城市地铁穿越软流塑地层段的设计施工技术.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流城市地铁穿越软流塑地层段的设计施工技术文章来源： 隧道建设原作者：李凤蓉 下面是赠送的经典语录和搞笑语录，不需要的朋友可以下载后不急删除！谢谢！· 【感人的话】 要学会感恩、同情、宽容、忍耐、积极与真诚。希望是心灵的一种支持力量.逆境的回馈，使生命将更加精彩而富足. · 【感人的话】 每个人的好运跟坏运都是分配好的，虽然我的好运没有别人多，所以只要是一点点好事，我就非常感恩了。 · 【祝福的话】  这里有一本你当年用过的笔记，它有点儿泛黄了，书页里夹着的话也早已没了香气，却还是谢谢你把它借给了我。今天的我们已经分开，却依然是朋友。还是要跟以前一样，我听着你的述说，看着你笑，看着你难过委屈去安慰你。我会把祝福写在这本笔记里，在那多枯黄的花的旁边，我会写下我的祝福：祝福你过得好！祝福你过得比我好！然后，将它寄给你。不要哭泣，你。· 【表白的话】  爱你是一个念头，爱你是一种冲动，爱你是一种宿命，只属于我的宿命。爱你是一段旅程，爱你是一场幸福的长跑，爱你是一路沐浴阳光，爱你是一径的花香。爱你，是睡觉呼吸一般的自然！请，给我你的爱。· 【有哲理的话】  世上有三种人：一是良心被狗吃了的人，二是良心没被狗吃的人，三是良心连狗都不吃的人. · 【激励人的话】 如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。  · 【感人的话】   一身白衣为你洗尽铅华，白衣白发白胜雪，捧一卷古墨，盈袭暗香，我踏着平平仄仄的长长短短，款款步入风情万种的宋词里。溪边桃红青染，流水潺潺，柳丝随风絮，我在桃花下写着红笺小字，一抹嫣然回眸，惊落了桃花，也惊落了你的心。佛说千年一轮回，今生，你在哪里？  · 【有哲理的话】 母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的坚毅，期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中的一个凝固点，而是一条流动的河，这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。· 【表白的话】 我深深地恳求你；不要把我逐出你的爱门之外，我一分一秒也不能缺少你的爱。只有赢得你的爱，我的生命才有光彩。 · 【表白的话】 爱你，却要无欲无求，好难！爱你，却要偷偷摸摸，好累！爱你，却让自己心碎，好惨！但竟然心甘情愿，好傻！但是我能肯定的是：我是真的很爱你！ · 【表白的话】 我扬一把散沙粒粒想念漫天纷飞带给我对你的祝福，我洒下一瓢涟水滴滴飘洋流到你的心海，爱你，今生无悔，牵了你的情，爱了你的人，我会努力呵护你，一生一世！· 【表白的话】 你的热情，温暖了我冰冻的心；你的大胆，鼓起了我爱的热忱；你的关怀，激起了我感激之情。新年伊始，愿我们透过那爱湖的波光水雾，一起憧憬美好的未来。情人节快乐！ · 【表白的话】 也许我的笑容不够灿烂，但足够为你扫清冬日里的阴霾；也许我的双手不够温柔，但还能为你拂去俗世尘埃！如果命运安排我们在一起，我会好好珍惜你！情人节快乐！ · 【甜言蜜语的话】 我们结婚吧，好不好？那样我们就可以不再对着电话诉说想念，就可以每天清晨起来看见你的睡脸，然后一起吃一顿不太丰盛却很温暖的早餐。我们结婚吧，好不好？那样我们就可以拿着民政局发的红色小本子四处炫耀，我们可以在房间里挂满结婚照，看着看着就会不自觉的微笑。我们结婚吧。· 【表白的话】 我需要你，就像冬天里的棉袄，夏天里的雪糕，黑暗中的灯泡，饥饿中的面包我不能没有你！ · 【有哲理的话】 用真理检验真理永远是真理，用错误掩饰错误将会一错再错。我们不能拥有真理，但是我们可以防止错误。· 【离别的话】 愿你作一滴晶亮的水，投射到浩瀚的大海；作一朵鲜美的花，组成百花满园；作一丝闪光的纤维，绣织出鲜红的战旗；作一颗小小的螺丝钉，一辈子坚守自己的岗位 · 【离别的话】 我们曾经在一起欣赏过美丽的花；我们曾经在一起幻想过美丽的季节。同学啊，同学，分别后不要忘了我们曾经一起走过的日子。 · 【离别的话】 红叶纷飞的枫林里，我们曾拥有多少回忆。那飘舞着的枫叶，将我们带进一个无比美妙的境界。 · 【离别的话】 别离，是有点难舍，但不怅然；是有点遗憾，但不悲观。因为我们有相逢的希望在安慰。 · 【有哲理的话】 人活着，第一要紧的事情就是要有眼光。有了眼光，并相应确定应该为之努力的目的和目标，工作就会出现乐趣，这样才有希望最终成为一个事业和生活的成功者，生命就会丰富多彩。 · 【有哲理的话】 在真相肯定永无人知的情况下，一个人的所作所为能显示他的品格。有些事情的确没有人知道，除你之外，没有人知道，但是你必须对得住自己，最好能问心无愧。因为问心无愧可生自信，而自信会让你生活得更从容。 · 【有哲理的话】 没有任何的动物是比蚂蚁更勤奋，然而它却是最沉默寡言的。与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有；不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。 · 【有哲理的话】 有些人成就不大，不在于智力或能力不够，而在于没有克服自己心理上的弱点和谬见，没有充分发挥自己既有的潜力和才能。只有不断向自己挑战，向生活挑战，才能取得更大成功。 · 【有哲理的话】 面对别人的反对意见，如果你针锋相对地进行争执和批驳，对方很难从内心真正接受，在表达方式上委婉一些，效果就好多了。 · 【有哲理的话】 当我们放眼这个世界的时候，如果以自我为中心，很可能会以为自己了不起，可一旦我们把心歇下来，用赤子之心来观察，就会发现我们是多么渺小。我们什么时候都能看清自己不如人的地方，那就是对生命有真正信心的时候。 · 【有哲理的话】 胸有平常心，幸福自然来。人的心态如同琴上的弦，太紧则易断，太松则无音，只有松紧适度，才能弹出美妙之音。保持一颗平常心，才是人生的真谛。怀一颗平常心，看淡得失，超越成败，不为物欲所迷，不被烦恼所扰，明心见性，随缘自适。平常心，是一种人生态度，也是一种生活智慧。 · 【有哲理的话】 绝大多数人都喜欢嘲笑别人，而不愿意被别人嘲笑。在别人处于尴尬境遇时，你如果能通过自己出丑来减少他的难堪，他一定对你非常感激。 · 【有哲理的话】 对于胸怀大志的有志之士和勤奋努力的人来说，障碍是不会起什么作用的。他们会说：不会再有什么困难能拦得住我了。只要有百折不挠的信念，就会战胜许多强大的阻力。 · 【有哲理的话】 成功地推销自己是迈向成功的第一步。在推销自己的过程中，多动脑筋，设计一些小花样，就容易引起别人的兴趣和关注。 搞笑语录· 一次，同事几个去美国，到超市买东西，用济南话讨论，有个美国人过来用标准的济南话说：“你们是济南的？！”暴汗，原来这老外是以前战争时期留在中国的美国人后代，同事问他：“那你英文怎么样啊？”老外一拍大腿道：“英语太他妈难学了！”哈哈，有木有笑趴啊。 · 公司加班到半夜，所有人都眼皮打架，一姑娘哀叹：“我现在真想变成一个因字。”众问其故，姑娘说：“就是一个人四肢平摊躺在大床上。”话音刚落，旁边一男同事嘟囔：“困。” · 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开挖后自稳能力极差,易坍塌,严重时可能产生涌泥现象使施工无法进行。      施工过程中地面沉降难以控制,太大的沉降易引起路面开裂甚至塌陷而影响交通安全。      太大的沉降易造成地下管线破裂及建筑物开裂。综上所述,在该地层中用矿山法修建隧道必须对土体进行预加固,提高土体硬度及自稳能力方可进行隧道掘进。2 结构设计方案      科研组在进行了大量的数值计算和模型试验后, 确定该区间隧道按施工过程中的信息反馈进行动态设计。施工图预设计确定结构为复合式衬砌,初期支护为锚喷支护,二次衬砌为模筑钢筋混凝土衬砌,过楼房段初期支护为模筑混凝土衬砌。3 施工辅助工法的比选      目前常用的辅助工法有:洞内注浆加固法、软弱围岩仰拱超前法、水平旋喷加固法、冻结加固法。3.1 洞内注浆加固      拱部土体加固:在隧道拱部150°范围静压顶入108长管棚,注浆加固范围1.5m,大管棚搭接长度3m,环向间距0.35m;在大管棚之间不开孔直接顶入32小导管并注浆,小导管环向间距0.35m,搭接长度1.5m。钢管打孔注入32.5级水泥-水玻璃双液浆;边墙采用25中空锚管注浆加固。      掌子面土体加固:采用13m长PVC中长管对隧道掌子面劈裂注浆,加固开挖轮廓线以内的地层,防止开挖过程中发生洞内突泥。注浆顺序应先四周后中间,中间检查孔兼排水孔,以利于软土地层中的孔隙水在注浆过程中受到挤压时能顺利排出。设计施工顺序见图1、2、3。      最后在管棚与加固拱圈的保护下进行隧道掘进。      该工法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效控制地面沉降,技术成熟,施工简单,造价较低。3.2 软弱围岩仰拱超前法      先开挖隧道的下部,在隧道中部静压顶入108长管棚并注浆,对下导坑拱部土体进行超前加固,同时施做下部初期支护,封闭下导坑,然后开挖上台阶。设计施工顺序见图4。      该工法由于上部开挖形成的上拱圈可以落在下部的基础之上,在软弱地层浅埋隧道施工中能很好的控制地面沉降及拱顶下沉,较好的控制掌子面的位移,但工序复杂、工期长且施工组织难度大,工程造价较高。3.3 水平旋喷加固法      利用钻机钻孔,把带有钻头的喷浆管钻进地层的同时钻头上的喷浆孔开始喷浆,钻头旋转搅拌土体,将软土与浆液强制拌和,发生一系列物理、化学反应,凝结成整体性、水稳性都较好的高强度的浆液加固体,在固结体的保护下进行隧道的开挖与支护。设计施工顺序见图5、6。      该工法能很好的控制地面沉降及拱顶下沉,但工法不成熟,属新工法,新工艺,且水平旋喷机工效低,工程造价较高。3.4 冻结加固法      在要开凿的隧道周围布置108冻结钢管,采用机械压缩方法制冷,通过低温盐水在冻结器内循环,吸收松散含水地层的热量,使地层冰冻,逐渐形成封闭的具有一定强度和稳定性的人工冻结岩土壁。同时在冻结孔内插入42钢管增加土体强度。然后在冻结壁的保护下进行隧道的开挖与支护。设计施工顺序见图7。      冻结法作为一种特殊的施工技术,防水和加固地层能力强,又不污染水质,特别适用于涌水、流沙、淤泥等复杂不稳定地质条件下的土木工程施工。但冷冻需要大量氟利昂,会造成环境污染,且冷冻法工期长,造价昂贵,冻结过程中的冻胀现象与解冻过程中的融沉现象不易控制。3.5 施工辅助工法的确定      经过工期、造价、社会效益、施工可行性等方面的综合比较后,根据工程特点决定在软流塑地层段采用洞内注浆加固法,短台阶开挖;软流塑地层过楼房段采用软弱围岩仰拱超前法。4 高压劈裂注浆      工程施工前在软流塑淤泥质粉质黏土地层中注浆还没有成功的工程实例可供参考,科研组必须研究确定注浆加固的原理、可行性、加固范围与扩散半径、注浆压力、注浆量、浆体材料和配比、注浆效果等。4.1 注浆加固的原理      对于有一定渗透性的地层,采用中低压力将浆液压注到地层中的裂隙、裂缝、空隙里凝固后将岩土和颗粒胶结为整体,称为渗透注浆。而该工程地层颗粒更细,属于不透水、渗透性差的淤泥质地层,可注性差,经过室内、室外注浆试验确定采用高压劈裂注浆。原理是高压将浆液强行挤压进地层,压密孔洞周围土体,使土层劈裂即土体内突然产生网状裂缝,吃浆量突然增加,使浆液填充并凝结于裂缝中达到挤压加固土体的目的。4.2 注浆压力的确定      根据地层条件、施工条件、涌水压力、理论计算和现场试验,确定注浆压力控制在1.01.5MPa。首先压力定在1.0MPa,如果注浆顺利且无地表隆起现象,则可适当调高注浆压力,否则应降低注浆压力。当注浆量达到设计注浆量的80%以上时可逐步降低压力,注浆终了压力应控制在1.0MPa。      注浆压力理论计算公式为:puhtan2(45°+/2)+2ctan(45°+/2)      式中:pu为劈裂注浆的极限压力,MPa;为土的重度,KN/m3;h为注浆孔的深度,m;c为土体黏聚力,KPa;为土的内摩擦角。      计算得到大管棚注浆压力:pu=1.01.5MPa      掌子面中长孔注浆压力:pu=0.51.5MPa,若进行二次注浆,则第一次注浆压力pu=0.60.8MPa,第二次注浆压力pu=1.01.5MPa。小导管注浆压力:pu=0.61.0MPa。4.3 注浆加固范围与扩散半径      浆液扩散半径理论计算公式:R=(0.60.7)L0,式中:L0为小导管之间的中心距离,m;R为扩散半径,m。      计算得到R=0.420.49m,结合经验法确定隧道洞周单根注浆管扩散半径为0.5m,加固范围为开挖轮廓线外1.5m范围内土体,设计小导管长度为3.m,倾角14.5°,搭接长度1.5m。掌子面注浆加固范围为13m,每循环开挖9m,留4m作为止浆岩盘。4.4 注浆量      单管注浆量计算公式:Q=L×R2××v×式中:Q为单孔注浆量,m3;L为注浆段长,m;R为浆液扩散半径,m;v为注浆段土层孔隙率;为浆液损失率,取1.25。4.5 浆体材料与配比      根据注浆工程的需要,水泥-水玻璃浆液的作用可以分为加固和堵水两方面,两者对凝胶时间、抗压强度有不同的要求。该工程注浆的主要目的是加固地层。在科研阶段对不同注浆管采取了不同的注浆材料试验。      大管棚:P·O3.25级水泥-非碱性水玻璃双液浆(亦称CS浆液),水玻璃浓度为2540Be,模数2.43.4,浆液水灰比0.6310.831,水泥浆液与水玻璃的比例为131。这种浆液克服了单液水泥浆凝结时间长且不宜控制、结石率低等缺点,但需要将普通的水玻璃(呈碱性)用酸直接酸化使其成为酸性水玻璃或者进行脱钠处理制成硅溶胶才能使用。      小导管及中长PVC管:采用HC-T凝胶时间可调超细单液浆,凝胶时间为4060min,水泥标号42.5级。实验表明HC-T凝胶时间可调超细单液浆注浆效果明显好于水泥-水玻璃双液浆,但考虑工程造价因素在施工阶段大部分地段还是采用了双液浆。4.6 注浆管施工      软流塑土体中成孔困难,且在成孔过程中会造成土体的较大变形,根据软流塑土体的力学特性,采用液压顶进施工大管棚,土层不开洞,在大管棚之间顶入小导管。钢管在顶入过程中挤压周围土体,排出部分水分,起到加固土体的目的,同时对土体的扰动较小,管棚施工完毕地面变形在24mm,表明大管棚施工对地表影响很小。4.7 注浆效果      掌子面开挖情况表明劈裂注浆起到了加固土体的应有效果。浆脉分布明显,注浆孔周围有明显的挤密浆体,取样检测注浆加固体的抗压强度达到18.6MPa。5 施工效果      软流塑地段于2003年6月全部安全施工完毕,保证了地面建筑物及地下管线的正常使用。      地面建筑物除个别民国时期建的毛石基础的旧房子有小的裂缝外,其余建筑物均未出现裂缝,仅有小的倾斜,倾斜值满足规范允许值。      现场监控量测拱顶下沉值不超过30mm,表明施工工法有效的控制了地面沉降。      掌子面开挖过程中对浆脉网的观察表明,浆脉呈纵向和水平分布,与理论分析吻合,对加固土体取样测试,物理力学指标均达到了加固要求。6 结论      南京地铁南北线一期工程珠江路站-鼓楼站及鼓楼站-玄武门站区间隧道采用短台阶开挖法,辅以大管棚加小导管超前预注浆加掌子面注浆加固、改良地层,成功通过了软流塑淤泥质粉质黏土地段,拓宽了浅埋暗挖法的应用范围,可以为其它城市地下工程在类似地层的施工提供一些宝贵经验。 参考文献:1中铁隧道勘测设计院有限公司.南京地铁软流塑地层浅埋暗挖隧道和大跨度浅埋暗挖隧道群穿越旧建筑物群施工技术总报告R.洛阳:中铁隧道勘测设计院有限公司,2003.2邝建政.岩土注浆理论与工程实践M.北京:科学出版社,2001.3夏明耀.地下工程设计施工手册M.北京:中国建筑工业出版社,1999.4梁炯鋆.中国锚固与注浆工程实录选M.北京:科学出版社,1995.5陶龙光,巴肇轮.城市地下工程M.北京:科学出版社,1999.