在XX河河床上平行隧道线路方向进行管井降水。降水井平面布置图过河段超前降水长管棚鹿超前支桌护水平旋搁喷桩超搏前支护深孔注瘦浆加固葬围岩垂直旋蹲喷桩超市前支护小导翼管加晨密注甩浆5洞内珠施工磁控制睡技术5.1施工方踢案优化安全性止比较增加在造价牢比较综合蚂进度独指标为了木更好喷地研监究降烟水过参程中晌的地框层变摸形，霉针对扛该工碌程，没进行烟了非原饱和留土特业性试袖验研透究，我首次纽奉提出指了适究合该骄工程极的非沿饱和挤土体白变模猴型，酷即采均用饱帜和土刃的有检效应塔力原捕理来射计算堆饱和剖区的顶沉降刘变形谊量；乡丰采用姜非饱狗和土猪本构视模型下分别你计算腾土体必由于困基质青吸力而增大辨而引味起的减收缩医变形钓量和吴净平壁均应狮力减谜小而膏引起鹿的回谜弹量缓。6降水过枯程桥基帆响应三晶维渗流-应力耦烤合分析6.1非饱坦和土妖变形倡特性畏试验伐研究在地面趁沉降研愈究中，错目前基棍本都采赤用饱和劝土固结壶理论来煎计算沉者降量，滴实际上巾，地下听水位的揉降低会标引起非宰饱和区凑域土体醋饱和度叉的减小地，导致福净平均芽应力降蹄低和基均质吸力日增大，管非饱和洁土力学歇的研究退表明，垦土体基膨质吸力素的增大碰也可造犁成土体踪蝶的压缩象，非饱犯和土区毒域中发姿生的沉沫降量是怪不可忽恶略的。非饱和栗土三轴宰仪－GD番S三轴表试验毫系统三轴诊压缩跨试验筐成果雄之一三轴主收缩芬试验馅成果忌之一计算模渣型整体显计算骡模型桥基路酷面计算缝模型6.2过桥段闭非饱和继变形渗关流-应力首耦合兵分析降水后皱水压初始水俩压计算该成果孔压随残降水过首程变化想曲线孔压随淋降水过味程变化铺动画降水后名饱和度初始泛饱和译度饱和斥度随稍降水洗过程遣变化苏曲线降水算后桥逆基沉亮降分庆布降水瞎后地设层沉唯降分辨布降水时芳相邻桥助基差异倡沉降(1)水位降10m时，伍地表棚最大启沉降可为21.糖37m自m，桥即基最客大沉格降为19.聚56识mm，地层弊和桥基身的变形娃基本一摩致，桥旬基之间誓的差异育沉降不云到2m洲m。(2倒)每降水恨位1偏m，引缝起的坚地表芦和桥球基的推沉降诸值约韵为2灵mm，降水蓝所引起盾的差异穿沉降很侄小，可亦以忽略旱不计，浮因此，叙在实际蛇施工中量，如果形监测桥雕基比较闻困难时歌，可以职通过监琴测地表问或地层嫩变形来雀近似反很映。(3绿)计算对余比分析稳表明，去不考虑继非饱和锄区的变埋形特征(成果未浪示)时，计亚算值显妨著偏小富。主要结任论与建绣议为了驶更好聋地预云测施哈工效歪应，筝研究坐施工陶过程损中的信时空贵效应价，针镇对该绳工程垒，进致行了头土体均时间光特性泻流变内试验掩研究啊，首类次提亚出了斩适合角该工忠程熔的土舞体流灾变理适论模当型和丈经验略公式却。广义Kel纪vin五单元耀模型和充时间硬突化经验蓄蠕变模漂型拟合额效果较播好，广酿义Kel自vin五单元模型拖流变奴方程否较复房诚杂，壶拟合乓参数柄较多羞；时岔间硬胆化经碰验蠕黎变模拉型流肾变方录程简板单，获参数孔较少妖，进栏行了墙优先误采用焰。7施工过县程桥基狗响应时虹空效应擦分析7.1地层时获间特性衔蠕变试克验研究大量监境测数据某表明，谣地层、奥结构物社对地铁狂施工的道力学响盖应往往墓具有明观显的时激间效应皇，这主誉要是岩场土材料半的流变丸性质所对致。三轴流亡变试验锅系统33广义Ke智lv位in三单元削模型典足型拟合杂曲线34广义Kel涌vin五单稍元模西型典谅型拟迅合曲筐线35时间茅硬化膛经验祥蠕变员模型曾典型川拟合登曲线计算模纹型7.2施工过柄程桥基俘响应时捧空效应欠数值分辽析整体计迈算模型桥基锡隧道票计算显模型计算成据果变形迹稳定光时模尖型沉共降分银布变形决稳定底时桥播基沉捏降分棵布桥基竿沉降语历时歼分布桥基蝇差异逃沉降赶分布隧道拱猛顶沉降贡历时分摩布施工完判成隧底矿非弹性付区分布施工忙完成把桥基促塑区狱分布隧道塑括性区历时动画(1)施工占过程化中，茂桥墩割中间膀段底迷部范授围会垦出现呜一定逮的塑很性区帅，但秃塑性喇应变卫的值于很小延，基绣本上期仍处腥在弹罗性范穷围内冒，随晃着时研间的烦增加竖，由影于土睛体产肯生蠕洲变，瞎非弹葬性区(包括塑狗性区和提蠕变区)的范围典会适当暴增大，述但范围效增加较句小。(2)左右鞠隧道女施工秤完成酱时桥块基最莫大横令向差巩异沉蹄降为7m乖m，最捷大纵结向差棕异沉盾降为5m脏m，差摸异沉寸降较蚀小。(3色)地层蠕秤变主要舍集中在谁开挖后6天左较右的乔时间钳段，姑变形壶、塑于性区猾、结罩构的阔受力铁都会草随时愉间有遍一定叛程度绕的增滥长，异考虑叔时间忽效应而时，经桥基贵、地缘瑞层的怒变形遥值比君不考树虑大1/冷3左右唯，施霉工过庭程中2/3的变形堵是瞬时遵或掌子寻面移动最形成的拒，1/汉3的变希形是挑土体刑的时狭间效茅应形啊成的园。主要喜结论(1)降水过销程数值歌模拟分孙析表明棋，降水耽引起桥跑基沉降识为19带.5服6m桂m，差闲异沉霜降为2m劈燕m；施工堂过程时水空效应松数值模滤拟分析蛙表明，遣施工引杂起桥基未沉降为19.络83m裂m，差异表沉降为7mm；降水耀和施工爽共同引缠起桥基喝沉降为39尖.3吨9，差叠异沉住降为9mm，相对损控制标钢准而言盲，累积归沉降≤40铁mm，差雄异沉兼降≤10即mm，拟惑定施饼工方腿案是滔可行玩的。(2舞)监控示量测尿表明泳，降列水引俩起桥寺基沉苦降为16葬.5购6m详m，差她异沉母降为1.茄5m立m，施工谱引起桥因基沉降照为18.述14m返m，差异总沉降为4.堵7m蹲m；降宜水和言施工像共同充引起促桥基栋沉降肺为34.拦7，差异烧沉降为6.租2m臣m，均免小于赠控制帆标准院，通魄过以发上数乌据说紫明过果河过眠桥是手成功另的。8实施辆与效似果XX西桥特帜征点累汽积沉降凑曲线图地表纸特征挺点累氧积沉旗降曲北线图(1旨)首次予提出县北京姜地区畅典型凶土体拍的流镰变理城论模稼型和掀经验础公式克。(2哥)首次提筛出北京歪地区典随型土体拉的非饱部和土变临形模型坡。(3)首次财完成卧降水许