地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道及排水泵房凍結(jié)加固技術(shù) 摘要:介紹了南京地鐵試驗段聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工過程。對凍結(jié)管施工、凍結(jié)、開挖構(gòu)筑各階段的施工技術(shù)難點及對策作了分析;同時,對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)進行總結(jié),找到了凍結(jié)過程中溫度、地面變形、凍脹壓力等的變化規(guī)律。 關(guān)鍵詞:地鐵隧道;聯(lián)絡(luò)通道;凍結(jié)法施工;監(jiān)測 雙線地鐵隧道長度>1 km時,一般需要在上、下行隧道之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道和泵站,用于意外事故時人員疏散和滲漏水排放。 1工程概況 南京地鐵試驗段(中華門站—三山街站區(qū)間隧道)在里程K5+438處上下行線間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道及排水泵房,隧道中心埋深13.133 m。 1.1工程地質(zhì) 南京地鐵試驗段地貌隸屬于崗前洪積層—古秦淮河沖積漫灘平原。經(jīng)人類長期堆填,除秦淮河岸邊場地外,現(xiàn)地勢較為平坦。根據(jù)地質(zhì)勘察報告,聯(lián)絡(luò)通道及泵房所處位置的土層為粉土②1-1c3層、粉質(zhì)黏土②1-2b2層,淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土②2-1b3-4層,粉砂②2-2d3層,粉土②2-3c2-3層。土層透水性差,是旁通道凍結(jié)施工較為有利的土層。各土層的物理力學(xué)性質(zhì)見表1。
1.2施工方案
由于隧道處于人行道、機動車道下,為了減少對交通的影響,結(jié)合工程地質(zhì)條件及其他施工條件,確定采用“隧道內(nèi)鉆孔凍結(jié)加固,礦山法暗挖構(gòu)筑”的施工方案,即在隧道內(nèi)利用水平孔和部分傾斜孔凍結(jié)加固地層,使聯(lián)絡(luò)通道及集水井外圍土體凍結(jié),形成強度高、封閉性好的凍土帷幕,然后根據(jù)“新奧法”的基本原理,在凍土中采用礦山法進行聯(lián)絡(luò)通道及泵站的開挖構(gòu)筑施工。地層凍結(jié)和開挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進行。
2聯(lián)絡(luò)通道及泵房施工
聯(lián)絡(luò)通道及排水泵房工程結(jié)構(gòu)由2個與隧道(鋼管片)相交的喇叭口、通道及集水井等組成。聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)由20 cm厚的噴錨混凝土保護層、EVA防水層、40 cm厚的鋼筋混凝土層組成。
2.1凍結(jié)施工
1)計算聯(lián)絡(luò)通道、喇叭口、泵房凍結(jié)帷幕厚度。
(1)根據(jù)地質(zhì)資料,地面標高為+10.5 m,隧道中心埋深13.133 m,按公式p=13H(式中:p為土的荷載,kPa;H為土的埋深,m)計算聯(lián)絡(luò)通道的上部荷載和側(cè)向荷載。計算模型采用矩形剛架(凍結(jié)孔布置按矩形布置),設(shè)凍土帷幕厚度為1.6 m,通道開挖輪廓高為4.24 m,寬3.20 m,計算該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和軸力,進而求得截面內(nèi)的壓應(yīng)力、拉應(yīng)力的剪應(yīng)力。
(2)聯(lián)絡(luò)通道兩端的喇叭口凍結(jié)帷幕斷面形狀與聯(lián)絡(luò)通道類似,經(jīng)同樣設(shè)計步驟,得到凍土結(jié)構(gòu)的斷面應(yīng)力狀況,在底部的截面處要求凍土厚度為2.0 m。
(3)泵房集水井為矩形斷面,深約3.4 m。經(jīng)計算,需要的凍結(jié)帷幕厚1.8 m。
2)根據(jù)凍結(jié)帷幕設(shè)計及聯(lián)絡(luò)通道的結(jié)構(gòu),凍結(jié)孔按上仰、近水平、下俯3種角度布置。開孔間距為0.6～0.7 m,凍結(jié)孔數(shù)58個。凍結(jié)管是在下行線隧道中鉆進施工的。
3)確定的凍結(jié)參數(shù)見表2。
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