地铁区间隧道过河过桥施工技术

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河防躁水毯芳导流粮施工XX河铺舒满防商水毯管井缘瑞施工遇须在XX河草鲁袋围趁堰内联排水里清淤丽完毕辩后就刺立即差进行作，施截工完册毕后支铺设肾防水挤毯，傻管井倡周围瞧亦用留防水臣毯包侍裹严候密，恼防止元接头皇处渗坡水至曾隧道矛内。为了宰确保耗暗挖仿过河拜过桥费的安枣全，上提前风五个已月对XX河进评行防订水毯赢导流童，防冬止河狮水直暗接补悦给地榴下，模提前2个月流进行珠降水阁施工碰。4.隆2地表许降水垮施工为了炮避免萍隧道衣上覆富含水梳土层抗对隧兽道开仰挖的锁不利虎影响，在XX河河扒床上巩平行兄隧道阴线路买方向袋进行佳管井贪降水丘。降水勒井平葱面布喊置图过河苏段超滋前降荐水长管旷棚超山前支穴护水平躁旋喷珠桩超叙前支垒护深孔犯注浆醋加固社围岩垂直校旋喷谊桩超笛前支昨护小导居管加漠密注似浆5洞内设施工屡控制部技术5.柱1施工江方案惨优化安全捡性比兵较增加旋造价骑比较综合煌进度令指标为了筛更好默地研们究降曾水过折程中溪的地垃层变戚形，葛针对扁该工转程，佛进行融了非暂饱和这土特李性试摔验研制究，忽首次跪提出惰了适街合该壶工程仆的非欲饱和障土体季变模佩型，裹即采母用饱给和土歼的有箩效应己力原它理来好计算袜饱和蛮区的娘沉降担变形李量；桑采用托非饱退和土墨本构败模型浪分别条计算义土体观由于啄基质滑吸力沸增大将而引歇起的蹲收缩刻变形丹量和训净平纳均应测力减撤小而搭引起窄的回缴弹量司。6降水烘过程赞桥基纷响应到三维梳渗流-应力群耦合竟分析6.嫂1非饱内和土伏变形窄特性杜试验陪研究在地浓面沉辣降研粗究中翁，目葛前基得本都钢采用呜饱和赔土固乳结理感论来锄计算记沉降谢量，生实际马上，渗地下卡水位决的降痛低会降引起肺非饱炼和区馒域土遭体饱轮和度非的减驾小，籍导致拦净平狗均应番力降进低和度基质权吸力赴增大评，非烂饱和键土力胞学的兴研究吼表明额，土匹体基袍质吸槽力的柜增大守也可路造成添土体期的压滑缩，胀非饱膨和土嚷区域朱中发油生的锋沉降蛇量是驶不可凭忽略办的。非饱剖和土债三轴肠仪－GD连S三轴才试验绑系统三轴烤压缩程试验挤成果滥之一三轴顶收缩眯试验倚成果触之一6.飘2.筹1计算游模型整体重计算阿模型桥基耐路面鲜计算深模型6.糕2过桥漫段非饼饱和怠变形喇渗流-应力呜耦合道分析降水峡后水朋压初始闷水压6.漆2.孩2计算钻成果孔压贪随降围水过男程变母化曲差线孔压片随降蛮水过勇程变谋化动戏画降水象后饱闪和度初始猴饱和矩度饱和恒度随月降水欺过程制变化夫曲线降水港后桥离基沉罗降分国布降水摄后地惑层沉巨降分猫布降水猫时相葛邻桥功基差粮异沉堪降(1届)水位背降10昼m时，轿地表眨最大伍沉降章为21帆.3翁7m合m，桥投基最欲大沉岛降为19念.5沾6若mm，地忘层和廉桥基需的变霉形基诊本一概致，监桥基牺之间励的差封异沉巴降不蠢到2m楚m。(2油)每降浴水位1誓m，引递起的坝地表许和桥求基的崖沉降够值约评为2筒mm，降唯水所桨引起再的差引异沉子降很出小，庭可以娇忽略敢不计桌，因棋此，貌在实茅际施积工中栋，如授果监拼测桥间基比详较困旅难时随，可惰以通雨过监塘测地游表或就地层魂变形引来近至似反曾映。(3喷)计算助对比知分析圾表明背，不灾考虑谱非饱救和区设的变威形特侄征(成果挡未示)时，耐计算捉值显看著偏杏小。6.逃2.膀3主要扶结论柱与建堡议为了柜更好伟地预哀测施控工效翁应，夺研究蝴施工凉过程途中的触时空恰效应鲜，针翼对该搞工程娃，进坑行了女土体仪时间偶特性呢流变路试验躁研究靠，首臭次提续出了寸适合住该工伤程左的土驳体流据变理抄论模柄型和隙经验叫公式滤。广义Ke烂lv密in五单茶元模男型和暗时间恨硬化解经验要蠕变魔模型阴拟合此效果希较好述，广互义Ke趣lv居in五单独元模型匆流变嘴方程向较复咳杂，抄拟合领参数厚较多辉；时杂间硬成化经乡丰验蠕训变模直型流研变方冬程简族单，臂参数杂较少那，进谢行了屯优先挂采用曲。7施工孟过程咬桥基劝响应岔时空烧效应筛分析7.丘1地层晨时间垃特性蹦蠕变幸试验蜂研究大量劝监测帮数据鼠表明羞，地蝴层、漏结构将物对唉地铁构施工蔽的力影学响来应往叫往具旅有明虹显的疮时间传效应灶，这携主要根是岩传土材刘料的泡流变未性质鹊所致吨。三轴稻流变醒试验藏系统广义Ke汽lv相in三单访元模蹦型典腹型拟者合曲璃线33广义Ke劲lv正in五单超元模佳型典疾型拟串合曲病线34时间疤硬化弱经验络蠕变葬模型愿典型酸拟合治曲线357.采2.驻1计算冤模型7.膏2施工油过程炉桥基舰响应碧时空向效应歉数值半分析整体呜计算悟模型桥基倡隧道隆计算竟模型7.睁2.旱2计算抗成果变形党稳定候时模旁型沉娃降分者布变形佳稳定鞠时桥武基沉乞降分恰布桥基轮沉降场历时熟分布桥基逃差异弃沉降沙分布隧道摄拱顶色沉降富历时维分布施工寒完成壶隧底勤非弹蛮性区和分布施工芦完成枕桥基赢塑区忍分布隧道窝塑性纱区历时动画(1氧)施工壮过程介中，竿桥墩瓜中间水段底材部范启围会底出现丛一定洪的塑拼性区膀，但跳塑性里应变疏的值财很小举，基四本上礼仍处潜在弹篮性范抹围内弊，随占着时贺间的狗增加验，由横于土伸体产弱生蠕观变，摸非弹差性区(包括展塑性电区和汁蠕变痛区)的范询围会嗓适当努增大报，但怨范围斧增加拍较小雨。(2油)左右第隧道沉施工笼完成碎时桥芦基最某大横栽向差停异沉脉降为7m厉m，最摘大纵很向差斗异沉颈降为5m蜓m，差扣异沉别降较搂小。(3态)地层昼蠕变丧主要减集中厅在开鹿挖后6天左怪右的批时间专段，及变形获、塑踪蝶性区耐、结伟构的底受力剂都会帅随时马间有炼一定粗程度辅的增玻长，究考虑纹时间凶效应币时，布桥基宵、地向层的熄变形屠值比碰不考令虑大1/圈3左右干，施熄工过期程中2/纷3的变央形是脏瞬时帆或掌副子面声移动找形成完的，1/晒3的变庄形是商土体缎的时并间效砍应形交成的目。7.倍2.贫3主要命结论(1扔)降水膏过程记数值脆模拟克分析践表明廉，降扩水引膛起桥轧基沉挨降为19霸.5蚊6m辫m，差嗽异沉年降为2m纷m；施呜工过党程时即空效稍应数办值模副拟分间析表跑明，证施工匠引起征桥基找沉降痒为19样.8丘3m速m，差田异沉思降为7m熔m；降角水和草施工鸡共同拳引起窃桥基胡沉降掀为39炮.3霉9，差并异沉谈降为9m把m，相堡对控心制标薪准而饮言，麦累积车沉降貌≤40药mm，差相异沉役降≤10床mm，拟障定施让工方魔案是狗可行雹的。(2诸)监控描量测水表明且，降顶水引碍起桥枯基沉甜降为16西.5肝6m预m，差葛异沉国降为1.菌5m目m，施纹工引老起桥谈基沉赤降为18病.1诱4m隔m，差昂异沉帖降为4.狸7m斑m；降师水和似施工隆共同