《2021年隧道管片地铁暗挖隧道穿越桥梁群桩综合技术新编精选.DOC》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年隧道管片地铁暗挖隧道穿越桥梁群桩综合技术新编精选.DOC（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、不问收获，但问耕耘，最好的资料给最好的自己！隧道管片【地铁暗挖隧道穿越桥梁群桩综合技术】时间：20XX年X月X日隧道管片【地铁暗挖隧道穿越桥梁群桩综合技术】 时间：2021-07-30 09:28:26 第14卷第15期2021年5月16711815（2021）15-0263-07科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol. 14No. 15May 2021 2021Sci. Tech. Engrg.地铁暗挖隧道穿越桥梁群桩综合技术以丽泽桥桥区为例姚文花（北京城建集团有限责任公司，北京100088）北京地铁14号线西局站东管头站区间采用矿山法施工，
2、区间隧道位于砂卵石地层中，地层自稳性较差。区间隧道穿越桥梁数量达到14座，隧道与桥梁基础的最小净距仅为0. 84m ，给施工带来极大的风险。为保需穿越西三环丽泽桥桥区，摘要证施工安全，在施工过程中通过风险分析，综合应用加固技术、隔离技术措施，有效控制了沉降，规避了风险，为地铁暗挖隧道为今后类似工程施工提供参考借鉴。穿越桥桩群桩积累了经验，关键词暗挖隧道穿越中图法分类号TU745. 3；桥梁群桩综合技术文献标志码A随着城市地铁规模的不断发展，地铁隧道工程设置于城市桥梁下方日益增多。隧道穿越桥梁可能会引起桥梁承载力的降低甚至损伤桥梁结构，应高1特度重视隧道穿越现况桥梁对桥梁带来的风险，别是处于交通
3、主干线的桥梁，沉降控制要求严格，给地铁施工带来极大风险，一旦发生事故，经济损失严社会影响巨大。在施工过程中，必须对施工风险重，进行分析，采取可靠的技术保证措施，最大限度的规避风险，保证施工安全。2姬永红等利用二维有限元模型进行分析，表明开挖面的地层应力释放是隧道开挖对桩基产生影响的直接原因，通过减少应力释放可以有效地控制桩基变形。高伟等研究了浅埋暗挖隧道开挖对桥梁基础的影响，表明桩侧摩擦阻力随着桩基的埋置深度的增加而增大，在桩基底部达到最大。马天文在地铁隧道下穿既有桥梁桩基加固研究中，采用了对桥梁基础实施托换施工，同时在隧控制了隧道上道内对桥桩周围地层进行注浆加固，方桥梁桩基沉降和位移。5石锦
4、江在地铁暗挖隧道穿越桥桩时，桩隧水平间距大于3m 时采用二重管高压旋喷注浆法来降保证施工安全。低施工风险，周正宇等通过地铁施工对邻近既有桥梁主表明通过地层加固可以达到降动防护技术的研究，低地层变形的目的，通过在桩隧间设置隔离桩，来阻2021年2月20日收到mail ：第一作者简介：姚文花，河北衡水人。项目总工程师。E-280218810qqcom 。643隔变形的传递。在地铁隧道穿越桥梁时，综合采用了增加桩基、现况桩基托换、增设土体静压注浆加固、刘能文横系梁，控制了桥梁基础的沉降值及倾斜值。以往工程对隧道穿越桥梁时，采取了一项或几如何有效的综合运用各种技术，发挥最大效项措施，益，应引起重视。在
5、地铁14号线西局站东管头站区间暗挖隧道穿越丽泽桥桥区施工时，根据工程的特殊情况，将各种加固技术、隔离技术综合的应用到规避了施工风险，取得了良好的效一个工程项目中，果，为今后类似工程的设计与施工提供一定的参考。111. 1工程概况地铁暗挖隧道工程概况地铁14号线工程西局站 东管头站区间暗挖隧道下穿丽泽桥，隧道为马蹄形，断面尺寸6570细砂3、圆砾卵石5、中砂、粗砂1、卵石、层卵石。结构覆土厚度为10. 1 15. 3m ，隧道穿越地层主要为卵石层，中砂、粗砂1层。地下水位mm 6 480mm 。地层自上而下为粉土填土、粉砂于隧道结构线以下。1. 2丽泽桥概况丽泽桥为全互通式立交桥，位于北京市西三
6、环南段丰北路与西三环相交处，是连接西三环和丰台北路的重要交通枢纽，也是北京市几座大型桥梁之一，于1991年竣工投入使用。北京地铁14号线西局 东管头站区间暗挖隧道下穿丽泽桥区，其中地铁近距离穿越桥梁共计14处（见图1），分别为：丰北路上东西向的主桥A 、主桥B ，南北主桥，四环主路上南北向的公交停靠站1号桥、公交停靠站2号Z3匝道桥、Z4匝道桥、Z5c 匝道桥、Z6匝道桥、桥，Z7a 匝道桥、Z7b 匝道桥、Z7c 匝道桥、Z8匝道桥、K4+657通道，桥桩与隧道的净距为0. 84 4. 61m ，且受力最不利位置。桥梁为混桩端在隧道的肩部检查评估报告显示，桥梁技术状凝土现浇连续箱梁，“完好状
7、态”，况等级评定为A 级，即见表1。图1区间隧道与丽泽桥平面关系图（1 15000）Fig1Tthe tunnel and Lize pidge plan （1 15000）表1丽泽桥各桥现状评估表Assessment pipeline on current to Lize pidge状况良好状态良好状态完好状态完好状态完好状态完好状态完好状态完好状态完好状态良好状态良好状态良好状态良好状态良好状态严重病害描述T 梁泛碱，伸缩缝堵塞，支座拥包变形，墩柱细小裂缝T 梁泛碱，伸缩缝堵塞，支座拥包变形，墩柱细小裂缝伸缩缝堵塞，主桥局部表面存在缺陷伸缩缝堵塞，桥台开裂，支座起包伸缩缝堵塞，桥台网裂，支
8、座起包、网裂等伸缩缝堵塞，主梁泛碱，支座起包、变形，挡墙开裂伸缩缝堵塞，箱梁泛碱，一处开裂，宽0. 14mm ，支座变形，挡墙开裂伸缩缝堵塞，箱梁泛碱，支座变形，桥台开裂伸缩缝堵塞，箱梁泛碱，支座变形伸缩缝堵塞，支座变形，台帽开裂伸缩缝堵塞，箱梁泛碱，护坡坍塌7#盖梁开裂挡块处开裂伸缩缝堵塞，箱梁翼板泛碱，支座鼓包变形，伸缩缝堵塞，箱梁泛碱、局部破损，支座鼓包变形，桥台泛碱、网裂伸缩缝碎边，顶板开裂，最宽0. 17mm 、局部破损，桥台泛碱、小裂缝Table 1序号*4桥名主桥A 主桥B 南北主桥公交1号桥公交2号桥Z3匝道桥Z4匝道桥Z5c 匝道桥Z6匝道桥Z7a 匝道桥Z7b 匝道桥Z7c
9、 匝道桥Z8匝道桥K4+657通道技术状况等级B 级B 级A 级A 级A 级A 级A 级A 级A 级B 级B 级B 级B 级B 级22. 1桥桩及隧道沉降及变形模拟预测预测目的在区间暗挖隧道施工时，为确保暗挖施工顺利通过桥区，同时确保丽泽桥交通畅通，在施工前，按施工工况进行模拟分析预测，确定不同工况的各项施工参数，预测桥梁沉降量，验证设计、施工方法的科学性和合理性，弥补理论分析存在的不足，最后确定最优施工参数。2. 2桥梁沉降控制指标1）桥梁竖向均匀沉降控制值：15mm 。2）纵向不均匀沉降位移控制值：5mm 。3）墩柱横桥向相邻基础不均匀沉降位移控制值：3mm 。4）地表沉降控制值：30mm
10、 。2. 3桥桩变形预测模型及分析2. 3. 1模型建立3D ，计算软件采用大型岩土计算软件FLAC-假定土体为各向同性弹塑体，由实体单元模拟，其应7力-应变关系满足莫尔-库仑准则；采用shell 单元二衬采用实体单元；模型边界范围按4倍模拟初支，开挖洞径计，地表为自由面，其余面均施加法向约施工模拟，每循环进尺0. 5m ，采用上、下台阶法束，施工，严格按浅埋暗挖“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭”方针实施。计算模型见图2。Fig3图3近暗挖侧桥桩沉降曲线In excavation of side pile settlementcurve图2计算模型Fig2Calculation mod
11、elFig4图4远暗挖侧桥桩位移曲线Far excavation of side pile settlement curve2. 3. 2计算计算工况为对桥桩周围土体进行注浆加固后开挖的工况。对桥桩周围土体进行加固，以降低由于暗挖施工对桥桩承载力的影响。此工况下，暗挖施工影响近暗挖侧桥桩的沉降值为4. 8mm （见图3），远暗挖侧桥桩沉降值为3. 6mm （见图4），差异沉降为1. 2mm 。桥桩沉降主要发生在上台阶开挖期间，沉降值为3. 7mm ，且沉降速率加大，下台阶开挖时引起的桥桩位移值约为1. 1mm 。经过分析，桥桩距离隧道越近，沉降越大；同时桥桩沉降主要发生在上导洞开挖在隧道施工期
12、间，期间，应加强上导洞开挖期间施工工艺控制，并应尽快对上导洞临时仰拱封闭成环并及时进行回填注浆。33. 1施工技术措施隧道侧穿桥桩加固技术本工程暗挖通道要垂直穿过丽泽桥桥桩，隧道边缘最近处距离桥桩不到1m ，如果不采取相关措施，该部分桥桩的整体摩擦力将会全部失去，并且周边土体变形也会使未动土层摩擦力降低。为达到加固隧道侧穿桥桩范围内的土体，控制沉降，经研究论证综合采取的以下技术措施：地面复合锚杆桩加固；隧道拱部180 范围内小导管超前注必要时密浆加固；隧道初支格栅钢架加密至0. 5m ，排，并加设临时仰拱；上导洞预留核心土先行通过技术；洞内临时仰拱下45 范围内进行径向注浆加固；初支背后注浆纵
13、向、环向间距加密至2m ；二衬背后多次重复注浆；加强监控量测等。3. 1. 1地面复合锚杆桩加固技术在地面条件和地下管线允许的情况下，对桥桩尽量采取地面加固措施。主要做法为在地面采用复将桥桩周围土体加固和改良，以合锚杆桩加固地层，并在隧道内对桥桩底不降低原有侧摩阻力为目的，部土体实施注浆加固，增大桩端承载力。加固后的地基应具有良好的均匀性和自立性，加固体强度应6不小于5MPa ，渗透系数1. 0 10cm /s。具体布置见图5、图6。复合锚杆桩孔径150mm ，孔内安装锚杆（3根直径20mm 螺纹钢筋），锚杆桩钢筋骨架为隔离环（50mm 3. 5mm 普通煤气管，每段长100mm ）+定位支撑
14、（18螺纹钢，长度40mm ，与隔离环双面焊接），桩纵向每米1段，与主筋双面焊接。图5复合锚杆桩布设剖面图Fig5Composite bolt pilelayout图8注浆管布置图Fig8Layout of grouting tube图6复合锚杆桩布设平面图Fig6Composite bolt pile plan浆完成后10 15h 进行；第三次注浆压力1. 5MPa ，水泥浆水灰比0. 75 1，在第二次注浆完成后5 10h 进行。3. 1. 2洞内超前注浆加固非桥区段超前小导管布置为拱部环向120 ，桥且桥桩基础底部位区段地层以卵石圆砾石为主，于隧道肩部，为减小桥桩沉降，根据以往施工经验及
15、对超前注浆进行优化：小导管采用25专家评议，无缝钢管，长1. 7m ，水平倾角为10 15 ，环向180 范围打设，纵向每榀打设，环向间距300mm ，详细见图9。注浆浆液选用单液水泥浆+早强剂，压力控制0. 3 0. 5MPa。另附三根20塑料管作为注浆管，注浆管出浆口距出浆孔4mm ，出浆孔竖向错开150mm 。底端4m ，见图7、图8。图9超前小导管布置图Fig9Advanced smail pipe layout图7复合锚杆桩构造图Fig7Composite bolt pile drawing3. 1. 3注浆分三次进行：第一次采用常压注浆，注浆压力0. 4 0. 5MPa ，孔口溢浆
16、时结束本次注浆，水泥浆水灰比0. 5 1；第二次注浆采用中高压注浆，注浆压力1. 0MPa ，水泥浆水灰比0. 75 1，在第一次注格栅加密并加设临时仰拱根据模拟分析，桥桩沉降主要发生在上台阶开挖期间，则在隧道开挖过程中上台阶应近快封闭。针对互情况，在隧道穿越桥桩前后各10m 范围内，格栅加由非桥区段的0. 75m 减小至0. 5m ，并增设临时仰拱，临时仰供采用I22a 工字钢和挂网锚喷混凝土的形式，将隧道初衬分为上下两个导洞，使上导洞一环一封闭。详细见图10。在隧道靠近桥桩侧，临时仰拱下45 范围内进注浆范围为1. 5m ；注浆管采用25 5行径向注浆，1000 1000梅花型布置，小导管，长1. 5m ，布置纵向范围为桥桩两侧各6m 。注浆浆液选用1 1纯水泥浆液，压力控制为0. 2
