上海人民大道過街地道設(shè)計(jì)施工中的地鐵保護(hù)措施摘 要:基坑工程的實(shí)施往往會(huì)對(duì)周邊已建或在建的地鐵車站及區(qū)間隧道產(chǎn)生影響,針對(duì)這一問題,介紹了上海市人民大道過街地道擴(kuò)建工程中采用的一系列地鐵保護(hù)、控制區(qū)間隧道變形、確保地鐵正常運(yùn)營(yíng)的技術(shù)措施和效果。關(guān)鍵詞:基坑工程;地鐵保護(hù);區(qū)間隧道;變形 人民廣場(chǎng)是上海市中心的重要公交樞紐,軌道交通1、2、8號(hào)線在此均設(shè)有車站。隨著人民廣場(chǎng)地區(qū)客流量的不斷增大,原有的人民大道南北過街地道已無法滿足正常的通行要求,故需在原地道旁另辟一條平行的新通道(見圖1),并與原有地道打通,合成一條過街地道。而該新建地道恰好位于1號(hào)線兩條區(qū)間隧道中間(見圖2),距離區(qū)間隧道僅1m左右;同時(shí),該工程地處市中心繁華區(qū),基坑開挖深度達(dá)8. 15m。因此,對(duì)周邊環(huán)境保護(hù)要求很高,系屬超一級(jí)的基坑保護(hù)等級(jí)。
1 影響地鐵區(qū)間隧道變形的主要因素 1號(hào)線區(qū)間隧道外徑為6. 2 m,內(nèi)徑為5. 5 m, 由6塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50,抗?jié)B等級(jí)S10。過街地道工程基坑施工引起的軟弱地層變形對(duì)地鐵區(qū)間隧道的影響很大,主要原因是: (1)坑內(nèi)降地下水和抽取承壓水; (2)超深開挖引起坑底土隆起; (3)基坑圍護(hù)墻產(chǎn)生的變形。 上述因素給地鐵區(qū)間隧道的安全帶來了風(fēng)險(xiǎn),如果控制和處理不當(dāng),將會(huì)嚴(yán)重影響1號(hào)線的正常運(yùn)營(yíng)。2 工程實(shí)施中的地鐵保護(hù)措施和效果 本工程設(shè)計(jì)和施工的難點(diǎn)在于確保地鐵區(qū)間隧道的安全。在總結(jié)了多年來大量有關(guān)地鐵保護(hù)的設(shè)計(jì)施工理論與實(shí)踐以及經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用“時(shí)空效應(yīng)”和“工程控制論”等理論制訂和實(shí)施了本基坑工程實(shí)施過程中對(duì)區(qū)間隧道的一系列保護(hù)措施。 (1)由于過街地道工程基坑圍護(hù)墻體的施工往往會(huì)引起地鐵區(qū)間隧道的位移,我們選用了對(duì)周邊土層影響最小的三軸攪拌樁,并在設(shè)計(jì)中明確,攪拌機(jī)必須具有糾偏裝置,并規(guī)定具體壓力、速度、噴漿量、水灰比、水泥摻量等施工參數(shù),用嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)手段控制施工過程,達(dá)到控制隧道結(jié)構(gòu)位移的目的。 (2)在坑內(nèi)進(jìn)行全斷面的地基加固,改變?cè)型馏w的性質(zhì),以控制基坑底土體的隆起和坑內(nèi)降水而引起的旁側(cè)區(qū)間隧道的位移。 (3)充分利用軟土地基的“時(shí)空效應(yīng)”設(shè)計(jì)和施工方法,通過空間有限元法計(jì)算分析地鐵區(qū)間隧道的變形。 (4)加大圍護(hù)墻體的剛度,圍護(hù)墻采用“插二隔一”的型鋼水泥土攪拌樁。 (5)基坑內(nèi)鋼支撐體系的剛度要足夠大,而且可以隨時(shí)按需施加軸力,從而便于控制圍護(hù)墻體的變形。 (6)設(shè)計(jì)要求在隧道的兩側(cè)開挖前預(yù)先設(shè)置跟蹤注漿管,通過全自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器,對(duì)區(qū)間隧道的位移進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),及時(shí)按需主動(dòng)注漿,補(bǔ)償土體擾動(dòng)產(chǎn)生的空隙,從而控制隧道結(jié)構(gòu)的變形。 從工程實(shí)施過程的監(jiān)測(cè)資料可以看出,上述地鐵區(qū)間隧道的保護(hù)措施是成功的。工程中,圍護(hù)體變形極小,均在6 mm以內(nèi)(見圖3、圖4)。3 結(jié)語 在人民大道過街地道設(shè)計(jì)施工過程中,由于把“時(shí)空效應(yīng)”的設(shè)計(jì)方法與“工程控制論”有機(jī)地結(jié)合在一起,有效地保護(hù)了正在運(yùn)營(yíng)中的地鐵1號(hào)線的安全。其中,強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系、掌握基坑土層的特征、對(duì)基坑進(jìn)行適當(dāng)加固、對(duì)施工過程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)、及時(shí)反饋信息以及動(dòng)態(tài)地控制地鐵區(qū)間隧道的位移等做法都是行之有效的。參考文獻(xiàn)[1]劉建航.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1997.[2]孫更生,鄭大同.軟土地基與地下工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1984.
1 影響地鐵區(qū)間隧道變形的主要因素 1號(hào)線區(qū)間隧道外徑為6. 2 m,內(nèi)徑為5. 5 m, 由6塊預(yù)制鋼筋混凝土管片拼裝而成,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50,抗?jié)B等級(jí)S10。過街地道工程基坑施工引起的軟弱地層變形對(duì)地鐵區(qū)間隧道的影響很大,主要原因是: (1)坑內(nèi)降地下水和抽取承壓水; (2)超深開挖引起坑底土隆起; (3)基坑圍護(hù)墻產(chǎn)生的變形。 上述因素給地鐵區(qū)間隧道的安全帶來了風(fēng)險(xiǎn),如果控制和處理不當(dāng),將會(huì)嚴(yán)重影響1號(hào)線的正常運(yùn)營(yíng)。2 工程實(shí)施中的地鐵保護(hù)措施和效果 本工程設(shè)計(jì)和施工的難點(diǎn)在于確保地鐵區(qū)間隧道的安全。在總結(jié)了多年來大量有關(guān)地鐵保護(hù)的設(shè)計(jì)施工理論與實(shí)踐以及經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用“時(shí)空效應(yīng)”和“工程控制論”等理論制訂和實(shí)施了本基坑工程實(shí)施過程中對(duì)區(qū)間隧道的一系列保護(hù)措施。 (1)由于過街地道工程基坑圍護(hù)墻體的施工往往會(huì)引起地鐵區(qū)間隧道的位移,我們選用了對(duì)周邊土層影響最小的三軸攪拌樁,并在設(shè)計(jì)中明確,攪拌機(jī)必須具有糾偏裝置,并規(guī)定具體壓力、速度、噴漿量、水灰比、水泥摻量等施工參數(shù),用嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)手段控制施工過程,達(dá)到控制隧道結(jié)構(gòu)位移的目的。 (2)在坑內(nèi)進(jìn)行全斷面的地基加固,改變?cè)型馏w的性質(zhì),以控制基坑底土體的隆起和坑內(nèi)降水而引起的旁側(cè)區(qū)間隧道的位移。 (3)充分利用軟土地基的“時(shí)空效應(yīng)”設(shè)計(jì)和施工方法,通過空間有限元法計(jì)算分析地鐵區(qū)間隧道的變形。 (4)加大圍護(hù)墻體的剛度,圍護(hù)墻采用“插二隔一”的型鋼水泥土攪拌樁。 (5)基坑內(nèi)鋼支撐體系的剛度要足夠大,而且可以隨時(shí)按需施加軸力,從而便于控制圍護(hù)墻體的變形。 (6)設(shè)計(jì)要求在隧道的兩側(cè)開挖前預(yù)先設(shè)置跟蹤注漿管,通過全自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器,對(duì)區(qū)間隧道的位移進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),及時(shí)按需主動(dòng)注漿,補(bǔ)償土體擾動(dòng)產(chǎn)生的空隙,從而控制隧道結(jié)構(gòu)的變形。 從工程實(shí)施過程的監(jiān)測(cè)資料可以看出,上述地鐵區(qū)間隧道的保護(hù)措施是成功的。工程中,圍護(hù)體變形極小,均在6 mm以內(nèi)(見圖3、圖4)。3 結(jié)語 在人民大道過街地道設(shè)計(jì)施工過程中,由于把“時(shí)空效應(yīng)”的設(shè)計(jì)方法與“工程控制論”有機(jī)地結(jié)合在一起,有效地保護(hù)了正在運(yùn)營(yíng)中的地鐵1號(hào)線的安全。其中,強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系、掌握基坑土層的特征、對(duì)基坑進(jìn)行適當(dāng)加固、對(duì)施工過程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)、及時(shí)反饋信息以及動(dòng)態(tài)地控制地鐵區(qū)間隧道的位移等做法都是行之有效的。參考文獻(xiàn)[1]劉建航.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1997.[2]孫更生,鄭大同.軟土地基與地下工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1984.