上海地铁合川路~外环路站区间隧道结构设计.docx
《上海地铁合川路~外环路站区间隧道结构设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上海地铁合川路~外环路站区间隧道结构设计.docx(49页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目 录第一部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道结构设计第一部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道结构设计1 控制网的建立1 1.1 概述1 1.2 控制网的技术设计2 1.3 测量的外业工作92 数字化地形图测绘设计193 GeoStar 软件实际应用26 3.1 GeoStar 软件特点和功能简介26 3.2 GeoStar 软件应用实例分析27第二部分 上海地铁合川路外环路站区间隧道施工组织设计1 引言302 系统技术分析31 2.1 概述31 2.2数字化地形图测绘的技术设计333 系统改造设计38 3.1 改造方案42第三部分 列车振动荷载对地铁周围土体长期变形性状的影响1 概述612
2、水平冻结施工方法61 2.1 技术设计施工72 2.2数字化施工755 结论82参考文献83附录88翻译部分90致谢98第一部分合川路站外环路站区间隧道结构设计1工程概况1.1 工程简介上海轨道交通9号线一期工程途经松江、闵行和徐汇三个区,工程自松江新城至宜山路站,全程约31公里。沿途共设车站12座。本次隧道工程的设计范围是汶水路站新沪路站区间隧道,它属于上海轨道交通七号线的一部分。上海轨道交通9号线一期工程R408标是其中一部分,包括外环路站合川路站区间和合川路站虹梅路站区间。1.2 工程范围隧道设计为圆形隧道,隧道外径为6200mm,内径5500mm。该区间圆形隧道共有上行右线,下行左线两
3、条平行隧道。隧道采用高站位低区间的驼峰状。工程最大坡度28.76,最小曲率半径R=449.928m,隧道顶覆土9.2623.27m。上海轨道交通9号线一期工程R408标外环路站合川路站区间起于DK25+902.200止于DK24+209.75,在里程DK24+881.948处风井一座,单线全长约1692.45 m,隧道最大覆土厚度约为23m,最大纵坡为26.98。本区间由两台盾构机从合川路站西端头井出发,分别沿上下行线穿越中间风井进入外环路站东端头井。沿线途径漕宝路,跨越大上海国际花园,与宜山路相连接,沿线多为厂区、居民区,道路交通繁忙,车辆和人流众多。1.3 工程规模1.1单线全长5500m
4、m隧道外尺寸6200mm管片厚度350mm管片宽度1200mm单线全长1692.45m2设计依据2.1 区域地质本区段隧道主要穿越的土层为:1淤泥质粘土层、2砂质粉土层,1-1粉质粘土层、第1-2粘土层、2砂质粘土,3粉质粘土层及粘土层。区间隧道掘进范围内的地基土层具有以下性质:区间隧道通过的含水量高,孔隙比大,呈流塑-软塑状态;强度低,压缩性高且稳定时间长;渗透性弱,排水固结时间长。隧道掘进时将适当控制掘进速率,避免对土体产生过大的扰动,以减少施工后的沉降和不均匀沉降。拟建区间段发现有暗浜存在、未发现天然气等不良地质现象。本场区地下水对砼无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。本区段的地震基本烈度为7
5、度,属类场地。2.2 地质概述(1)区间内土层特性表外环-合川区间沿线地层由上至下土层主要见表2.1。表2.1 区间内土层特性表续表2.1各地层地基土物理力学特性详见表2.2。表2.2 地基土物理力学性质2.3自然条件2.3.1 地下水施工场地地下水主要有浅部土层中的潜水和深部粉性土层中的(微)承压水。据市标岩土工程勘察规范(DGJ 08-37-2002),承压水位,一般低于潜水位,浅部土层中的潜水位埋深,一般离地表面0.31.5m,年平均地下水位离地表面0.50.7m,低水位埋深为1.50m;第1层承压水位埋深为311m。潜水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化。江河边一定距离范围内,特
6、别是有浅层粉性土分布区,其潜水位受潮汐影响较明显。因此,在本工程中取地下水位离地表面0.5m。据有关资料,地下水的温度,埋深在4m范围内受气温变化影响,4m以下水温较稳定,一般为1618。根据岩土工程勘察规范判定,地下水对混凝土无腐蚀性。由于拟建场地地下水水位较高,根据上海地区经验,当地下水(潜水)对混凝土无腐蚀性性时,其土对混凝土亦无腐蚀性,故判定拟建场地地下水和土对混凝土无腐蚀性。另据水质分析报告和类同工程经验判定,场地地下水对钢结构有弱腐蚀性。2.3.2 气象条件(1)气温上海市年平均气温18.4,最高为39,最低-4。(2)降水全年无霜期约230天,年平均降雨量在1200毫米左右,但一
7、年中60的雨量集中在5至9月的汛期,汛期有春雨、梅雨、秋雨三个雨期。(3)日照全年日照时数平均为1638.2小时。2.4区间沿线管线及障碍物情况根据物探成果报告,可知该区间内分布有上水、煤气、电力、电话、污水(雨水)等多种管线,其埋设深度在地面以下04.0m范围内。沿漕宝路方向,在道路北侧有两路上水管道,管径为300mm、800 mm,埋深约1.0m和1.2m(此埋深为管顶埋深,下同);有两路电话电缆,分别为9孔和15孔,埋深为0.7m;道路中央有一雨水管道,管径为450mm,埋深约1.0m;道路南侧有一路电话电缆,为36孔;有一路上水管道,管径300mm,埋深约0.7m。在新泾港河西岸有一输
8、油管道,管径为375mm,埋深约为1.2m。合川路站外环路站隧道线路走漕宝路,跨越大上海国际花园,物探成果图对其基础的类型、桩长、标高都作了详细的说明。3 隧道施工方案与衬砌选型设计3.1 隧道施工方案在现有的施工条件下,根据地下工程的施工方法,本工程可选用的施工方案有:明挖法、暗挖法、矿山法、顶管法、盾构法。以下对四种施工法进行优劣比较,并确定施工方案。3.1.1 明挖法地下工程施工时,在埋深较浅的情况下,广泛采用明挖法。明挖法是先从地表向地下开挖基坑或堑壕,直至设计标高,再在开挖好的预定位置灌注地下结构,最后在修建好的地下结构周围及其上部回填,并恢复原来地面的一种地下工程施工方法。主要有:
9、(1)放坡开挖放坡开挖是指隧道埋深较浅,周围土体稳定时,施工对周围环境影响较小,依靠适当坡率的边坡来保持土体稳定的基坑开挖方法。这种方法虽然开挖量大,但施工机械化程度高,施工速度快,质量也容易得到保证。受地下水影响的工程也可采用井点降水的方法,以便提高边坡的稳定性及改善基坑内施工环境。放坡开挖是明挖法的首选方案。(2)盖挖法盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工,主体结构可以顺作,也可逆作。顺作法即在支护基坑的钢桩上架设钢梁铺设临时路面维持地面交通,开挖到基坑底后,先浇注底板,然后浇注侧墙,最后浇注顶板。逆作法即用刚度较大的围护结构取代了钢桩,用结
10、构顶板作为路面系统和支撑,结构施作顺序是自上而下,挖土后先浇箱顶板,然后浇注侧墙,最后浇注底板。与放坡开挖相比,盖挖法施工的优点主要有:结构水平位移小;结构板作为基坑开挖的支撑,节省了临时支撑;缩短占道时间,减少地面干扰;受外界气候影响小。其缺点包括:出土不方便;板墙柱施工接头需进行防水处理;功效底,速度慢;结构框架形成之前,中间立柱能够支撑的上部荷载有限。此法虽然开挖量大,但施工机械化程度高,施工速度快,质量也容易得到保证,受地下水影响的工程也可采用井点降水的方法,放坡开挖是明挖法的首选方案。3.1.2 矿山法矿山法是城市深部地下工程常用的暗挖施工方法,具有不影响地面正常交通与生产,地表下沉
11、量小,适用于硬、软岩层中各类地下工程,特别是对于中硬岩中。然而矿山法隧道施工的工作环境恶劣,超挖、欠挖量大,无用功多,对围岩的破坏性大,而且进度缓慢。主要工法有:(1)全断面开挖法全断面开挖法是在整个设计断面上一次向前挖掘推进的施工方法。该法的优点是:可最大限度地利用洞内作业空间,工作面宽敞,能使用大型高效设备,加快施工进度;断面一次挖成,施工组织与管理比较简单;通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便利。(2)台阶法台阶法是将隧道断面分成若干(一般为23)分层,各分层呈台阶状同时推进施工。这种方法的最需笨重的钻孔设备,它是全断面开挖法的变化方法。这种方法对地质适应性较强。台阶法根据
12、台阶长度不同,可分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种,在施工中选用何种台阶,应根据下面两个条件判断:其一初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩稳定性越差,要求闭合时间越短;其二是上部断面施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备所需空间大小的要求。按台阶布置方式的不同,台阶法可分为正台阶和反台阶两种方法。相对于台阶法,全断面开挖适用于设计断面较小,周围地质情况稳定的隧道。(3)管棚法管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑,为
13、后续的隧道开挖奠定了坚实的基础,且施工快、安全性高、工期短,被认为是隧道施工中解决冒顶的最有效最合理的施工方法。随后管棚法被用于城市地下铁道的暗挖施工,在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区。采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物,随着人们对环境保护的呼声越来越高及政府对环保的日益重视,施工方不得不放弃既影响交通又不利于环境保护的明挖法而改用暗挖施工法,管棚法作为一种重要的暗挖施工法在日本、美国及欧洲各国被广泛采用。管棚支护技术大大增加了小型隧道开挖的应用范围。使用这种方法,隧道开挖将在预先顶进的钢管的保护下进行。管棚法是开挖大直径、短距离隧道的最为安全有效的方法。通常,管棚法
14、运用于铁路下的隧道施工和新型地铁车站的建设中。在此类工程中的微型隧道作业将大规模进行。多数情况下,使用这种方法是采用钢管进行操作,即把钢管顶进地层中,围绕隧道建设区域形成一个“安全保护棚”。机器掘进一段不长的距离后,可以通过一个设计巧妙的闸门装置向后缩回到始发隧道中,这样,它就可以在相同的开挖面上展开另一段隧道的开挖作业。3.1.3 顶管法顶管法是直接在松散土层或富水松软地层中敷设中、小型管道的一种施工方法。顶管法一般用于修建排水管、敷设煤气罐、输油管、动力电缆和通讯电缆的管道、地下交通隧道及桥梁的墩台等,这些管道的内径一般都在23m。内径太大和太小的管道顶进都较困难,口径超过3m的较长距离顶
15、管综合经济效益不如盾构法施工。本工程设计隧道内径为5.5m。3.1.4 盾构法盾构法盾构法是在地表以下土层或松软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶,如此不断开挖,不断拼装,并不断推进,借助盾构这种施工机械可用较快的速度完成隧道施工基本作业循环,直至隧道建成。盾构法隧道建设对地面干扰小,施工速度快、安全、机械化和自动化程度高等优点是显而易见的。盾构法的类型很多,按开挖方式不同可分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和全机械挖掘式三种;按断面形状不同可分为:圆形、拱形、矩形和马蹄形四种;按排除地下水与稳定开挖面的方式可分为:泥水加压、土压平衡等。3.1.5 方案确定明挖法施
16、工技术要求较低,费用低,但是工期较长,劳动强度高,对环境影响大,地面场地要求高,适用于埋深较浅的隧道,本工程埋深最深处达近23m,故已不适合用明挖法施工。暗挖法施工与明挖法施工相比,对地面环境影响小,地面场地要求低,施工费用较高,然而矿山法适用于硬、软岩层中各类地下工程,特别是对于中硬岩中。本工程工期要求工期较短,且地下水丰富,土层较软,因此不选用矿山法施工。本工程设计隧道内径为5.5m,内径较大,管道顶进困难,考虑到场地以及经济效益的影响不选用顶管法施工。管棚法施工进度较慢,劳动强度大,本工程工期紧,任务重,不适合采用管棚法施工。盾构法和其他的施工方法比较,具有地面作业少、适应性广、对周围环
17、境影响小、自动化程度高、施工快速优质高效、安全环保等特点。首先,盾构是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套专用特种设备,盾构法施工的掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾注浆充填等作业都是在盾构保护下进行,实现了工厂化施工,掘进速度较快。从而缩短了工期,降低了劳动强度和材料消耗,较大的提高了经济效益和社会效益。在土质差、水位高、埋深大的隧道施工中、有较高的技术优越性。其次,盾构法施工场地作业少,隐蔽性好,因噪声、震动引起的环境问题小;穿越地下地面建筑群和地下管线密集区时,周围可不受施工影响;施工时不影响地面交通;不受气候条件影响。再次,盾构法施工改善了作业人员的劳动条件,减
18、轻了体力劳动量,施工在盾壳的保护下进行,可避免人员伤亡,减少安全事故。最后,自动化、信息化高。盾构采用了计算机控制、传感器、激光导向、测量、超前地质探测、通信技术,是集机、光、电、气、液、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备,具有自动化程度高的优点。而且具有施工数据采集功能,盾构姿态管理功能,施工数据管理功能,施工数据实时远传功能,实现了信息化施工。但是,盾构法也存在机械设备复杂,价格昂贵,施工工艺繁琐,施工队伍专业化程度高等缺点。本区间工程地质条件较为复杂,隧道埋深满足盾构施工条件,覆土层埋深大,地下水丰富,工程的工期要求较紧,而且对于地面沉降要求较高,综合以上各种施工工法的优缺点可知,盾
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 上海地铁 合川 环路 区间 隧道 结构设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。