文档介绍：大跨地铁暗挖车站施工地层变位控制技术研究
摘要:北京地铁某车站为大跨暗挖车站,采用浅埋暗挖法施工。由于所处工程环境条件复杂,施工中对地层变形控制要求严格,要求将地表沉降控制在45mm以内。为达到控制目的,充分实行动态信息化管理,在施工策划阶段通过理论分析、工程类比和数值模拟等研究手段,分析了车站暗挖各步序地表沉降的分配比例和控制值;施工阶段根据监测结果和既定控制值,及时变更设计参数和支护措施,成功实现了复杂环境条件下大跨地铁暗挖车站地表沉降值的控制目标。本文提供的研究方法和支护手段,对解决类似地层变形控制要求严格的大断面暗挖施工具有一定的指导和借鉴意义。
关键词:浅埋暗挖法;地铁暗挖车站;变形控制
1 工程概况
北京地铁某车站是一座两端明挖、中间暗挖的明暗挖结合车站。中间过平安大街暗挖段为单层三跨两柱连拱结构,,,开挖面积220m2(见图1);;,,属于超浅埋隧道。
车站暗挖段通过的地层主要为粉细砂、卵石及可塑状的粘性土夹层。地层松软,自稳能力较差。暗挖段受上层滞水、潜水及承压水影响,施工前进行了降水处理。
图1 车站结构及地质剖面图(mm)
暗挖车站采用浅埋暗挖法(侧洞法)施工,先采用CRD法施工两侧洞,然后施作梁柱结构,接着分段拆除临时中隔壁,施做侧洞二衬结构,继而分上中下三台阶开挖中洞,施作中洞二衬,最终完成整个车站结构施工。施工步序示意图如图2所示。
图2 车站施工步序示意图(mm)
平安大街交通繁忙,地下管网密布,共有各种管线11条,工程环境复杂。为保证建(构)筑物安全和地面交通的正常运行,暗挖施工过程中对地层变形控制要求非常严格。设计要求地表沉降最大值控制在45mm。
2 地层变形控制方法
地层变形控制总体思路
地下工程的施工涉及到多种工艺、多道工序,其对地层的影响自始至终是一个动态的、不断变化、逐步累积的过程,所以可以把对地层变形的控制标准分解到每一个施工步序中,形成施工各具体步序的控制标准或控制指标。只要单个步序的变形量得到控制,则整个工程的安全管理就能得以实现。
实际应用中,可以采用理论计算方法结合工程类比法,将地表沉降的控制值分解到每个施工步序中,建立分步施工的控制标准。在施工中,将监测结果与分步控制标准相比较,随时了解地表沉降的发展情况,分析变形过大或者急剧变形的原因,及时采取措施,将每一步变形控制在安全范围,从而达到整体控制目标。
车站地表沉降分配的预测规划
采用FLAC3D有限差分程序对暗挖车站侧洞法施工进行数值模拟,对施工引起的地表沉降进行预测规划。计算结果见表1,从中可以看出,侧洞开挖后的地表沉降为主要部分,%,%;各施工步序开挖产生的地表沉降分别占最终沉降的百分比有很大差别,1步开挖(1号导洞开挖)所占的百分比最大。隧道正上方地表测点沉降,隧道中心线左侧6m地表测点沉降随施工时步变化曲线见图3。
表1 沉降分阶段控制计算值
施工步序
隧道中心线正上方地表累计下沉量(mm)
隧道中心线左侧6m处地表累计下沉量(mm)
与最终沉降的百分比
(%)
各施工步序百分比
(%)
1(导洞1开挖支护)
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