文摘
基于从长庆Chenzhuang-Pingyin重建项目的背景部分G220 east-deep线在中国,一种特殊的隧道结构设计和施工方案进行了浅埋小间距隧道的施工措施通过地下文物建筑,和一个全面的变形控制方案的“CRD单组开挖施工方法+表面灌浆prereinforcement +先进的大型管棚presupport”。数值模拟和现场施工监测的结果显示,整体变形的渡槽基础一般先增加,然后再增加和减少,最后趋于稳定。表面的影响灌浆prereinforcement,推进大型管棚presupport是显而易见的。综合变形控制方案可以确保现有的安全建设和满足安全预防和控制的要求。
1。介绍
随着城市交通压力和现有道路交通的饱和,城市地下交通已经成为缓解交通压力的主要途径。由于周围建筑物的影响,城市地下交通工程建设不可避免地会遇到文物等现有建筑(结构)对地层变形通常非常敏感。因此,各种类型的邻近施工、渗透等新项目,面临着严格的控制要求(1,2]。
至于建筑物附近的地下通道建设现有敏感,国内外学者进行了大量的研究工作在现场监测3,4,数值模拟1,5,6),理论分析(7- - - - - -10),和其他方面。例如,王(11]研究了顶underpassing方案的优点和缺点框架涵和underpassing方案的浅埋隧道工程山西昱伸高速公路underpassing秦朝长城遗迹和指出,浅埋underexcavation方法可以有效地抑制围岩的变形。它的优势控制地面沉降。于(12)研究了不同开挖过程的影响,开挖方法和埋深的浅埋开挖方法开挖边界上的地面沉降与背景模型试验方法的基础上深圳undercrossing龙岗坡道项目。李等人。13)集中在控制地层变形,以减少的概念开始,阻断和控制地层变形,并提出安全控制措施的建设underpassing建筑工程Cuobuling站和清江路站之间的青岛地铁3号线。此外,学者们还建立了各种分析模型对隧道施工引起的地面沉降14- - - - - -16),并提出了可行的控制措施(17- - - - - -20.]。
上述研究阐述了地面沉降的规律和围岩变形引起的隧道邻近建设和发挥了积极作用在指导实际工程施工。然而,大多数都是在单一的洞或双孔分离,缺乏小间距隧道的情况下更重要的影响供参考。重建项目的基础上从长庆Chenzhuang G220东深行Pingyin-Dongfeng渡槽通过文物东风渡槽隧道地下通道,本文进行了具体研究小明隧道的施工方法在现有的文物。希望确定的影响的地下通道建设新隧道项目现有的文物和提出合理的施工控制方法,以确保现有的安全敏感建筑物(21]。
2。工程情况
东风渡槽隧道是一个重建项目从长庆Chenzhuang平阴的边界部分G220东深线。它是专门为东风渡槽穿透文物。考虑到现有的文物分布和结构特点,隧道设计为两个左右。左派和右派的里程线K288 + 608∼K288 + 658。长度为50米,明确隧道之间的距离大约是6米,这是一个短隧道小净距。东风渡槽隧道之间的位置关系和现有文物东风渡槽如图1。
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东风渡槽建于1970年。这是一个重要组成部分,小李东风灌溉站和东风渡槽,第四批市级文物保护单位在济南。渡槽跨度220国道和Ji-He高速公路,连接东部和西部的山坡,共有34个洞和石拱结构。主跨度11.08米,跨度6.75∼6.8米。渡槽墩基础的埋深1.3∼2 m。拟议的东风渡槽隧道通过的主要跨渡槽(交叉角:77°)。左线隧道下经过码头2,直线隧道下经过码头码头3和4。隧道上方的渡槽是高16.2米,地下室是13.2米的距离了人行道上。隧道的埋深约7米,如图1。
根据代码的相关内容为灌溉和排水系统的设计建筑(sl482 - 2011)和保护文物的目的,解决控制截面渡槽码头的在这个项目中进行了基于沉降控制标准使用的操作。允许的最大沉降的渡槽码头结构20毫米,和容许的最大沉降差异相邻码头是10毫米。
3所示。设计和施工方案
根据工程地质测绘和勘探、隧道的地层网站是第四纪残坡存款和寒武纪页岩、灰岩和泥灰岩薄层。水文地质条件简单,东风渡槽隧道的围岩条件被归类为V级围岩通过全面的地质参数,如图2。
此外,综合考虑地形,地质G220东深线的交点与东风渡槽和现有的设计经验,提出了隧道衬砌结构是一个3中心循环弯曲墙结构。支持参数如图2。同时,为了解决浅的沉降控制隧道施工在敏感的环境中,避免不均匀沉降超过极限值的东风渡槽的基础截面隧道开挖后,40米长φ152毫米先进大型管棚在隧道计划用于prereinforcement undercrossing部分。此外,采用CRD法和悬臂式巷道掘进机开挖法,如图3。具体施工工艺如下:(1)表面灌浆加固。为了提高地层稳定性、地表注浆加固应渡槽的影响范围内进行。注浆管是无缝钢管直径42毫米和4毫米的壁厚和直径8毫米的钢筋焊接加劲箍。注浆管之间的间距为100厘米,plum-shaped安排采用纵向间距的100厘米,如图3。玻璃灰水泥浆浆用于灌浆,这是混合严格按照水泥浆液水灰比0.8:1。水玻璃是水泥重量的5%。灌浆压力是严格控制灌浆期间根据实际情况。(2)管棚施工。首先,渡槽暂时与满堂支架加固,然后构造大型管棚。管棚长40米,直径152毫米,壁厚6毫米。两排φ12毫米李子blossom-shaped灌浆孔钻孔。管棚的仰角(1°)平行于中线的路线,如图4。(3)机械的主要隧道CRD法开挖。主隧道挖掘CRD法+悬臂式巷道掘进机,分别和左和右隧道挖掘。挖掘序列是严格遵守和控制画面。首先,小管推进支持正确的主要隧道。推进支持后,上板凳右导洞开挖。初始开挖后及时提供支持。其次,挖掘和低的初始支持右导洞阶段进行。同时最初的支持,一个小岩体注浆管设置中间列加强中间岩石。同样地,左导孔被发掘,如图5。在左边导洞的初始支持完成,临时支持应该删除,仰拱和二次衬砌。正确的隧道采用相同的施工方法。
4所示。方案的可行性分析
为了准确地分析新隧道的影响undercrossing建设东风渡槽和掌握隧道开挖引起的周围地表沉降法,七跨码头有最大影响渡槽在隧道开挖的过程中被选为研究对象。建立有限元模型探讨隧道开挖对其变形和内力的影响,然后undercrossing隧道施工对渡槽的安全影响评价。
4.1。建模
结合项目的实际情况,左右和下边界模型的隧道在水平方向上都是三倍的直径隧道,和渡槽的左右对称的边界。数值模型如图6。
4.2。计算参数
渡槽建成以来,钢筋混凝土和砂浆块石头,联合砂浆的强度低于块石头和混凝土。此外,渡槽建于早期,其材料有不同程度的恶化。当建立连续介质模型,其结构材料采用混凝土本构模型。渡槽结构的材料参数如表所示1。
围岩采用Drucker-Prager本构模型和先进的支持效应管围岩的房顶被认为是通过增加围岩参数,如表所示2。临时支护的参数值,初始的支持,和二次衬砌的隧道如表所示3。
4.3。计算过程
方法用于隧道CRD法开挖,和underpassing隧道的整个过程可能影响渡槽。因此,有必要建立一个单独的分析每步开挖步骤需要考虑。总共有22个分析步骤在这个模型的计算和分析步骤。一般步骤如下:步骤1-initial应力场平衡;一步2-soil强化;步骤3-12-from左隧道presupporting完成工程建设的实施;和步骤正确13-22-from隧道presupporting完成。
4.4。结果分析
数据7∼10显示变形和力的计算结果每个关键部分的隧道开挖后的东风渡槽。分析显示如下:(1)左隧道开挖后,围岩和上层渡槽结构变形。然而,由于支持屋顶管道和隧道结构的影响,围岩变形的影响范围很小。渡槽结构的变形主要发生在1号和2号码头上方的屋顶隧道,如图7(一)。左和右隧道的开挖后,围岩变形的影响范围进一步增加。渡槽的结构变形主要发生在码头1 - 5的范围以上的隧道,如图7 (b)。通过渡槽结构的变形结果,可以发现,在隧道开挖过程中,渡槽的变形主要是垂直沉降轻轻一扭,如图8。渡槽基础的沉降大拱顶上方和小两边。解决“W”形曲线。基础不均匀沉降的最大值计算价值约7毫米,如图9。(2)渡槽结构的压力重新分配下局部变形。左线开挖完成后,当地附近拉应力出现拱圈与码头码头1和2。拉应力的方向基本上是拱圈的切线,最大拉应力是0.57∼0.81 MPa。开挖后的左、右线,局部拉应力出现在拱圈与码头附近1∼5,和最大拉应力是在0.6∼1.1 MPa(数据的范围10和11)。最大拉应力低于石头和的弯曲抗拉强度大于砌筑水泥砂浆的强度。因此,隧道施工的影响下,渡槽结构可能会有小范围的砌体裂缝。然而,拉应力主要集中在地表附近的结构,规模很小,没有连接,结构和内部应力的结构仍以压应力为主。因此,砌体裂缝主要发生在表面的结构,这是不容易发展成内部结构,并对结构承载力的影响。因此,可以认为渡槽结构仍处于安全状态。
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5。工程应用效果
在这个项目的实施,测量1到5点安排在码头的累积垂直位移监测渡槽基础。测点布置如图12测量和监测结果的代表点在图所示13。分析显示如下:(1)渡槽基础的垂直位移通常显示累积增长趋势,除了轻微的隆起段表面灌浆和管棚施工阶段。在presupport阶段,垂直位移的变化基础相对明显,左和右隧道开挖阶段,垂直位移逐渐趋于稳定。边坡施工过程中,每个测点的累积垂直位移并不大,和最大垂直位移发生在2号−1.5毫米的基础。累积垂直位移的最大值在表面灌浆工程在基础3−3.6毫米。施工中管棚的最大累积垂直位移在3号基金会−5.5毫米。左和右隧道开挖过程中,最大累积垂直位移也出现在3号−6.1毫米的基础。在施工过程中,最大沉降差是5.2毫米。可以看出presupport过程中,渡槽结构的垂直位移基金会是在合理的范围和沉降差也在指定的范围内。(2)渡槽基础的水平位移通常显示累积收缩的趋势,除了基础4号和5号稍微扩大基础表面灌浆和管棚施工阶段的时期。presupport阶段,基础水平位移变化明显,左和右隧道开挖阶段,水平位移逐渐趋于稳定。边坡施工过程中,每个测点的累积水平位移并不大,和最大水平位移发生在3号−1.7毫米的基础。累积水平位移的最大值在表面灌浆工程在基础2−3.1毫米。管棚施工期间的最大累积水平位移出现在2号−4.2毫米的基础。左和右隧道开挖过程中,最大累积水平位移也出现在2号−5.5毫米的基础。每个基础在施工期间的累积水平位移也小于20毫米的预警值。presupport过程中可以看出,渡槽结构的水平位移基金会是在合理的范围内。
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6。结论
(1)基于重建项目的部分Chenzhuang筒身行G220平阴,一种特殊的隧道结构设计和施工方案设计。综合变形控制方案“单组隧道CRD +表面灌浆prereinforcement +先进的大型管棚presupport”提出,和相应的设计参数。这种情况下可作为类似工程的参考。(2)在整个生产过程中力学行为的数值模拟开挖和加固处理的东风渡槽进行了隧道的建设。结果表明,综合变形控制方案提出的项目可以确保现有的安全建设,和新隧道开挖引起的地层变形很小,符合安全预防和控制的要求。(3)整个施工过程的现场监测方案制定和实时跟踪观察。结果表明,累积渡槽基金会的垂直位移先增加,然后再增加和减少,最后趋于稳定。的垂直位移测点的基础上3号是最重要的,最大值是−6.1毫米。渡槽基础一般的累积水平位移增加缓慢,除了4号和5号。从完成表面灌浆管棚施工阶段,水平位移基本稳定在其他测量点除了基础的扩张4号和5号。2号的最大累积水平位移测点−5.5毫米。数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究是由交通部山东省科学技术研究项目,中国(没有。2019 b55)。