暗挖车站及区间邻近地铁高架区间关键技术研究.pdf
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1、 :暗挖车站及区间邻近地铁高架区间关键技术研究收稿日期:作者简介:陆海锋(),男,高级工程师,从事轨道交通施工方面的工作陆海锋(中铁上海工程局集团有限公司,上海 )摘要:当暗挖车站邻近、区间隧道下穿既有地铁高架区间时,为保证既有地铁结构的安全,需采用针对性的施工控制措施。以北京地铁 号线大钟寺站及大钟寺站蓟门桥站区间隧道下穿 号线高架区间为背景,阐述车站邻近和区间下穿施工综合控制措施,对复杂环境条件下导洞施工、初支扣拱、深孔注浆、超前支护等关键技术环节进行分析,明确其设计施工中的技术要点,并对施工监测数据进行分析。结果表明:针对车站和区间采取对应的施工控制措施,使得既有线位移满足控制标准;暗挖
2、区间隧道下穿施工是施工控制关键步骤,且引起上方的既有线不同桥桩之间明显的差异沉降。关键词:车站;暗挖隧道;既有地铁中图分类号:文献标识码:文章编号:()随着我国城市轨道交通建设的飞速发展,城市兴建地铁不可避免地邻近各类民建、市政、铁路结构,其中市政桥梁邻近地铁在工程建设中非常普遍 。地铁隧道常用的施工方法有明挖法、盾构法和矿山法等,其中矿山法工序转换多,施工风险高,对邻近的建(构)筑物的影响大,尤其是暗挖隧道邻近既有地铁结构尤其是地铁高架结构时,既有地铁变形控制要求高,因此需要对暗挖施工采取严格的控制措施,保护既有地铁安全。新建地铁隧道邻近既有地铁高架区间的研究主要有:李志佳等 对暗挖大断面隧
3、道穿越既有地铁高架区间的风险控制进行了研究,推荐选取加固既有结构、深孔注浆止水等措施来确保既有结构安全;杜佳鹏等 对地铁站后折返线暗挖大断面隧道下穿既有地铁高架桥影响进行了分析,认为超前加固和洞内支撑相结合的措施对于保证既有高架结构安全有利;唐汐 对比分析了不加固、仅洞外加固、洞外加固 桥桩底部加固 种工况下地铁高架区间结构竖向位移、水平位移、差异沉降变化特征,并比较了实测和计算结果,研究认为穿越施工显著影响范围约为 倍暗挖地铁隧道跨度、后施工隧道两侧承台差异沉降大于先施工隧道两侧承台差异沉降。此外,乔国刚 、郄向光 等对大断面暗挖隧道近距离穿越运营地铁高架桥桩基施工技术进行了研究,认为在注浆
4、加固和合理工序转化的前提下既有高架桥结构安全可以得到保证。综上所述,目前对暗挖地铁隧道下穿既有地铁高架区间的研究较少,因此,本次开展暗挖地铁车站及区间邻近地铁高架区间相关工作,对于丰富此类问题的研究具有重要意义 。工程概况 大钟寺站及大蓟区间概况北京地铁 号线大钟寺站为地下双层岛式车站,车站总长 ,标准段宽度 ,车站顶板覆土 。车站采用暗挖 工法,施工风道、出入口通道及换乘通道采用 和双侧壁导坑法施工。车站设置 个出入口、个安全出入口、组风亭、个无障碍电梯、个换乘通道和 个新建换乘厅。车站为双柱三跨拱形断面,采用 工法施工,具体断面布置如图 所示。?大钟寺 站蓟 门 桥 站 区 间 左 线、右
5、 线 长 度 均 为 (其中左线含长链 、短链 ),线间距 。区间线路纵断出大钟寺站后以 的纵坡向下然后 向上,最后以 纵坡向下进入蓟门桥站,区间埋深 。区间为单线单洞断面形式,标准段采用台阶法施工,人防段采用 法施工。具体断面布置如图 所示。区间施工采用台阶法,台阶法将隧道分为两部分开挖,开挖顺序为:在超前小导管预注浆加固地层施工完毕后,先开挖上台阶,开挖进尺为一榀格栅间距,及时进行初期支护,上台阶进尺后,然后进行下台阶的初期支护开挖。上下台阶错第 卷 第 期年 月 山西建筑 开长度保持在 。?既有地铁 号线高架区间概况北京地铁 号线高架桥为一次性浇筑的 跨连续混凝土板梁,南端与大钟寺车站相
6、接,北端与区间路基相接。桥体由基础桩及承台、桥台、桥墩、梁板及桥面组成,桥宽 ,桥墩为倒梯型板式墩,最大跨度 号号墩(),最小跨度 号号墩()。承台高度为 ,墩台基桩桩长 ,采用旋挖钻孔灌注桩,号墩台基桩桩径 ,其余墩台基桩桩径 。号线大蓟区间右线在 号、号墩间下穿,左线在 号、号墩间下穿。号线与 号线位置关系大钟寺车站大里程端头临近地铁 号线,与地铁 号线区间高架桥的最小净距为 。大蓟区间左右线横穿既有 号线高架下部结构基础,处于 号、号、号桩基中间,区间左线线路中心距 号桩基距离为 ,距号桩基中心距离为 ,区间右线线路中心距 号桩基距离为 ,距 号桩基中心距离为 ,见图 。?工程风险分析北
7、京地铁 号线大钟寺站临近地铁 号线、大钟寺站蓟门桥站区间线路下穿既有地铁 号线。施工会影响既有地铁 号线的下部结构;施工过程中如果不注意控制,会导致既有线路的下部结构产生不均匀沉降,对桥梁结构可能造成的损伤有以下几个方面:)桥梁上部结构为连续现浇梁,基础纵向不均匀沉降会破坏桥面板及桥梁伸缩装置,影响桥梁的使用功能,引发行车不平顺、桥头跳车等现象;同时还会改变桥面纵坡,对行车舒适度及桥面排水造成不利影响。基础横向不均匀变形过大则会对桥梁横向联系产生危害,影响主梁间的共同受力。)基础不均匀沉降会使主梁梁体出现偏移或扰度过大等情况,使主梁的内力和变形都发生改变,并加速梁体混凝土裂缝产生的速度,直接影
8、响到桥梁主体的安全稳定性,情况严重的还会导致桥梁整体垮塌。)基础不均匀沉降会使上部结构和下部结构连接支座处的梁底产生过大的拉力或压力,使梁底支座和主梁都发生破坏。)桥台倾斜变位,支座脱空,梁体变位会引起桥面铺装变形,伸缩缝错起,栏杆位移,对行车带来影响。)对桥下道路影响。路面沉降过大将影响桥下行车的舒适性及路面排水效果。关键施工技术车站上层导洞、下层导洞、初支扣拱、活塞风井、活塞风道、区间等施工对 号线高架区间存在影响,各项施工除针对性保护措施外,一般的保护措施包括对既有线高架桥进行现状调查、检测、评估,确定合理的变形控制指标;加强暗挖关键工序控制,严格控制地层沉降;施工过程中加强监测,做到信
9、息化施工;加强初支背后注浆和二衬背后注浆,根据监测结果进行多次补注浆,严格控制注浆压力和注浆量,保证注浆效果。导洞施工车站上层小导洞和端部横向导洞均采用台阶法施工,上层小导洞开挖尺寸为 ,端部横向导洞开挖尺寸为 ,初支厚度均为 。车站下层小导洞和端部横向导洞均采用台阶法施工,下层小导洞开挖尺寸分别为 和 ,端部横向导洞开挖尺寸为 ,初支厚度均为 。上层、下层小导洞端墙封堵与既有线高架桥桩净距为 。横向导洞与既有线高架桥桩净距为 。车站小导洞采取加固措施,加固布置如图 所示。采用深孔注浆超前加固上层小导洞拱顶及拱顶掌子面以及导洞封端、横向导洞拱顶侧壁;采用深孔注浆超前加固下层小导洞拱顶,导洞封端
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