文档介绍：砂层中三联拱暗挖地铁隧道中洞法施工技术
 
[摘要]三联拱结构在暗挖地铁车站浅埋暗挖中已经越来越普遍的被采用,该结构的暗挖大多采用安全性高,灵活性好,可操作性强,机械化程度低,出土效率高,工序间干扰较少的中洞法施工技术。北京地铁四号线石榴庄路站三联洞暗挖段穿越粉质粘土和中粗砂地层,采用中洞法施工,即中洞先行开挖,然后开挖两侧隧道,分部衬砌,施工过程中受力转换复杂,分部沉降对地层影响大,通过采用合理施工方法,信息化调整支护参数,有效控制了地面沉降,确保了结构的安全稳定。
[关键词]三联拱;中洞法;浅埋暗挖;地铁
 
      矿山法是暗挖法中目前最为常用的一种开挖方法,特点如下:施工工艺简单,应用灵活,减少拆迁和交通疏解及造价合理等。中洞法作为矿山法的一种,具有:①安全性好,在先完成中墙和第一期底板,后再进行开挖时可将临时支撑和拱架都支撑于坑道中墙及第一期底板上;②灵活性好,可因地制宜地选择断面形状和尺寸;③可操作性强、机械化程度低,挖土可用人工采用简便挖掘机具;④出土效率高,开挖上部断面时的大量石渣可通过上下导坑间一系列漏渣孔装车后从下导坑运出;⑤工序间干扰较少,完成中洞后,可左右侧同时施工;⑥造价低、经济性强。中洞法适用于软岩类的地质条件较好且施工受地下水影响较少的工程项目。
1 工程概况
      北京地铁四号线石榴庄路站位于马家堡西路与石榴庄路交叉口地下,车站主体在马家堡西路路面下,车站有效站台中心里程为K1+539. 28。车站采用明暗挖结合的施工方法,南北基坑采用明挖法施工,车站主体中部穿越石榴庄路,为了不影响道路交通并避免地下管线的改迁,采用暗挖三联拱中洞法施工。该暗挖段为单层三联拱结构,长31. 5m,跨度为22. 1m,,。
2 地质情况
      石榴庄路站地层自地表以下依次为:人工填土、第四纪全新世冲洪积地层(厚度约为10m)、以下为晚更新世冲洪积地层,基岩埋深即为第四系覆盖层厚度。车站主要修建在粉质粘土、粉细砂、圆砾卵石和粘土层中,底板进入圆砾卵石层中。在车站范围内,自地面下20m范围内的饱和粉土及砂类土不液化(见表1)。地下车站的水位为地下22m,在车站底板以下。
3 模拟计算
      三联拱结构开挖采用中洞先行法施工,共分12部分,由于分部较多,力学转换复杂,施工时累计沉降将会较大,支护结构的稳定性十分重要。施工时采用有限元法对各步序工况进行模拟分析,确定临时支撑的强度、刚度,以此作为安全保证的理论基础。根据监控量测、信息反馈、位移反分析来调整支护参数,达到安全施工的目的。
      分析过程中地层选用弹塑性模型实体单元模拟、永久初支护采用壳体单元模拟、临时初支护采用梁体单元模拟(见图1),结构近似按平面应变问题处理,环向单元(格栅+喷射混凝土)宽取1m,纵向单元(连接筋+喷射混凝土),×107,。
      考虑施工中的不利影响,荷载分项系数取1. 2,刚度折减系数取0. 8,地层按均质连续介质,粘聚力c=28kPa,内摩擦角φ=30°,天然重度γ=19kN/m3取值。考虑到计算方便,周围地层划分为3 000个有限单元,用ANSYS软件进行分析,开挖后的地层屈服如图2所示。计算结果表明。
      1)由于围