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        某單渡線區(qū)間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

        2021-05-11 18:43:27劉俊平
        中國新通信 2021年4期
        關(guān)鍵詞:設(shè)置變形施工

        劉俊平

        【摘要】 ? ?本文以西安地鐵田王~洪慶區(qū)間為工程背景,介紹了單渡線全部設(shè)置于區(qū)間時(shí)的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果,論證了黃土地層中單渡線處三連拱隧道設(shè)計(jì)方案的合理性,對類似工程的設(shè)計(jì)施工具有一定的借鑒意義。

        【關(guān)鍵詞】 ? ?單渡線 ? ?隧道結(jié)構(gòu)

        引言

        為了滿足地鐵的有序運(yùn)行,在地鐵線路正線上根據(jù)行車組織的需要,經(jīng)常會設(shè)置輔助線,而單渡線是最為廣泛的一種輔助線。根據(jù)需要,單渡線可設(shè)在車站、區(qū)間,或部分設(shè)于車站、部分設(shè)于區(qū)間。文獻(xiàn)[1]介紹了單渡線全部設(shè)置于車站的三種建筑布置形式,文獻(xiàn)[2][3]單渡線部分設(shè)置于車站、部分設(shè)置于區(qū)間。文獻(xiàn)[4]介紹了松散含水地層中,渡線設(shè)置于區(qū)間時(shí)大斷面渡線淺埋暗挖施工技術(shù);文獻(xiàn)[5]介紹了富水砂卵石地層中暗挖渡線段施工方法、施工順序、施工技術(shù)要點(diǎn)以及主要的施工技術(shù)措施;文獻(xiàn)[6]渡線段區(qū)間設(shè)計(jì)為單跨大斷面隧道,采用淺埋暗挖法施工,隧道結(jié)構(gòu)基本處于含礫粗砂巖的強(qiáng)風(fēng)化帶和全風(fēng)化帶中。本文以西安地鐵田王~洪慶區(qū)間為工程背景,介紹黃土地層中單渡線全部設(shè)置于區(qū)間時(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,可為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。

        一、工程概況

        西安地鐵田王~洪慶區(qū)間,自田王站起,沿田洪正街地下設(shè)置,到達(dá)洪慶站。區(qū)間長約2100m,靠近田王站設(shè)置單渡線,單渡線處正線線間距為13.5m,線路坡度為2‰。

        田洪正街規(guī)劃道路紅線寬60m,現(xiàn)狀道路寬28米,為雙向4車道+2非機(jī)動車道,車流量大,且重載車輛多。區(qū)間右線側(cè)上方建筑物眾多,多為2~6層沿街商鋪,磚混結(jié)構(gòu)。區(qū)間上方管線主要有:800X1000mm電力管溝、DN315中壓燃?xì)夤?、DN250/DN600mm給水管、DN800污水管,管線埋深均小于3m;區(qū)間左線西側(cè)約8.5m處有一DN2000砼雨水管,埋深8.6m。

        二、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況

        區(qū)間地貌單元為塬前洪積臺地,沿線地層自上而下依次為第四系全新統(tǒng)人工填土、新近堆積黃土、殘積黑壚土,上更新統(tǒng)風(fēng)積新黃土、殘積古土壤、粉細(xì)砂,中更新統(tǒng)坡積、風(fēng)積老黃土、殘積古土壤、沖洪積粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂及卵石土。區(qū)間隧道穿越土層主要為老黃土和古土壤。地下水位位于隧道底以下約14m。場地內(nèi)2-0-1新近堆積黃土、2-11黑壚土、3-1-1新黃土、3-2-1古土壤、4-0老黃土、4-1-1-1老黃土和4-2-1古土壤均具有濕陷性,場地為自重濕陷性黃土場地,濕陷性土層層底深度約17.4~31m。單渡線范圍內(nèi)的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)底已無濕陷性黃土。

        三、單渡線處隧道施工方法比選

        單渡線全部設(shè)置于區(qū)間內(nèi)時(shí),可選擇的施工方法有:明挖法、豎井橫通道+暗挖法(以下簡稱“豎井橫通道法”)、全暗挖法。其中,明挖法和豎井橫通道法主要是在最大斷面處設(shè)置明挖豎井或施工橫通道來規(guī)避由小斷面向大斷面的開挖[7][8]。結(jié)合本區(qū)間周邊環(huán)境,明挖法施工時(shí)上部管線遷改難度大、交通導(dǎo)改困難,建筑物涉及產(chǎn)權(quán)單位眾多,拆遷面積和協(xié)調(diào)難度大,無法保證工期,因此不推薦明挖法。

        豎井橫通道法,橫通道寬度一般為4m,如圖2??梢钥闯鲈O(shè)置橫通道后,區(qū)間隧道全部由大斷面向小斷面開挖,工序簡單,避免了擴(kuò)挖工序。但由于橫通道兩側(cè)結(jié)構(gòu)不對稱,施工期間兩側(cè)荷載不平衡,正線馬頭門破除后,正線間剩余的初支結(jié)構(gòu)寬度很小,容易引起初支結(jié)構(gòu)失穩(wěn)[9],風(fēng)險(xiǎn)較大,因此不推薦本方法。

        綜合比選,并結(jié)合西安地鐵單渡線區(qū)間施工經(jīng)驗(yàn),此處單渡線段隧道采用礦山法施工。

        四、單渡線區(qū)間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        單渡線處斷面變化大,綜合考慮限界、軌道等專業(yè)要求,設(shè)計(jì)A、B、C、D、E五種斷面形式,中部E斷面為三連拱暗挖大斷面(跨度20.18m),采用中導(dǎo)洞+CRD+臺階法施工;D斷面(跨度12.29m)、C斷面(跨度11.01m)采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工; B斷面(跨度9.44m)采用CRD法施工;A斷面(跨度7.25m)采用臺階法并預(yù)留核心土施工。局部隧道間凈距較小,約1.5m,采用對拉中空注漿錨桿注漿加固。平面布置圖和E斷面結(jié)構(gòu)圖見圖3、圖4。

        五、施工監(jiān)測結(jié)果

        5.1監(jiān)測點(diǎn)布置

        施工過程中,監(jiān)控量測布置嚴(yán)格按照《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行布設(shè),本文主要關(guān)注三連拱大斷面施工過程中的各項(xiàng)變形指標(biāo)。

        5.2支護(hù)結(jié)構(gòu)變形

        區(qū)間隧道每一導(dǎo)洞施工均進(jìn)行洞內(nèi)變形監(jiān)測, E斷面施工過程中,拱頂最大沉降發(fā)生在中洞施工中,沉降量為45mm;凈空收斂除個(gè)別點(diǎn)超過變形控制值外,其余均在監(jiān)測控制值范圍內(nèi)。洞內(nèi)變形出現(xiàn)預(yù)警,主要是因?yàn)楝F(xiàn)場施工不規(guī)范,未及時(shí)進(jìn)行初支背后注漿、增設(shè)鎖腳錨管、鋼架節(jié)點(diǎn)連接不牢固等,后續(xù)加強(qiáng)施工管理和規(guī)范施工后,測點(diǎn)變形未出現(xiàn)突變現(xiàn)象。

        5.3地表變形

        監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,E斷面施工過程中,引起的地表最大沉降為左線117mm右線100mm,E斷面施工期間,地表沉降速率較大,其二襯施工完成后,沉降速率逐漸減小至約3個(gè)月后趨于穩(wěn)定。另外,隧道左線先于右線開挖,相應(yīng)于左線上方地層擾動更大,因此地表沉降也大于右線隧道。

        以上三連拱隧道施工引起的地表最大沉降均超過變形控制值,但在施工中除預(yù)警外變形速率均未出現(xiàn)突變,說明支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。且該地表最大變形,與西安地鐵類似工程的沉降規(guī)律基本吻合。

        六、結(jié)論

        以西安地鐵田王~洪慶區(qū)間為工程背景,介紹了地鐵常用的單渡線設(shè)置于區(qū)間時(shí)的設(shè)計(jì)方案,得出以下結(jié)論:

        (一)黃土地層中的渡線隧道,在不具備明挖條件的前提下,可充分利用黃土自穩(wěn)性好的特點(diǎn)采用全暗挖的施工工法;

        (二)渡線隧道采用暗挖法施工時(shí),由于斷面較大,工序轉(zhuǎn)換頻繁,對施工水平要求較高。施工過程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行“十八字方針”,及時(shí)進(jìn)行初支背后注漿,并嚴(yán)格控制鋼架連接節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量,方能控制好變形,保證施工安全。

        參 ?考 ?文 ?獻(xiàn)

        [1] 張小林.帶單渡線車站建筑設(shè)計(jì)的不同處理形式淺析[J],191.

        [2]西安市地鐵四號線工程 施工圖設(shè)計(jì) 第四篇 車站 第一冊 航天新城站 第二部分 結(jié)構(gòu)工程 第二分冊 主體結(jié)構(gòu) 中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2016.03.

        [3]西安市地鐵五號線一期工程(和平村~紡織城火車站) 施工圖設(shè)計(jì) 第四篇 車站 第十六冊 岳家寨站 第二部分 結(jié)構(gòu)工程 第二分冊 主體結(jié)構(gòu)(一),中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2016.04.

        [4] 王暖堂.大斷面渡線隧道錢脈暗挖施工技術(shù)剖析[J],鐵道建筑,2000(11):32-34.

        [5]闞寶財(cái).富水砂卵石地層暗挖區(qū)間隧道渡線段過渡施工技術(shù)[J],施工技術(shù),133-134.

        [6]唐志成,茍明中,李德才. 廣州地鐵二號線公紀(jì)區(qū)間渡線大跨度隧道設(shè)計(jì)與施工[J],地下鐵道新技術(shù)文集,2003:636-642.

        [7] 吳海艷.地鐵區(qū)間渡線大斷面段淺埋暗挖技術(shù)研究[J],鐵道工程學(xué)報(bào),2018(6):93-99.

        [8] 張炳根.地鐵渡線地段大斷面淺埋暗挖綜合施工技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2007(2):25-30.

        [9]黃愛軍.設(shè)置地下存車線的地鐵區(qū)間大斷面暗挖的順挖技術(shù)研[J],施工技術(shù),2013(12):99-102.

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