北京城铁暗挖区间隧道穿越楼群关键施工技术.docx

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目录

第一章引言 2

第二章工程概况 2

第1节工程地质及水文地质条件 2

第2节周围环境状况 3

第三章区间隧道施工及其对楼群的影响 3

第四章主要技术对策及施工方案 4

第1节采用导洞、隔离桩方法确保楼房基础安全 4

第2节隧道开挖采取洞内水平井点降水 5

第3节修正支护参数、改进隧道施工工艺 6

第五章技术措施的应用效果及分析 7

第1节地表下沉监测结果及分析 7

第2节楼房基础沉降观测结果及分析 8

第六章结论 8

第一章引言

北京西直门至东直门的城市铁路是北京市规划的第13号快速轨道交通线,全长约40km,其中

和平里至东直门为地下段,采用暗挖施工。该区段是13号线的控制工程,能否顺利修通将直接

影响到全线是否能够如期通车。中铁隧道集团承担的第14标段周围条件极为复杂,尤其是要

近距离穿越两栋高层居民楼,在复杂地质环境下隧道施工必须确保居民楼的绝对安全,而且必

须做到施工期间不扰民,因此,安全保障措施必须要绝对可靠,这对施工技术也提出了更高的要

求。

第二章工程概况

第1节工程地质及水文地质条件

第14标段主要由人工杂填土、第四纪沉积层和圆砾层组成。杂填土厚度为0.15～1.00m,

最大厚度为4.2m;第四纪沉积层厚度为0.5～18.7m,圆砾层最大厚度为3m;粉细砂层稍

密～中密,饱和,厚度为2.9m;以下为粘土层。

该标段范围内,上层滞水水位埋深4.0m左右;潜水水位埋深在地面下7.5m,高出隧道开挖

拱顶;承压水水位埋深18.8m,位于隧道铺底以下0.5m,对隧道施工无影响。

区间隧道在粘质粉土和粉细砂地层中穿过,上层滞水和潜水已进入隧道断面。

第2节周围环境状况

北京城市铁路东直门地下区间为双跨连拱隧道,采用浅埋暗挖中洞法施工。典型断面开挖宽度

为12.05m,开挖高度为7.397m,支护形式为复合式衬砌。区间隧道在里程K39+505～

K39+585之间,从两栋Y形高层居民楼中间下穿。两座高层楼房地面以上22层、66m高,

地下两层,楼房基础为现浇钢筋混凝土箱型基础(无桩基),箱型基础持力层为2.7m厚的换填

级配砂石,暗挖隧道外轮廓线距楼房基础水平距离最小为1.6m。隧道与高层楼群地平面及剖

面关系

分别如图1、图2所示。

图1楼房与区间隧道的平面位置关系

图2楼房与区间隧道的剖面位置关系

第三章区间隧道施工及其对楼群的影响

由于暗挖隧道开挖跨度达12m,覆土仅为1倍洞径左右(7～12m),上覆地层难以形成承载拱,

上覆土柱荷载较大。设计采用中洞法施工,工况要求中隔墙形成承载能力后,方可进行侧洞开挖,

最后施作侧洞衬砌形成双连拱结构。由于区间隧道两侧为不对称布置,基础持力层位于隧道拱

腰部位,楼房静载和静载偏压可能对隧道施工安全和结构安全构成威胁。

区间隧道采用双连拱隧道施工对高层居民楼安全是不利的,主要表现在:

区间隧道为双连拱结构,采用中洞法施工,施工步序多加之需降水,造成对楼房基础地层的

多次扰动,如没有稳妥可靠的技术措施保证,叠加后可能产生超量的不均匀沉降,给楼房的安全

带来致命的危害。

区间双连拱隧道中洞、侧洞为瘦高型结构,在初支施工过程中随着开挖在楼房静载作用下

土层应力释放,引起的土体水平位移,使楼房基础产生不均匀沉降。

相邻地段的监测表明,仅中洞通过后最大累计沉降量即为73.2mm,距中洞6.0m范围

内地表沉降量均在40mm以上,沉降曲线拐点距中洞中线79.7m。类比可知高层居民楼区域

中洞施工引起地表沉降量可达23mm,沉降曲率为3.8%。可见,若不采取可靠的措施,将对楼

房造成较大危害。

第四章主要技术对策及施工方案

第1节采用导洞、隔离桩方法确保楼房基础安全

为确保楼房的绝对安全,用两排钢筋混凝土桩墙将楼房基础与隧道隔离,以此对楼房进行防护。

在高层居民楼南侧已建成的1#竖井内开挖两个小导洞,在楼房之间隧道上方通过。导洞开挖

完成后,在两个导洞内施作灌注桩,桩长14.0m,锚入隧道底板深度为6.0m,导洞与隔离桩

连成整体高出隧道4.2m,形成桩墙、帽梁将楼房基础与隧洞隔离,如图3、图4所示。

图3 导洞及隔离桩法平面布置图

图4 导洞及隔离桩法剖面布置图

导坑净空高3.0m,宽2.5m,初期支护厚度300mm,采用上下台阶法施工。灌注桩直径0.

8m,间距1.0