文档介绍：该【南京玄武湖隧道基坑支护设计与施工 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【4】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【南京玄武湖隧道基坑支护设计与施工 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:.. 谭跃虎段建立解放军理工大学工程兵工程学院南京 210007)摘要:玄武湖隧道工程是我国第一条国内湖底隧道,地质条件复杂,开挖深度达10m。详细介绍了该隧道基坑边坡支护工程设计及施工技术,为类似基坑工程的设计与施工提供了一种既安全可靠又经济实用的参考方案。关键词:玄武湖隧道基坑支护止水帷幕复合土钉监测ANDCONSTRUCTIONOFTHEEXCAVATIONSUPPORTINGOFNANJINGXUANWULAKETUNNELLiErbing TanYuehu DuanJianli(EngineeringInstituteofEngineeringCorps,PLAUnivofSci1&Tech Nanjing 210007)Abstract:TheXuanwuLaketunnelisthefirsttunnelunderlakeofourcountry1Thegeologicalconditionsoftheplicatedandtheexcavationis10metersdeep1Thedesignandconstructiontechnologyoftheexcavationslopearedetailedlyintroduced1Asafeandeconomicreferenceisprovidedforthedesignandconstructionofsimilarexcavationprojects1Keywords:XuanwuLaketunnel excavationsupporting positesoilnailing monitoring1 工程概况部地区与东部、东北部地区的联系通道,营建南京市玄武湖隧道是南京市规划的“经六纬九”路网中东大门的窗口形象和促进城市经济发展具有积极作的重要组成部分,也是我国第一条国内湖底隧道。用和重大意义。该隧道东起新庄立交桥二期,穿越玄武湖、古城墙、中央路,西至模范马路芦席营路口,全长2166km,隧2 场地工程地质条件道标准横断面设计宽32m,净空高度415m,双向六根据南京市测绘勘察院提供的《玄武湖东西向车道,隧道主体采用混凝土折板拱加抗拔桩的结构隧道工程地质初步勘察报告》,拟建场地处于古河道形式。范围内,古河道河床位于玄武湖东半部,其漫滩分布玄武湖隧道工程的建设对完善南京市区路网结位于河床东西两侧,建筑场地范围内的工程地质分构,缓解中央门立交桥、南京火车站、中央路地区的布和周边环境较为复杂。与基坑开挖有关地层分布交通压力,疏解玄武湖周边环向交通,打开城市中西及土的特性参数如表1所示。表1 土层主要参数一览表土层编号土层名称重度/(kN?m-3)粘聚力/kPa内摩擦角/(°)渗透系数×10-6/(cm?s-1)v①淤泥**********(1010)-1a②粘土~粉质粘土181827101114214-1a②-1粉土夹粉砂19118**********②-2淤泥质粉质粘土夹粉砂181181426179810②-3粉细砂19119**********③-1粉质粘土2011**********③-2粉细砂191230**********③-2a粉质粘土1818********** ①淤泥层:呈灰黑色,流塑状,含大量有机-1a质,厚度一般为013~015m。第一作者:李二兵男 1979年1月出生博士研究生收稿日期:2004-07-,Supplement,2005 工业建筑 2005年第35卷增刊557:.. ②粘土~粉质粘土层:灰黄~灰色,软~可1a塑,局部流塑,呈不连续透镜体状分布。基坑支护②粉土夹粉砂层:灰黄色~灰色,饱和,稍311 支护方案的选择-1密。松散,夹不等厚饱和、松散粉砂及少量薄层状粉本隧道施工方法采用明挖法。全线基坑支护分质粘土,埋深26~317m,层厚416~816m。为陆地段(约800m)和湖中段(约1700m)两部分。②淤泥质粉质粘土夹粉砂层:灰色,流塑,局支护方案比选了钢板桩、土钉墙支护、钻(挖)孔桩等-2部夹薄层状粉砂,埋深712~1216m,层厚614~支护形式,并根据基坑支护安全等级、工程地质及水1018m。文地质条件、施工难易程度、技术经济指标等因素,②粉细砂层:灰色,中密,局部稍密,埋深经多次论证后确定玄武湖隧道陆地段和湖中段各采-3用如下不同的支护方式。1611~2111m,层厚416~1411m。陆地段基坑支护采用钻孔灌注桩土体支护加双③粉质粘土层:灰色,流塑,夹薄层状粉砂,-1轴深层搅拌桩止水帐幕;另外在穿越中央路处,因交埋深2012~2414m,层厚210~413m。通组织及地下管线的影响,采用了850mmSMW三③粉砂层:稍密~中密,埋深3312~3318m,-2轴搅拌桩插H型钢的支护止水形式。支撑在不同未揭穿。地段分别采用钢筋混凝土和钢管两种支撑型式。③粉质粘土层:灰色,软塑,埋深3312~-2a湖中段因场地开阔,无其他影响的构筑物存在,3314m。为了节约投资及缩短工期,在抽干玄武湖北湖湖水场内地下水可分为浅层潜水和深层弱承压水,的条件下,采用放坡开挖。面对土质较差、水的影响主要的含水层为:上部的粉土夹粉砂层赋存孔隙潜复杂、开挖断面宽等难题,利用普通条分法考虑边坡水,直接接受大气降水及湖水的补给,地下水水位明坡度、坡上超载及地下水等对边坡开挖稳定的影显受大气降水及湖水影响;下部的淤泥质粉质粘土响[1],反复分析比较确定了如图1所示的边坡设计夹粉砂层,具有含水层厚度大,水量丰富,透水性好参数。及水源补给充足特点。图1 基坑断面图(梁洲段)312 基坑治水方案止水,管井辅以轻型井点降水的基坑治水方案。统计分析表明:深基坑工程出现事故除了与支根据计算15m宽的断面需6口管井,考虑到隧护结构设计有关外,与地下水处理不当也有密切的道主体结构宽32m,在隧道主体两侧设置管井难以关系,特别是在土质较差、地下水位较高的地区[2],使基坑中央水位降到2m以下,因此在隧道中央又因此该基坑工程除了优选支护方案外,对地下水的布置一排管井,即每15m宽的断面布置7口管井。治理也进行了充分的考虑。由于本工程在梁洲与翠在基坑一级坡角和二级坡角各临时设置一排轻型井洲之间有古河道,地下水位十分丰富,坑内外水位差点,确保土方开挖顺利进行。这样全程共钻设管井比较大,且主要为粉质砂土,极易产生流砂、管涌、突1050口,辅以轻型井点1500m左右,管井最深的涌等渗透破坏现象。为了防止边坡或基坑坑壁失达30m,管径375mm;轻型井点的井管长度为6m,稳,经过反复分析比较,本工程采用搅拌桩止水帷幕管径50mm。管井及轻型井点抽出的水通过设置在558工业建筑 2005年第35卷增刊:..坡顶及二级坡处的排水明沟及集水井统一抽出基坑入量为20%。水灰比应严格控制在016~018,另掺外。水泥用量0105%的三乙醇***和012的木质素磺酸从回土放水后的实测分析本工程的基坑降水钙,要求28d的强度达到110MPa。方案是非常成功的。止水帷幕达到预定强度后,进行自钻式土钉施3 梁洲段基坑支护工。每排自钻式土钉的施工顺序主要为:玄武湖隧道紧贴梁洲的北岸而过,如果该段采开挖,墙壁修整→引孔→自钻式土钉钻进→注用大开挖方法施工,则梁洲北侧临岸的梁洲亭这一浆→编制钢筋网,放置加强筋→喷射C20混凝土→文物难以保住,因此梁洲段支护成为整个基坑支护土钉与面层连接。的关键。为了有效地保护文物及文物周边的环境,自钻式土钉的杆体采用<32mm无缝钢管压制经多方研究论证,确定采用自钻式复合土钉垂直墙螺纹而成,每段310m,用接头套管进行连接。第一、支护该段隧道靠梁洲的基坑。二杆体分别预留有6个注浆孔,直径为8mm,间距31311 自钻式复合土钉设计40cm,沿着杆体径向均匀布置。钻进前把注浆孔用梁洲垂直支护段的最大开挖深度达10m,且砂胶纸包好,防止钻进时进土影响注浆效果,但注意不土自立性差,在其中成孔施工比较困难,故决定首先能包扎两层以上、以免注浆液射出困难。每节土钉施作止水帷幕。经试验,普通双轴深层搅拌机在本之间采用蝶纹套管对中连接,逐节安装钻进,直到设场地较密的砂土中,只能施工搅拌深度1315~计长度。自钻式土钉自行钻进到预定位置后,采用1415m,不能满足设计要求,于是决定采用SMW工M20水泥浆进行注浆,浆液水灰比0158∶1,比重法中常用的三轴型钻掘搅拌机施作止水帷幕。然后117,注浆压力018~210MPa,注浆量20~25kg/m,采用自钻式土钉自行钻进到预定位置,进行注浆,既注浆以注满为原则,等到孔口返浆,用水泥包装袋堵解决了施工时成孔困难的问题,又使注浆效果得到住孔口间歇2min再次注浆。了保证。最后编织钢筋网,喷射混凝土面层,土钉端部与利用《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)面层用螺帽固定,使土钉、面层、SMW深搅桩和原和《建筑基坑支护技术规程》(JCJ120-99)对自钻位土体构成一个整体而共同工作。式土钉与止水帷幕相结合的复合土钉支护技术分别314 土方开挖进行了计算分析,并最终确定采用如图2所示的支玄武湖隧道挖土方量约120万m3,采用两种挖护断面形式。土办法施工,一是传统的挖掘机分区分层挖土,汽车运输;另一种采用冲挖法施工。由于湖底段土富含水,用传统的汽车挖运对环境会造成很大的影响,因此部分湖底段挖土采取了冲挖法施工,即选用高压水冲基坑,再用渣浆泵抽泥浆外运的方法。冲挖法的优点如下:1)开挖过程中对基坑的环境要求不高,雨天施工不受影响。2)可以运输的距离远、噪音低、污染少、不受交通及天气的影响。3)设备投资少,拆装方便,可重复多次使用,降低使用成本。4)输送过程中可监控性强,故障率低,前后工序操作影响小。5)比较经济,与传统方法相比,可节约成本图2 土钉支护断面30%~50%。31312 自钻式复合土钉施工首先利用SMW工法850mm三轴型钻掘搅拌4 支护结构监测机施工止水帷幕,解决土体隔水性和自立性。三轴玄武湖隧道基坑梁洲垂直支护段的最大开挖深深层搅拌机叶片直径为850mm,桩中心距112m,桩度达10m,采用的具体支护形式是SMW深层搅拌体搭接850mm,采用4215级普通硅酸盐水泥,其掺桩与自钻式复合土钉支护,由于这种支护形式在全南京玄武湖隧道基坑支护设计与施工———李二兵,等559:..国是首次应用需要冒一定的风险。为了确保垂直最大水平向位移为2118mm,位移控制成功有效。支护段临时工程万无一失,及时为施工开展提供反41212 土钉拉力馈信息,积累经验以提高基坑工程的设计和施工水在施工阶段,测得A-A、B-B、C-C三个断面平,我们进行了四个月的跟踪监测。测试土钉中各测点的拉力日程曲线。从A-A断面1 测试方案的测试土钉的拉力日程曲线(如图4)可以发现土钉现场测试在基坑最深的梁3到梁4之间选定三支护受力随施工日期的延续而变化。个试验断面A-A、B-B与C-C,在测试段布置2个测斜孔断面,每一断面布三个测斜孔。在每根试验土钉210、510、810、1610m处布置应变式测力传感器,测量土钉拉力分布。试验土钉前端拉力用100kN电阻应变拉压传感器进行测量。土钉拉力的测试工作结合施工同步进行。412 主要监测成果分析41211 水平位移—◇—=16;—□—x=8;—△—x=5;—×—x=2本测试为测得墙体水平位移,测斜孔在基坑开图4 土钉L1-1各测点的拉力时程曲线 通过测试可知下层土体开挖对已设置的所有上挖前就预先布置好,测得初始值。施工中每开挖一层土钉的受力均有较大影响,各层土钉的拉力均有步都进行一次测量。经比较判断,取位移变化比较突变增量,即土钉的受力具有开挖效应。土钉的设典型、明显的测斜孔C3-1为例,其水平位移随施置愈快愈好,早设置早受力,可及时约束土体的变形工日期的变化情况如图3所示。并减小开挖对土体的扰动影响。土钉设置后宜停留一段时间,或使用早强剂使注浆体达到一定强度并与周围土体粘结牢固后,再进行下步开挖。5 结束语深基坑工程是一项技术含量高,成败关系到整个工程能否顺利进行、周边环境正常使用和人民生命财产安全的高风险性工程。玄武湖隧道工程从2001年8月开工建设,于2003年4月底竣工,在整个基坑开挖和回填过程中,支护结构稳定,支护效果很好,取得了良好的经济效益和社会效益。该工程的成功经验对于类似基坑工程的设计与施工提供了较高的参考价值。—◇—2月18日;—□—2月23日;—△—2月28日;—×—3月6日;——3月11日;—○—3月18日;—|—3月27日;—■—4月1日参考文献图3 水平位移随施工日期的变化1 翁杰,王建华,,2001,2(5):75~78日期的延续而增加,基坑开挖完成后逐渐趋于稳定,2 曾宪明,林润德,易平1基坑与边坡事故警示录1北京:中国建从基坑开挖到主体回填土方结束,土钉墙支护段的筑工业出版社,1999(上接第564页)在中部设置预应力钢绞线锚索。在水平方向布置采道预应力钢绞线锚索以控制基坑变形,其他预应力用相间分布。钢绞线锚索调整到土钉墙中部附近,预应力锚索应严格按照设计要求进行各项施工,如超前钢管在水平向与土钉相间布置,以使该层土体得到及时施工(图13)、基坑排水施工。此外为确保基坑安加固。执行情况:根据土钉墙的变形特点,对于开挖全,制定了基坑监测方案,加强基坑施工的动态监深度大,土钉墙顶以上有较高放坡体部分在第一排测,及时掌握基坑变形情况,预防意外事故发生。施设置预应力钢绞线锚索。墙顶面以上无放坡体部分工实践证明,该基坑支护方案是成功的。560工业建筑 2005年第35卷增刊