地鐵隧道聯絡通道及排水泵房凍結加固技術 摘要:介紹了南京地鐵試驗段聯絡通道凍結法施工過程。對凍結管施工、凍結、開挖構筑各階段的施工技術難點及對策作了分析;同時,對施工監測數據進行總結,找到了凍結過程中溫度、地面變形、凍脹壓力等的變化規律。 關鍵詞:地鐵隧道;聯絡通道;凍結法施工;監測 雙線地鐵隧道長度>1 km時,一般需要在上、下行隧道之間設置聯絡通道和泵站,用于意外事故時人員疏散和滲漏水排放。 1工程概況 南京地鐵試驗段(中華門站—三山街站區間隧道)在里程K5+438處上下行線間設置聯絡通道及排水泵房,隧道中心埋深13.133 m。 1.1工程地質 南京地鐵試驗段地貌隸屬于崗前洪積層—古秦淮河沖積漫灘平原。經人類長期堆填,除秦淮河岸邊場地外,現地勢較為平坦。根據地質勘察報告,聯絡通道及泵房所處位置的土層為粉土②1-1c3層、粉質黏土②1-2b2層,淤泥質粉質黏土②2-1b3-4層,粉砂②2-2d3層,粉土②2-3c2-3層。土層透水性差,是旁通道凍結施工較為有利的土層。各土層的物理力學性質見表1。
1.2施工方案
由于隧道處于人行道、機動車道下,為了減少對交通的影響,結合工程地質條件及其他施工條件,確定采用“隧道內鉆孔凍結加固,礦山法暗挖構筑”的施工方案,即在隧道內利用水平孔和部分傾斜孔凍結加固地層,使聯絡通道及集水井外圍土體凍結,形成強度高、封閉性好的凍土帷幕,然后根據“新奧法”的基本原理,在凍土中采用礦山法進行聯絡通道及泵站的開挖構筑施工。地層凍結和開挖構筑施工均在區間隧道內進行。
2聯絡通道及泵房施工
聯絡通道及排水泵房工程結構由2個與隧道(鋼管片)相交的喇叭口、通道及集水井等組成。聯絡通道結構由20 cm厚的噴錨混凝土保護層、EVA防水層、40 cm厚的鋼筋混凝土層組成。
2.1凍結施工
1)計算聯絡通道、喇叭口、泵房凍結帷幕厚度。
(1)根據地質資料,地面標高為+10.5 m,隧道中心埋深13.133 m,按公式p=13H(式中:p為土的荷載,kPa;H為土的埋深,m)計算聯絡通道的上部荷載和側向荷載。計算模型采用矩形剛架(凍結孔布置按矩形布置),設凍土帷幕厚度為1.6 m,通道開挖輪廓高為4.24 m,寬3.20 m,計算該結構內部的彎矩和軸力,進而求得截面內的壓應力、拉應力的剪應力。
(2)聯絡通道兩端的喇叭口凍結帷幕斷面形狀與聯絡通道類似,經同樣設計步驟,得到凍土結構的斷面應力狀況,在底部的截面處要求凍土厚度為2.0 m。
(3)泵房集水井為矩形斷面,深約3.4 m。經計算,需要的凍結帷幕厚1.8 m。
2)根據凍結帷幕設計及聯絡通道的結構,凍結孔按上仰、近水平、下俯3種角度布置。開孔間距為0.6～0.7 m,凍結孔數58個。凍結管是在下行線隧道中鉆進施工的。
3)確定的凍結參數見表2。
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