【摘 要】以苏州轨道交通一号线桐泾路站—广济路站区间为背景,详细介绍了在盾构隧道近距离施工的情况下采取的洞内加固和保护措施,并通过各种监测表明,这些措施能够满足工程实际的需要。
【关键词】盾构,水平近距离隧道,洞内施工
1、工程概况
苏州轨道交通一号线桐泾路—广济路区间西起桐泾路站,沿干将西路向东,下穿金桂桥及桥下内河,终于广济路站。盾构区间隧道设计里程为DK9+493.45~DK10+146.80,埋深8.84 m~13.296 m。本区间隧道采用盾构法施工,由6块厚度350 mm、环宽1.2 m的环形预制钢筋混凝土管片错缝拼装而成,组成外径6.2 m,内径5.5 m的圆形单洞隧道。广济路站为侧式站台,线间距在靠近广济路站的位置逐渐减小,广济路站西端头加固区线间距为9.2 m,净间距为3 m,小于0.5D(D为隧道外径),净距小于0.75D的范围达110 m,故需考虑对近距离施工的平行隧道进行预加固处理。近距离加固范围为右DK10+035.00~右DK10+137.30(端头井加固起点)。原近距离加固方案是采用Φmailto:Φ850@600三轴搅拌桩,加固范围为两盾构隧道间土体。
2、工程地质条件
该工程区域沿途场地较为平缓,地面标高约为3 m,地层自上而下依次为:①杂填土,松散,由粉质黏土混碎砖、碎石填积。③-2粉质黏土,可塑~软塑,无摇振反应,韧性中等,干强度中等~高。④-1粉土,稍密为主,局部中密,部分为软塑~流塑粉质黏土,摇振反应迅速,干强度、韧性低。④-2粉砂,稍密~中密为主,夹细砂、粉土和薄层粉质黏土。⑤粉质黏土,软塑~流塑,夹稍密状态粉土,摇振反应不明显,韧性较低,干强度中等。⑥-2粉质黏土,可塑~软塑,均质性较差,摇振反应不明显,干强度、韧性中等。⑦粉土~粉砂,中密~密实,摇振反应较迅速,韧性、干强度较低。隧道左右线穿越的土体主要为④-1粉土,④-2粉砂,其间夹细砂、粉土和薄层粉质黏土。
3、工程特点及难点
1)干将西路为城市交通主干道,车流、人流量大,在施工区间必须确保干将西路的正常通行。加固范围位于干将西路行车道中间位置,若采用地面加固方式,施工围挡区域将占据大幅路面,对交通将产生很大影响。2)通过对加固区域地表附近建筑物和地面以上管线进行排查。道路两边有多栋多层房屋。地面上靠近广济路车站位置有多条架空电缆,地下沿干将西路方向有给水、污水、电力、通信等多条管线。3)由于近距离施工范围较长,因此左线盾构施工时,将会对两条隧道之间的土体产生较大扰动,进而影响右线隧道,为了增加隧道间土体的抗压、抗剪能力,控制管片的变形、隧道的偏移等,需要对左、右线隧道进行加固。
鉴于以上几点,为避免地面加固方案造成的交通疏解困难及加固绕避地下管线的问题,考虑从既有盾构隧道洞内采取加固和保护措施。
4、盾构近距离施工加固和保护措施
1)洞内注浆加固。在管片纵向螺栓的位置每22.5°增加一个注浆孔,即在每个邻接块和标准块各增加两个注浆孔,每环管片注浆孔增加到16个。通过预留注浆孔对已完成的右线隧道右DK10+035.00~右DK10+137.30段进行洞内注浆加固。注浆范围为隧道两侧120°,注浆厚度为2.0 m,如图1所示。
注浆材料采用双液浆,水泥浆液比重大于1.6 t/m3,体积收缩率小于5%。所用原材料水泥强度等级为P.O42.5级,水玻璃为35 Be′~42 Be′;加固土水泥掺量(重量比)为5%~7%,水灰比为0.5~0.6。具体见表1。
甲、乙两液配比要求其初凝时间为30 s~60 s,施工过程中根据实际情况可作适当调整。加固后的土体具有良好的均匀性,无侧限抗压强度不小于1.0 MPa。在新建隧道施工过程中,根据监测结果,在管片偏移大于5 mm时进行压浆纠偏。
2)隧道内支撑加固。对已完成右线隧道处于近距离施工段管片安装盾构管片支撑,内支撑采用整圆器的形式;设置加强肋,纵向采用14a槽钢拉结,槽钢通过焊接钢片(10 mm)与管片螺栓或打膨胀螺栓进行固定,钢片根据情况弯折成一定角度,与管片垂直,每环固定。本段近距离施工分两段,整圆器安装10个,间隔5环设置,推进45环时,将后30环翻至前方安装,以后按此循环。
3)加强管片。对受盾构近距离施工影响的右线隧道右DK10+035.00~右DK10+137.30段管片配筋形式进行加强,全部采用深埋配筋形式。
4)加强监测。在右线隧道内,每隔5环布设隧道结构垂直、水平位移与直径收敛监测点各一个,共布设20个监测断面。并在盾构推进过程中,监测持续进行,观测频率为每天2次,直至盾构推进通过该区域,地层稳定为止。
5、监测数据分析
隧道内基底沉降历时曲线走势较平缓稳定,相对变量均较小, 均在1 mm~2 mm之内,并且均为上抬,累计变量最大值为6.77 mm,低于设计控制值(-30 mm~+10 mm)。轴线水平位移曲线的走势则更加平缓,本次变量均在1 mm~1.5 mm之内,累计变量最大点为WYZ525,累计值为-6.71 mm,低于设计控制值20 mm。隧道内收敛变形曲线的走势及变量基本与基底沉降及水平位移相同,本次变量在1 mm~2 mm之内,累计最大值为SLZ510,累积量为5.54 mm,低于设计控制值10 mm。从各类监测数据可知,在盾构推进作业过程中无一次突变现象,则表明在此近距离段左线盾构推进期间对对应右线隧道的影响很小。
6、结语
基于以上对现场工作的介绍和对监测数据的分析,可以得出以下结论:1)在隧道近距离施工的情况下分别对左、右线隧道采取加固措施是必要的。2)从苏州地铁一号线桐泾路—广济路区间的成功经验来看,受交通组织压力和地下管线密集等影响,地面加固无法实施,只要洞内加固和保护措施合理到位,近距离平行隧道的施工也是可行的,为类似隧道的设计和施工提供可靠的依据。
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