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1、緊鄰既有建筑物的城市超大斷面緊鄰既有建筑物的城市超大斷面暗挖隧道施工技術(shù)暗挖隧道施工技術(shù)中鐵十三局集團第五工程有限公司中鐵十三局集團第五工程有限公司 二二0一一0年四月二十四日年四月二十四日緊鄰既有建筑物的城市超大斷面緊鄰既有建筑物的城市超大斷面暗挖隧道施工技術(shù)暗挖隧道施工技術(shù)第一部分 工程概況第二部分 工程地質(zhì)條件第四部分 針對特點及重難點采取的相應(yīng)措施 第三部分 工程特點及重難點第五部分 施工小結(jié)一一.工程概況工程概況西安地鐵二號線18標(biāo)是我公司在陜西省西安市承建的第一個地鐵項目，該工程大體分三部分：一座車站、一段暗挖區(qū)間及一段明挖區(qū)間。該工程具有工程量大、工序多、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、技術(shù)含量高等

2、特點。本文僅針對暗挖區(qū)間的特點、重難點以及臨近電視塔的保護等問題進行詳細闡述。一一.工程概況工程概況本標(biāo)段暗挖區(qū)間位于陜西省自然博物館東側(cè)，區(qū)間隧道呈南北走向，全長97.1m。采用中洞法+CRD法進行施工，暗挖段車站端斷面寬22.5m，高10.628m；區(qū)間端斷面寬24m，高11.778m。為典型的城市超大斷面淺埋暗挖隧道。一一.工程概況工程概況區(qū)間隧道東側(cè)的長安南路為西安市南北交通的主干道之一；西側(cè)為陜西電視塔群建筑。西電視塔是西安市城市南北軸線上的重要標(biāo)志性建筑，電視塔塔高246米，其基礎(chǔ)為筏型基礎(chǔ)，埋深為13.5米，基底比隧道拱頂還要高出1.8米，其邊緣距暗挖隧道最近距離為32.5m。區(qū)

3、間隧道陜西省電視塔區(qū)間隧道與電視塔平面位置示意圖區(qū)間隧道與電視塔平面位置示意圖止水帷幕電視塔區(qū)間隧道與電視塔剖面位置示意圖區(qū)間隧道與電視塔剖面位置示意圖暗挖隧道會展中心站全景圖會展中心站全景圖 車站明挖區(qū)間暗挖電視塔電電視視塔塔遠遠景景圖圖 電電視視塔塔近近景景圖圖 電電視視塔塔與與車車站站及及區(qū)區(qū)間間隧隧道道位位置置關(guān)關(guān)系系近近景景圖圖 隧道入口電視塔二二.工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件1、地形地貌工程所在場地內(nèi)地形北高南低，西高東低，地面標(biāo)高介于432.50440.000m，高差達7.5m，場地周邊有電視塔及陜西省自然博物館等重要建筑物。二二.工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件2、地層巖性本場地屬西安市黃

4、土梁，工程影響深度內(nèi)主要地層為上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、殘積古土壤及中更新統(tǒng)風(fēng)積老黃土、殘積古土壤（老黃土與古土壤交替成層）、沖積粉質(zhì)黏土（夾砂）。詳見下圖右線地右線地質(zhì)縱剖面圖質(zhì)縱剖面圖。古土壤古土壤老黃土老黃土老黃土老黃土常水位線暗挖基底區(qū)間隧道右線地質(zhì)縱剖面圖區(qū)間隧道右線地質(zhì)縱剖面圖 三三.工程特點及重難點工程特點及重難點1、特點：隧道斷面大，工序繁多后配線暗挖區(qū)間是大型的雙連拱形隧道，共由10個小斷面組成。中導(dǎo)洞有2個斷面，采用上、下臺階法施工；左、右線各4個斷面，分別采用CRD法施工。整個隧道工序繁多、斷面變化頻繁，開挖斷面跨度大，施工中需處理好各個工序間的銜接。三三.工程特點及重難點工程特

5、點及重難點2、重難點：區(qū)間隧道與電視塔距離過近電視塔地基為天然地基，基礎(chǔ)為環(huán)形鋼筋混凝土基礎(chǔ)，厚度為2m，基礎(chǔ)埋深高于地鐵隧道埋深，通過調(diào)查，從運營至今沉降觀測結(jié)果顯示，電視塔略向西北傾斜，即遠離隧道方向，但傾斜值在高聳建筑允許范圍內(nèi)，因此針對電視塔的保護是整個工程的重中之重。四四.施工措施施工措施由于隧道與電視塔距離過近，為實現(xiàn)隧道與電視塔周邊土體的整體穩(wěn)定，就要從隧道本身施工以及針對電視塔的具體保護措施著手，做到兩大方面均要兼顧，無論哪一方面在施工過程中存在問題，都會給電視塔的安全帶來嚴重隱患。四四.施工措施施工措施（一）隧道本身施工 1、隧道初支及襯砌（1）短進尺開挖：每個循環(huán)進尺控制在

6、0.5m，嚴禁超挖。四四.施工措施施工措施（2）加快開挖速度：上導(dǎo)全部采用人工開挖的方式，下導(dǎo)小挖機配合開挖已加快施工進度。四四.施工措施施工措施(3)加強超前支護：隧道上半斷面拱頂設(shè)置159mm超前大管棚注漿預(yù)支護，開挖過程中設(shè)42mm小導(dǎo)管注漿預(yù)加固。一點經(jīng)驗：黃土地層管棚長度。四四.施工措施施工措施襯砌及時跟進：無論是中導(dǎo)洞還是左右線均需根據(jù)監(jiān)測情況及時跟進，避免地表及拱頂沉降過大給隧道及電視塔帶來安全隱患。四四.施工措施施工措施做好監(jiān)測工作：此部分工作包括隧道監(jiān)測以及電視塔監(jiān)測，以期及時反饋信息，指導(dǎo)施工。地面沉降監(jiān)測點拱頂下沉拱頂下沉水平收斂位移水平收斂位移隧底隆起隧底隆起隧道內(nèi)部監(jiān)

7、測點位布置圖隧道內(nèi)部監(jiān)測點位布置圖沉降監(jiān)測點測斜監(jiān)測點電視塔監(jiān)測點位布置圖電視塔監(jiān)測點位布置圖四四.施工措施施工措施2、開挖工序要求嚴格按照施工工序要求進行施工。工序圖如下中導(dǎo)洞上臺階開挖中導(dǎo)洞上臺階初支中導(dǎo)洞下臺階開挖中導(dǎo)洞下臺階初支中隔墻施工左斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖右斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖左斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺階初支右斷面外側(cè)導(dǎo)坑上臺階初支左斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖右斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖左斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺階初支右斷面外側(cè)導(dǎo)坑下臺階初支左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺階初支右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺階初支左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖左斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺

8、階初支右斷面內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺階初支上導(dǎo)開挖（進尺0.5m）上導(dǎo)初支下導(dǎo)開挖下導(dǎo)初支中隔墻施工左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑上導(dǎo)開挖（進尺0.5m）左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑上導(dǎo)初支左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑下導(dǎo)開挖（進尺0.5m）左右斷面?zhèn)葘?dǎo)坑下導(dǎo)初支左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑上導(dǎo)開挖（進尺0.5m）左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑上導(dǎo)初支左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑下導(dǎo)開挖（進尺0.5m）左右斷面內(nèi)導(dǎo)坑下導(dǎo)初支四四.施工措施施工措施在此提兩點經(jīng)驗和教訓(xùn)：第一點：針對超大斷面的黃土地層隧道，莫要輕易更改土方開挖施工工藝前期施工過程中，考慮到工期緊張，臨時調(diào)整過施工工藝，調(diào)整的前提是在監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示良好的情況下進行的，同時也征得了建設(shè)單位、設(shè)計單位以及監(jiān)理單位的同意。四四.施工措施施

9、工措施具體情況是：中導(dǎo)洞開挖一段距離后，大約二倍洞徑（22m）的時候，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示地表沉降為0。為了加快施工進度，在中隔墻未跟進的情況下，左右線外側(cè)導(dǎo)洞試探性的進行了開挖。在中導(dǎo)洞貫通（總計98.6米）、左右線外側(cè)導(dǎo)洞進尺分別四四.施工措施施工措施為40米及36米時，地表沉降僅為21mm，開挖邊線以外15米處地表沉降僅為1mm?；诖耍笥揖€外側(cè)導(dǎo)坑加快了施工進度，但剛好一個月后，問題出現(xiàn)了，在左右線外側(cè)導(dǎo)洞進尺分別為60米和56米時，距洞口35米的中導(dǎo)洞位置，地表沉降在一個月內(nèi)突然增加了四四.施工措施施工措施41mm（累積值為57mm），已超出了警戒值，為了避免沉降繼續(xù)增大，中隔墻加快了施工

10、進度，由原來的單工作面單向施工變成了雙工作相向施工，雖然地表沉降最終得到了控制，但因搶中隔墻施工浪費了大量的人力、物力及財力。期間值得慶幸的是未因地表沉降而改變電視塔原來的沉降變化趨勢。四四.施工措施施工措施第二點：襯砌適時施工，拆撐不可冒進中導(dǎo)洞的中隔墻根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來選擇施作時間，但必須在左右線外側(cè)導(dǎo)坑開挖前完成，同時做好中隔墻拱頂注漿工作。左右線同樣根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來確定二襯施工時間，須注意的是：左右線二襯必須同時跟進，保證對稱施工；另外，臨時支撐拆除嚴格按照提前一節(jié)（6m）進行，嚴禁多拆，杜絕安全風(fēng)險。四四.施工措施施工措施（二）電視塔的保護措施措施一：設(shè)置止水帷幕由于本段有飽和軟黃土，隧道

11、施工期間的降水可能是引起電視塔沉降的主要因素，因此隧道施工時需設(shè)置止水帷幕，即暗挖結(jié)構(gòu)與電視塔之間打設(shè)高壓旋噴樁止水帷幕，延長地下水流通的距離，降低地下水的水力坡度，使電視塔四四.施工措施施工措施處沉降不發(fā)生或即使發(fā)生時，沉降值能控制在允 許 的 范 圍 內(nèi)。本 工 程 設(shè) 計 打 設(shè) 雙 排800mm650mm的高壓旋噴樁作為止水帷幕，樁長為33.51m，其中實樁長度18m，空樁長度為15.51m?？v向分布長度107m，與暗挖結(jié)構(gòu)邊線距離5.7m11m不等。旋噴樁實樁深入隧道底以下5m。見止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖。止水帷幕電視塔止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系圖止水帷幕與電視塔剖面位置關(guān)系

12、圖 止止水水帷帷幕幕施施工工過過程程照照片片止止水水帷帷幕幕地地面面痕痕跡跡實實景景照照片片措施二：回灌措施降水可能會破壞電視塔附近地基土的應(yīng)力平衡，造成電視塔向東傾斜的可能。另外，該段區(qū)間隧道圍巖及路基基本均為飽和軟黃土，不利于土體穩(wěn)定，特別是機車運行時產(chǎn)生的振動等影響，為避免電視塔可能出現(xiàn)的傾斜，在該處降水施工中采用回灌法，在沉降區(qū)域施工回灌井，縱向間距40米，回灌井與降水井之間的距離5.0m。四四.施工措施施工措施降水井（五口）回灌井（三口）車站原降水井后配線明挖降水井電視塔回灌井平面布置示意圖回灌井平面布置示意圖 止水帷幕降水井降水井觀測井常水位水位線回灌井回灌井回灌井及降水井剖面位置

13、示意圖回灌井及降水井剖面位置示意圖 降水井及回灌井實景照片降水井及回灌井實景照片措施三：監(jiān)測措施隧道開挖產(chǎn)生的降水效應(yīng)及開挖對周邊土體的擾動均會使電視塔基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降或不均勻沉降，因此，在電視塔結(jié)構(gòu)周邊布置沉降觀測點，塔身布置傾斜觀測點，具體內(nèi)容如下：四四.施工措施施工措施（1）監(jiān)測沉降值：電視塔上八角位置布設(shè)沉降監(jiān)測點，隨時觀測豎向位移值；（2）監(jiān)測傾斜值：電視塔上布設(shè)測斜儀，隨時觀測傾斜值；四四.施工措施施工措施（3）結(jié)構(gòu)裂縫的觀測：在施工前、中、后期隨時檢查并觀測其裂縫情況；（4）監(jiān)測頻率：暗挖施工通過電視塔時，加強監(jiān)測頻率為2次/1天。四四.施工措施施工措施五五.施工小結(jié)施工小結(jié)目前本隧

14、道施工已經(jīng)結(jié)束，施工過程中幾處重點總結(jié)如下：1、施工監(jiān)測數(shù)據(jù)僅能指導(dǎo)施工監(jiān)測數(shù)據(jù)不一定具有預(yù)見性，只能起到指導(dǎo)施工作用，對于黃土地層的復(fù)雜斷面隧道來說，絕不能因數(shù)據(jù)反映情況良好而輕易更改隧道開挖的施工工藝。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)2、降水對黃土地層的沉降影響相對較小在隧道開挖邊線以外的15米處以及車站基坑外2米處布設(shè)沉降點的觀測情況來看，最大沉降值未超過10mm。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)3、止水帷幕作用顯著止水帷幕對阻止地下水流動、保護電視塔安全確實起到了積極的作用，施工期間，電視塔側(cè)所測水位未發(fā)生明顯變化。同時，止水帷幕實樁與虛樁的設(shè)置更大限度地減少了工程造價及施工用時。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)4

15、、回灌井未進入使用狀態(tài)在保證止水帷幕施工質(zhì)量的前提下，回灌井可以不施作，雖然理論上可以促成地基土的應(yīng)力平衡，但實際意義不大。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)5、主要監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示如下：隧道監(jiān)測情況：地表沉降最大值為230mm，超出允許值；隧道拱頂沉降最大值為59mm（個別點），超出允許值9mm，在隧道中線位置；隧道收斂最大值為21.41mm，未超出允許值的23.50mm（0.005B）。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)地表沉降過大原因分析：地表沉降過大原因分析：根據(jù)陜西省自然博物館提供的數(shù)據(jù)及我單位現(xiàn)場實際調(diào)查的結(jié)果顯示，區(qū)間隧道上方的小山包是自然博物館綠化地的一部分，小山包本身為人工填土所成，沒有經(jīng)過類似碾壓或其

16、它方式的特殊處理，土體本身密實度及穩(wěn)定性均較差，尤其是在土體遇水后，地表沉降非常明顯。由于隧道是在雨季施工，加之隧道開挖初支的影響，在諸多因素共同作用下，造成了地表沉降相對較大，但對周邊環(huán)境及電視塔均無影響。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)電視塔監(jiān)測情況：最小沉降為6.9mm，位置在靠近隧道側(cè)；最大沉降為8.3mm，位置在遠離隧道側(cè)。電視塔無裂縫及變形。五五.施工小結(jié)施工小結(jié)綜上所述，隧道施工期間，由于采取了有效的措施，電視塔未因隧道施工而受到影響，仍然保持原來姿態(tài)及速率向遠離隧道方向傾斜。敬請各位領(lǐng)導(dǎo)、專家提出寶貴意見和建議謝謝大家！謝謝大家！v西安市城市快速軌道交通二號線一期工程尤家莊至長延堡段TJSG-18標(biāo)段v中鐵十三局集團有限公司