地铁隧道近距离下穿建筑物的保护

地铁隧道近距离下穿建筑物的保护

1.地铁隧道近距离下穿建筑物的保护 篇一

北京地铁八号线二期02标段出入段线区间为双线单洞马蹄形断面,断面开挖尺寸为8.801 m×11.912 m,全长683.5 m,隧道处于黄平西侧路及回南北路下,采用CRD法施工,共4导洞,台阶法开挖导洞。在CDK0+620位置隧道下穿700污水管道,污水管底与隧道拱顶最高位置初期支护相接触,此位置隧道覆土厚度5.3 m,管道与隧道垂直相交。由于管线距离隧道太近,受隧道坡度及隧道所处地面环境影响,管线改移距离长,造价高,对交通影响大等原因,采取直接下穿通过污水管。700污水管与隧道位置关系见图1。

Ø700污水管为混凝土承插管,管节长度2 m,管道处于回南路下,是东侧龙锦苑小区的排污干管,污水自小区汇集后自东向西流向黄平西侧路Ø1 000污水主管。经测量,管道在夜间水流量较小,流量高峰期出现在20时~24时,最大径流为管径2/3,流速为1.2 m/s,管道埋置在粉质粘土层中,前期调查未发现管节渗漏现象。

隧道拱顶紧贴Ø700污水管道,拱顶范围超前小导管无法打设,需要采取特殊方式渡过。Ø700污水管与初期支护关系及相关参数见图2。

2 施工方案

为确保隧道顺利下穿管道,必须从多面进行控制。第一,隧道穿越管线方案必须有效控制沉降量,确保管线安全;第二,控制管线内水流,防止施工期间管线多次扰动变形后出现渗漏,进而对隧道施工造成灾害性影响;第三,加强监控量测,及时调整施工。经论证采取以下方案:

1)精确测量污水管道管节与隧道关系,在隧道其他部位采用多种方案模拟下穿管线施工,进行施工研究及数据监测,确定最优施工方案。

2)分梯段专人在污水管上游连续进行水流监测,确定下穿时间。做好地面道路的交通导行准备工作。

3)由于拱顶没有超前支护,正常地段施工时,1号、3号导洞上台阶为一次性开挖、架设格栅及喷锚封闭,而下穿Ø700污水管时,由于上台阶开挖范围有多个污水管道接头,一次性开挖将造成较大沉降,造成管线过大沉降、变形,处置不当管线将脱落,造成损失。因此通过试验确定,1号、3号导洞上台阶采取分段施工,减小扰动,降低对环境影响。

4)对管道沉降、变形及地面、隧道拱顶沉降等项目进行观测,及时分析各种监测信息,反馈指导施工。

5)管道下初期支护形成后,封闭掌子面,进行注浆,填充初期支护与管道之间的空隙,控制管线沉降变形。

3 方案实施

3.1 施工准备

1)测点设置。根据调查所得的管节与隧道关系(见图2),在管节承插接口位置埋设管线沉降监测点,在地面埋设地面沉降监测点。管线监测点间隔2 m设置,共设置7个,自地面钻10 cm孔洞至污水管道顶部,孔内中部放置Ø32钢管,在Ø32钢管与钻孔之间采用细砂回填密实,后截取Ø20钢筋插入Ø32钢管,钢筋底与污水管道密切接触,顶部低于地面5 cm,Ø20钢筋可以在Ø32钢管内自由移动,作为传递管道沉降变化载体。

地面沉降监测点布置是沿着管线方向自隧道中线间隔2.5 m,4 m,5 m进行设置,由于监测管道的监测点更密集,且更能反映管道在施工期间实时变化情况,因此监控量测以管道监测点数据为主。

隧道内监测点布置在1号、3号导洞顶部,布点2个,在施工期间焊接在格栅钢架上,主要采集初期支护沉降变化情况。

管线及地面沉降监测点提前布设完成,采集初始值,初期支护沉降点在施工期布设、采集。隧道下穿700污水管监测点布置见图3。

注:DM-3为地面沉降观测点;GX-2为管线沉降观测点;GD-1为拱顶沉降观测点

2)施工时间选择及环境控制。通过长期对污水管线流量监测,选择流量较小的夜间1时30分~4时30分下穿施工,水流监测人员全程不间断监视,及时反馈信息。

道路交通疏导人员提前对过往重型车辆进行疏导分流,并设置警示牌,控制过往车辆车速,减小振动。

3)隧道施工准备及应急。隧道施工共4个导洞,每个导洞间距控制在10 m~15 m,因此导洞将依次下穿700污水管,造成的沉降影响是持续的,风险最高出现在1号、3号导洞施工期间。

各导洞过管线前,先施工至管道前一榀格栅位置,人员、材料、应急物资准备完善后,再进行下穿。

3.2 隧道下穿施工

隧道上部1号、3号导洞在正常地段采用上、下台阶施工,台阶高度2.5 m,台阶间距2.5 m,开挖进尺0.5 m。由于此方式上台阶土体一次性开挖,管线下大范围土体悬空,会出现土体塌落、管道变形。因此1号、3号导洞采用如下方式施工:

根据管节承插点与1号导洞上台阶开挖与支护关系,1号导洞上台阶土方开挖时,将全断面开挖方式变为自下而上三段开挖,分段支护,最后连接成封闭整体。先开挖Ⅰ部,管节2管底约1 m范围距开挖面0.5 m,管节3管底距开挖面0.7 m~2.3 m,开挖面为弧面,管节2,3仅在接头部位土体支撑量较小,剩余均有大范围土体包裹支撑,形成小范围悬臂,管节为刚性结构,Ⅰ部开挖面小,能迅速开挖封闭,对周围土体及污水管影响较小。Ⅰ部封闭后,立即封闭掌子面进行初期支护背后注浆填充,填充密实后依次施工Ⅱ部、Ⅲ部,管节2,1在施工期完全得到已完初期支护和土体包裹支撑,影响很小。

3号导洞管节承插点与1号导洞不同,因此采取不同的方式施工。3号导洞上台阶采用先开挖两边,后开挖中部的方式进行。先开挖Ⅳ部、Ⅵ部土体,预留中部Ⅴ土体,在此期间中部Ⅴ土体可同时支撑管节4,5,在土体包裹挤压下,与管节4,5相邻的管节1,6均处于稳定状态。待Ⅳ部、Ⅵ部完成封闭后,开挖中部Ⅴ土体,此时管节4,5得到Ⅳ,Ⅵ初期支护支撑,状态稳定。

隧道1号、3号导洞上台阶封闭后,及时进行初期支护背后注浆,施工期间,加密监测频率。各导洞依次穿越期间,监测一直进行,直至各监测点稳定。

隧道1号、3号导洞上台阶开挖顺序见图4。隧道下穿700污水管施工图(3导洞上台阶)见图5。

4 监控量测

通过隧道各导洞全部下穿管线及最终稳定数据显示,管道沉降、地面沉降及拱顶沉降数据正常,各数据处于控制范围内,管线变形微小,达到预期目标。具体见表1。

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5 结语

地铁施工下穿管线较为普遍,本文中所遇到的近距离下穿管线在施工中具有一定的特殊性,环境风险及安全风险高,施工难度大。通过本工程成功实践,可以为类似工程施工提供借鉴。

摘要：以北京地铁八号线出入段线区间暗挖隧道近距离下穿污水管道施工为例,介绍了具体的施工方案,从施工准备及隧道下穿施工两方面阐述了方案的实施方法,并对隧道下穿管道沉降数据进行了监测,指出各数据处于控制范围内,管线变形微小,达到了预期目标。