地下穿越路基的变形控制理论与技术.pptx

1、地下穿越路基的变形控制理论与技术,工程实例1（1998）,1、通惠河南岸污水干线穿越京包铁路(浅埋暗挖) 工程概况 排水隧道断面全宽为820m，全高为385m，全长为70.0m。 主体结构穿越地层，处于地下水位以下 地层主要以粉质粘土、粉土为主，夹杂少量粘土。土壤含水量大，液性指数075，呈软塑状态。因此，土壤十分软弱，灵敏度大，自稳性差，给施工带来很大困难。 浅埋暗挖施工,工程实例1,针对路基沉降的技术措施 管棚钢管管径及排列设计：决定采用(2196直缝钢管，管子中心距400mm， 每根长度40m。管棚钻孔和铺设管道，采用地质矿产部勘探技术研究所研制、开发的GBS10型水平钻机及配套设备。管

2、子内部和外部空隙采用纯水泥浆回填注浆，起到回填空隙、挤密土壤作用，使管棚与土壤形成一版结体，抑制隧道掘进过程铁路路基下沉。,工程实例1,小导管超前注浆加固：为了保证隧道掘进过程土体的稳定性，采取打小导管措施，并根据土壤变化情况，分别加注水泥浆液及GT系列化学浆液加固。,工程实例1,实际效果 a、通过对管棚受力情况的现场实测数据和理论分析，可以充分证明，采用“浅埋暗挖”法施工大断面隧道工程时，管棚可以有效地起到了将隧道掘进临空面上方传下来的活荷载和土体自身荷载，向掘进掌子面前后转移，起到抑制地面和土体竖向位移的作用。,工程实例1,b、如何保证高填土路基(路堤)土壤稳定性，避免土体水平位移，是抑制

3、路基(路堤)顶面下沉的关键技术。可以利用坡面锚喷、长锚杆、注桨等加固措施解决。而主体隧道在路基(路堤)下掘进过程中，尽量减少对路基(路堤)土壤的扰动次数和扰动面积，则是减少沉降过大不可忽视的重要方面。,工程实例2,2、大型盾构机地下穿越沪杭铁路施工技术（盾构下穿） 工程概况： 上海轨道交通9号线一期东岔道井西岔道井下行线在里程下DK20+657DK20+669处穿越沪杭铁路，距东岔道西出洞口61338m。工程采用三菱公司生产的土压平衡盾构机从东岔道井向西岔道井推进，盾构穿越铁路覆土厚度90m左右。,工程实例2（2006）,控制沉降的相关措施 A、加强同步注浆，确保控制地表铁路轨道隆降。 B、控

4、制掘进速度，减少对周围土体的拖带和扰动影响。 C、二次注浆，要求采用双液注浆，控制后期沉降的发展。,工程实例2,实际效果 穿越铁路过程中单次最大隆沉量中心线及断面最大隆起174 mm ，最大沉降094 mm 。 在盾构穿越铁路施工的整个过程中，通过事前详细了解各种情况，掘进中精心施工，地表沉降和管片拼装质量都得到了较好控制。,工程实例3,3.气压法顶管穿堤施工及沉降控制（顶管下穿） 工程概况： 污水处理厂管线施工，顶管穿越钱塘江大堤。穿越大堤部分主要位于淤泥质粘土夹少量粉砂层中管道上下以稍密，高压缩性，高渗透性的粉土或粉砂为主。,工程实例3,控制沉降的相关措施 a、对大堤进行预加固处理：为减少

5、顶管施工对大堤影响对穿堤管中心两侧各24 m防洪堤堤身进行压密注浆预加固和静压灌浆后加固处理。具体大堤注浆加固布置详见图1、图2所示。,工程实例3,图1 平面布置,工程实例3,图2 断面布置,工程实例3,b、通过变形观测，及时给顶管施工人员提供调整顶管施工操作的各项参数依据，能更准确地控制施工顶进速率，控制施工对土体的扰动，保障堤身的整体稳定，分析和预测堤基的沉降情况。,工程实例3,实际效果 第三方监控所得的沉降数据中最大沉降点的沉降量为19 mm，所测各点均在20 mm以下，达到相关部门的要求。在穿堤施工后，对大堤地表位移的观测数据显示，各测点单次位移量一般在3 mm以内，累计位移也在5 m

6、m以内，深层水平位移累计量小于5 mm。可认为大堤水平向的变形很小，对结构物的安全影响很小。,工程实例3, 结论分析 在施工过程中采取相应的措施，可以科学地降低顶进过程中产生的地面沉降。一般采用减少土体损失量、调整顶管前部压力、改善上部土体结构等方法。 堤面沉降的产生不仅取决于顶管顶进所引起的土体损失，其他方面的因素也不可忽视，比如土体扰动后的再固结、开挖面蠕滑甚至坍塌等。,技术理论总结,1、管棚超前支护 管棚是由钢管和钢拱架组成（如图3）。沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打人钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。其中长度小于10m称为短管棚，1045m的

7、钢管称为长管棚。钢管直径一般为70127mm，特殊情况下也可采用300mm或600mm直径钢管。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。,管棚因采用钢管或插板做纵向与支撑，又采用钢拱架做环向支撑，其整体刚度加大，对围岩变形的限制能力较强，且能提前承受早期围岩压力。,2、注浆法加固 注浆加固就是用压送的手段把具有一定凝固时间的浆液注入到松散土层或含水岩层裂隙中，浆液凝结后固结土的颗粒或者充填岩层裂隙使围岩性质得以改善。从注浆作用机理来看，可分为：渗透注浆，劈裂注浆，强制注浆。,注浆目的能达到的目的： 围岩防渗，注浆填充围岩空隙，增加密实度，形成堵水帷幕，减小围岩渗流量，提高抗渗能力，降低孔隙水压力。结构堵漏，降低注浆体渗透性，堵塞结构渗透水流路径，防止结构体表面渗透水。地基加固，提高岩土的力学强度和变形模量，恢复砼结构及圬工建筑物的整体性。防止并纠正建筑物偏斜，通过注浆加固地基，使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位。,3、控制土体扰动 地下施工将对土