软土地层联络通道施工及监测结果分析.docx

    软土地层联络通道施工及监测结果分析    摘要：软土地层中联络通道施工是地铁建设中风险高、技术难度大的关键施工环节，涉及到土体加固、降水、矿山法暗挖、防水施工、结构施工等重要环节，本文通过阐述联络通道施工过程及施工监测分析，为软土联络通道施工提供积极的指导作用关键词：区间隧道、联络通道、监测分析0、引言地铁作为便捷、经济、高效的现代化城市轨道交通工具，是缓解城市交通拥挤、改善城市交通环境的重要措施之一联络通道作为地铁运营隧道防灾救援和集排水的重要设施，是地铁建设过程总必不可缺的重要环节但联络通道施工，尤其是软土中联络通道施工风险较高，技术难度较大因此，对联络通道施工工序方法及施工过程中地表沉降、隧道沉降变化规律进行详细分析，总结联络通道施工对周边环境的影响，对联络通道的安全施工具有重要的现实意义1、工程概况杭州地铁1号线红普路站～九堡站区间（里程K25+982.83～K27+066.78），右线全长1085.26m，左线全长1044.55m，为地下双线单圆盾构隧道，隧道外径6.2m，设计使用年限100年为防灾救援及排水的要求，在里程K26+500.00处设置联络通道，通道处轴线间距12.064m。

结构覆土厚度8.5～9m，最深处距地表13.7m联络通道周围土质为砂质粉土，含水量高，易产生流沙等不良地质灾害联络通道自上而下所处土层为：砂质粉土夹粉砂，全场分布，层厚1.90～8.10；砂质粉土，全场分布，层厚0.70～3.40m；粉砂夹砂质粉土，全场分布，层厚1.4～11.0m；淤泥质粉质粘土，全场分布，层厚2.90～9.80m联络通道采用矿山法施工，复合式衬砌结构，初期支护与二次衬砌之间设置防水层，联络通道的设计参数为：初期支护采用格栅拱+钢筋网+喷射混凝土（厚度300mm）；二次衬砌采用C30模筑钢筋防水混凝土（厚度450mm）2、联络通道施工联络通道处于粉砂夹粉土及淤泥质粉质粘土中，其含水量高，压缩性高，强度低，工程性质差，为保证施工期间土体的稳定，采用三轴搅拌桩加固土体、辅助以降隧道内以暗挖方式为主体，以“新奥法”施工理论为指导，运用支护、短段掘衬技术，按工程结构特点分区分层分工序进行2.1加固施工联络通道加固采用三轴搅拌工法加固，弱加固区水泥掺量10%；强加固区水泥掺量20％，无侧限抗压强度qu为1.2～1.5Mpa；桩径Ф850mm，搭接250mm为使桩与桩之间形成有效搭接，确保III区形成隔水帷幕，尽可能使III区采用套打一孔法施工，由工艺原因不能套打的部位由一排变成三排施工，以确保桩体的隔渗功能。

2.2降水施工在富水的粉土、粉质粘土和粘性土地层中，搅拌桩加固的地层局部存在抗渗不佳及搭接不良的现象，为弥补加固体可能存在的缺陷及盾构隧道与加固体间隙可能形成渗水通道，在开挖时涌水涌砂，需辅以地面降水，将联络通道施工范围内地下水降至施工面以下1.0m左右，保证开挖和初次衬砌在无水条件下施工2.3联络通道开挖、初支及主体结构施工联络通道掘进施工以矿山暗挖法为主在探孔确保加固质量后，拆除相应的钢管片，开始联络通道开挖，采取分断面短掘进技术进行施工在施工过程中按照设计要求，严格控制单次的掘进长度和断面尺寸，不允许超挖或欠挖，以尽量减少对周围土体的扰动初次衬砌的施工主要包括钢格栅+连接筋+钢筋网的安装和喷射混凝土作业两大部分开挖后先架立钢架，为增加临时衬砌的整体性及稳定性，相邻两榀格栅之间要用支撑杆相互连接，连接点不宜少于3个，然后挂网喷射混凝土至设计厚度为避免初支背后局部区域出现涌泥、砂现象而导致土体失稳并且填充喷射混凝土不密实的情况发生，在初次衬砌封闭后应及时对初支背后进行注浆联络通道需要在初期衬砌与二衬结构间铺设防水卷材并辅以浇筑防渗混凝土、结构背后注浆等措施提高其防水性能通道拱墙防水及排水泵站主体结构防水材料是无纺布、EVA防水卷材、水膨胀止水条。

通道底板与边墙间的施工缝采用钢板止水带防水在完成初次衬砌及防水施工后，按照绑扎钢筋、模板施工、浇筑混凝土等施工顺序完成二次衬砌结构的施工，必要时可通过预埋注浆管在二次衬砌背后注浆，以提高结构防水性能和控制拱顶变形3、施工监测及结果分析为了确保施工的安全进行，根据设计要求及施工需要，对施工过程地表、影响范围内的管线及成型隧道进行一些项目的监测这些监测主要包括：1、联络通道左右各延伸26m沿盾构左、右线轴线及靠近联络通道一侧的遂道边线和联络通道的中线上方对称布设各6点，间距分别为3m，3m,5m,5m,5m,5m，每排断面共计13个点，共布设5组监测断面地表监测点示意图见3-1图3-1红普站～九堡站区间联络通道地表沉降监测点布设示意图2、联络通道两侧20范环围内每5环设一点，计10点，左、右线总计20只随道监测点沉降监测点布设在隧道底环片上，测点用道钉打入环片内牢固收敛监测点布设在两腰的环片上在通道两侧20环范围内对隧道水平的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测隧道管片沉降及收敛监测布设示意图见图3-2图3-2隧道管片沉降及收敛监测布设示意图3.1联络通道施工对地表的影响分析根据监测结果，地表沉降最大为D23监测点，最大累计沉降为-11.67mm，部分点的沉降特性见图3-3～图3-5。

从整体沉降数据来看，沉降以联络通道为中心，在纵向和横向都呈现较明显的U型沉降槽，从横向沉降数据比对发现，右线监测点的沉降数据较大，其与右线先开挖，对右侧土体扰动较大的施工工况吻合研究地表沉降的时间特性可知，地表沉降主要从拆除刚管片开始，主要由于刚管片拆除开始，有水土的流失；最大的单次沉降量主要发生在联络通道开挖期间，联络通道开挖产生地层损失及初支的变形时引起较大沉降量的主要原因；期间背后注浆会使地面产生轻微的隆起，二次衬砌结构完成后，地表沉降逐渐趋于稳定3.2联络通道施工对成型隧道的影响分析从监测结果可以看出联络通道的开挖对已完成的成型隧道会产生影响，且距离越近，其影响越大，先拆除钢管片的一侧，其隧道沉降较大，所受影响更为明显从时间变化规律上可以看出，对于先拆除管片的一侧隧道，其最大沉降发生在钢管片拆除后，右侧钢管片拆除对左侧隧道影响甚小，左侧隧道的最大沉降亦发生在左侧管片拆除时，由此可以发现钢管片的拆除改变了既有隧道管片内应力分布，继而对成型隧道产生较大的影响图3-3地表沉降随横向距离变化趋势图图3-4地表沉降随纵向距离变化趋势图图3-5地表沉降随时间变化趋势图（D20点）图3-6隧道沉降随纵向距离变化趋势图图3-7隧道沉降随时间变化趋势图4、结论根据施工现场的具体工况及对于监测到的数据所进行的分析，可得出以下结论：（1）联络通道开挖引起的地表沉降横纵向曲线基本呈现“U”型趋势。

联络通道的开挖，会造成较大的地层损失，使得地表的大多数沉降都发生在这个阶段2）位于先开挖侧的遂道上部土体所受的影响要大于另一侧遂道上部土体所受的影响3）从总体上看，先被去除钢片的隧道所产生的沉降要大于另一条遂道沉降，但是它们的纵沉降曲线都呈“U”型趋势，距离联络通道越近，所受影响越大从监测数据看，遂道的沉降主要发生在钢管片拆除和土体开挖阶段，因为，管片拆除会改变原有的应力分布，开挖会造成较大的地层损失，从而引起随道沉降，先拆除钢片一侧的遂道所受的影响要大于后撤除钢片一侧遂道参考文献：[1]地铁盾构隧道旁通道冻结法施工技术[J].刘艳滨.铁道建筑技术.2004(03)[2]冻结技术在地铁联络通道施工中的应用[J].刘典基.隧道建设.2004(02)  -全文完-。