地铁隧道联络通道及排水泵房冻结加固技术 摘要:介绍了南京地铁试验段联络通道冻结法施工过程。对冻结管施工、冻结、开挖构筑各阶段的施工技术难点及对策作了分析;同时,对施工监测数据进行总结,找到了冻结过程中温度、地面变形、冻胀压力等的变化规律。 关键词:地铁隧道;联络通道;冻结法施工;监测 双线地铁隧道长度>1 km时,一般需要在上、下行隧道之间设置联络通道和泵站,用于意外事故时人员疏散和渗漏水排放。 1工程概况 南京地铁试验段(中华门站—三山街站区间隧道)在里程K5+438处上下行线间设置联络通道及排水泵房,隧道中心埋深13.133 m。 1.1工程地质 南京地铁试验段地貌隶属于岗前洪积层—古秦淮河冲积漫滩平原。经人类长期堆填,除秦淮河岸边场地外,现地势较为平坦。根据地质勘察报告,联络通道及泵房所处位置的土层为粉土②1-1c3层、粉质黏土②1-2b2层,淤泥质粉质黏土②2-1b3-4层,粉砂②2-2d3层,粉土②2-3c2-3层。土层透水性差,是旁通道冻结施工较为有利的土层。各土层的物理力学性质见表1。
1.2施工方案
由于隧道处于人行道、机动车道下,为了减少对交通的影响,结合工程地质条件及其他施工条件,确定采用“隧道内钻孔冻结加固,矿山法暗挖构筑”的施工方案,即在隧道内利用水平孔和部分傾斜孔冻结加固地层,使联络通道及集水井外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,然后根据“新奥法”的基本原理,在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵站的开挖构筑施工。地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。
2联络通道及泵房施工
联络通道及排水泵房工程结构由2个与隧道(钢管片)相交的喇叭口、通道及集水井等组成。联络通道结构由20 cm厚的喷锚混凝土保护层、EVA防水层、40 cm厚的钢筋混凝土层组成。
2.1冻结施工
1)计算联络通道、喇叭口、泵房冻结帷幕厚度。
(1)根据地质资料,地面标高为+10.5 m,隧道中心埋深13.133 m,按公式p=13H(式中:p为土的荷载,kPa;H为土的埋深,m)计算联络通道的上部荷载和侧向荷载。计算模型采用矩形刚架(冻结孔布置按矩形布置),设冻土帷幕厚度为1.6 m,通道开挖轮廓高为4.24 m,宽3.20 m,计算该结构内部的弯矩和轴力,进而求得截面内的压应力、拉应力的剪应力。
(2)联络通道两端的喇叭口冻结帷幕断面形状与联络通道类似,经同样设计步骤,得到冻土结构的断面应力状况,在底部的截面处要求冻土厚度为2.0 m。
(3)泵房集水井为矩形断面,深约3.4 m。经计算,需要的冻结帷幕厚1.8 m。
2)根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、近水平、下俯3种角度布置。开孔间距为0.6～0.7 m,冻结孔数58个。冻结管是在下行线隧道中钻进施工的。
3)确定的冻结参数见表2。
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