地铁盾构地道下穿公路地道安全监控的研讨.doc

地铁盾构地道下穿公路地道安全监控的研讨1 工程概略 南京地铁与玄武湖公路地道为南京市政两大重点项目, 地铁一号线盾构施工地道(左、右线) 与玄武湖公路地道在新榜样马路与中心路的丁字路口立体交叉, 公路地道在地铁地道的上方, 并先于地铁地道施工。两条地道互交处的最小净距右线为11004m , 左线为11053m , 因而, 在盾构机穿越公路地道下方的施工进程中, 安全监控变成确保两地道布局安全的一项重要工作。 盾构机穿越地层为粘土性地层, 有淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土等, 土质不均, 土质较差。围岩划分为 类, 地下水首要为孔隙潜水与弱承压水, 选用土压平衡式盾构掘进。玄武湖公路地道选用明挖顺做法施工, 围护布局选用SMW 法工法, 主体布局为钢筋砼箱体布局, 底板为850mm 厚钢筋砼, 垫层为200mm 厚素砼, 并沿公路地道纵向设抗拔桩, 主体布局仅先于地铁地道2 月完结施工, 并预留了极小的盾构穿越空间。 2 安全监控计划 为确保盾构的安全经过和公路地道的安全, 依据能够呈现影响安全的要素, 挑选安置恰当的监控计划, 使其能客观地反映盾构经过公路地道时的安全状况。211 监测内容及测点的安置对盾构地道进行管片衬砌沉降和收敛监测, 一起对公路地道进行底板隆沉、地道净空收敛监测及围岩压力测验。其间管片变形点安置在盾构左右地道轴线与公路地道上行、下行地道中线相交处的断面上; 考虑到盾构导致的地表沉降槽呈正态曲线散布2 , 盾构地道上方沉降量大, 向两边逐步减小, 因而安置成如图1 (a) 所示的公路地道底板隆沉点; 在公路地道上行、下行地道内沿盾构左右线地道轴线布设公路地道净空收敛点; 在公路地道与盾构地道交叉处埋设6 个土体压力测点, 安置于垫层与土体之间。一切测点如图1 所示。 (a) (b) 图1 监测点安置图 212 监测频率及预警盾构机一般的均匀掘进速度为每天12m , 鄙人穿公路地道时放缓速度, 约每天8m 。盾构机挨近公路地道60m 前开端初测并依照标准需求的频率进行观测, 经过期每6 小时丈量一次。一起当监测值累积改变挨近或超越报警值时, 加大监测频率。预警值依照 级监测办理3 来断定, 行将操控值的三分之二作为正告值, 操控值的三分之一作为基准值, 将正告值和操控值之间称为正告规模, 实测值落在此规模, 应提出正告, 需求调整施工参数、采纳施工对策; 正告值和基准值之间称为注意规模; 实测值落在基准值以下, 阐明两地道和围岩是安稳的。一起使用改变速率作为辅佐监测基准。213 操控办法。 为减小盾构施工对玄武湖公路地道的影响, 在施工中应尽能够地减小对周围土体的扰动和地表沉降, 关键技术是坚持盾构开挖面的安稳和管片脱出盾尾后修建空地。盾构开挖面的安稳能够经过优化掘进参数来操控, 其重要参数有三个: 正面压力、推动速度和出土操控。在盾构还未抵达公路地道的掘进进程中, 经过地表沉降曲线进行实测反应, 以验证挑选施工参数的合理性或据以调整优化施工参数。在经过公路地道时减小正面压力, 怠慢推动速度, 加速出渣速度能抵达降低地表拱起的意图; 相反, 采纳进步正面压力, 加速推动速度, 减少出渣量, 能起到操控沉降的意图, 这样能够确保公路地道路面的安稳。 修建的空地的充填则采纳同步与二次注浆。在盾构掘进进程中, 赶快在脱出盾尾后环形修建空地中充填足量的浆液进行同步注浆。二次注浆是补偿同步注浆的缺乏, 减小沉降的有用辅佐手法, 在盾构下穿公路地道时, 以抵达操控地表沉降的意图。盾构经往后, 依据实时监测成果及时操控固结沉降, 在管片衬砌后施行盯梢回填与固结注浆, 尤其是对拱部120规模内进行地层的固结注浆, 最大程度地确保公路地道和盾构地道的安稳。 一起注意盾构姿势的操控, 在盾构推动和管片组装时确保姿势不撤退、不变向、不变坡, 坚持接连均衡的施工。而且在公路地道与盾构地道互交处, 加载垫层, 沿玄武湖地道纵向设抗拔桩。 3 实测状况剖析 盾构左线于2002 年5 月16 日至19 日完结公路地道段的施工。在盾构机挨近公路地道60m 到远离公路地道100m 这一时间, 接连对监测项目进行盯梢监测剖析。 (1) 土压力剖析图2 是盾构机左线穿越公路地道时, 土压力的改变状况。 图2 土压力改变曲线土压力的改变规则与盾构施工进程相对应, 土压改变规则比拟显着, 首要有以下特色: 1) 右线土压力(Y4 、Y5 、Y6) 根本没有改变, 阐明盾构掘进影响规模比拟小, 右线上方土压力比拟正常, 土体没有发生大的扰动。 2) 从左线土压力(Y1 、Y2 、Y3) 的改变状况来看, 盾构推动对左线上方土体有揉捏效果。盾构切断前方土压略有降低(首要是泡沫影响所造成的), 但数值比拟小; 盾构切断抵达时与盾构土仓顶部压力根本共同。 3) 盾尾抵达时土压上升(首要受同步注浆影响), 盾尾经往后土压开端降低, 结尾安稳但仍比掘进前略大。土压降低是浆液固结缩短所造成的, 总体上同步注浆对地层有压密效果。 4) 图2 还反映出在盾构抵达后, 土压力不断添加, 均匀大概添加0106MPa , 随后又减少了大概0104MPa 。阐明盾构在推动时对周围主体发生揉捏, 使压力添加, 然后发生弹性康复, 压力减小。压力阅历了减小增大减小的动态改变后, 其间使公路地道和盾构地道的受力发生改变, 操控不好会影响两地道的安全。 (2) 公路地道底板沉降 从4 月25 日开端对玄武湖公路地道底板开端盯梢监测, 到5 月23 日盾构现已彻底穿出一段距离后, 公路地道南北线29 个监测点最大隆沉值为119mm , 最小值011mm , 未影响公路地道的安全。为剖析盾构推动对公路地道底板影响规则, 别离制作公路地道方向(南线) 沉降在不一起间段内的改变曲线图, 以及典型点随时刻改变的曲线图(图3 , 图4) 。 图3 南线公路地道底板各时段沉降曲线 图4 典型地表点随时刻改变曲线 剖析图3 、图4 能够得到以下定论: 1) 盾构未抵达公路地道时, 地表有比拟大的沉降量, 最大沉降量为116mm , 阐明盾构正面临土体的推应力小于原始侧向地应力。而且其沉降量曲线与累积沉降量曲线很挨近, 阐明这一时间的沉降量是经过公路地道时首要沉降段。 2) 盾构经过期, 地表有拱起的表象, 最大值仅为017mm , 因为盾构切断抵达时与盾构土仓顶部压力根本共同, 微量拱起跟强注浆量有关。一起没有呈现大的拱起阐明抗拔桩起到了抗拔的效果。 3) 盾构经往后, 公路地道地表有细小的沉降, 其间S1 -1 , S2 -1 处于抗拔桩外沉降显着。 4) 剖析典型点沉降进程, 盾构抵达前的沉降量占到总沉降量的95 % 以上, 速率为0108mmd。而经过期的拱起抵消了经往后因为土体的固结导致的沉降。 5) 监测数据显现, 当覆土厚度不行时, 加载垫层和抗拔桩是有用的办法之一, 能极好地操控地表的隆沉。 (3) 管片沉降及地道收敛 监测数据显现公路地道的净空收敛最大改变量为0187mm 。一起依据对地铁管片接连的盯梢监测标明, 相交处地铁地道最大累积收敛为1148mm , 最大累积沉降为0170mm 。考虑到读数的差错, 能够认定在穿越玄武湖公路地道时间, 公路地道没有遭到大的影响; 彻底穿越后地铁管片的沉降以及收敛在操控规模内, 阐明公路地道现已趋于安稳, 盾构地道安全穿越公路地道。 4 定论 (1) 监测数据标明在盾构地道穿越公路地道时间, 盾构的各种参数设置比拟恰当, 在推动速度较快(约60mmmin) 的状况下, 确保了公路地道的安稳; 一起为右线盾构地道的再次穿越堆集了经历。 (2) 地铁地道与不一样类型的地道互交而且选用土压平衡盾构施工, 当覆土厚度不行时, 可加