浅埋暗挖法下穿危旧建筑物施工技术

・隧道/地下工程・图6　3阶段试验地表沉降监测曲线始值,钻孔后前15d 每天观测1次;15～30d 每2d观测1次,直至沉降趋于稳定为止。

对回拖钢管及未回拖钢管地表进行沉降监测分析发现,回拖钢管后地表沉降明显比未回拖钢管处地表沉降小,尤其在管棚注浆后地表沉降很快趋于稳定。

沉降监测曲线如图6所示。

6　结束语根据蒲黄榆车站工作空间限制及地层情况,本次选择了与车站土质类似的黏土层和粉细砂层进行长管棚施工工艺试验。

但导向孔成孔精度及膨润土泥浆配制、搅拌、回收利用和砂层中长管棚施工工艺方面须进一步试验研究。

管棚在加固地层及防止地表沉降方面作用明显,因此超前长管棚在地铁施工中具有广阔的应用前景。

应通过现场实际施工进一步进行分析总结,从而形成一套成熟的施工工艺。

收稿日期:20050223;修回日期:20050623浅埋暗挖法下穿危旧建筑物施工技术钟巧荣　张顶立　黄明利(北京交通大学隧道中心　北京　100044) 摘　要　北京市北三环和平东桥—太阳宫西路热力外线工程采用浅埋暗挖法施工,工程穿过2层砖混结构的典当行下方,开挖前其北山墙饰面砖及屋顶挑檐上已存在最大达3cm 裂缝。

在土质条件差、覆土薄的条件下采用非降水半断面注浆和长管棚加固技术,较好地实施了监测信息反馈,安全穿越了危旧建筑物。

关键词　长管棚　注浆　监控量测　穿越　信息反馈1　工程概况北京市北三环和平东桥—太阳宫西路热力外线工程全长1460133m ,隧道为直墙拱形,宽417m ,高319m ,复合衬砌结构,采用浅埋暗挖法施工。

穿越地层主要为粉质黏土,拱顶为黏质粉土,下部为粉细砂。

在12号竖井向南掘进时隧道穿过一处2层建筑物下方(见图1),隧道顶距地表81166m 。

此建筑物无地下室,为地上2层砖结构典当行,放大角基础(按从底面埋深2m ,扩大015m 放角考虑),据观察,开挖前在北山墙饰面砖及屋顶挑檐上已存在部分裂缝,最大处达到2～3c m 。

图1　隧道与典当行相对位置(单位:m )・隧道/地下工程・由岩土工程勘察报告揭示,本段工程主要地层自上而下依次为:①人工堆积层;②粉质黏土、重粉质黏土层;③黏质粉土、砂质粉土层;④粉质黏土、重粉质黏土层;⑤黏质粉土、砂质粉土层;⑥粉质黏土、重粉质黏土层。

地下水类型为上层滞水,水位埋深不规则,分布不连续,基本为地面以下2～7m,水量较丰富。

本工程具有如下特点和难点:(1)水文地质条件复杂且降水较为困难。

土层主体为填土和可塑～软塑状粉土和粉质黏土,开挖后地表沉降量大,工作面易坍塌,施工降水对提高土层物理力学性能几乎没有作用。

(2)隧道埋深浅,覆跨比仅为117,隧道施工对地表影响大。

(3)所处地表环境复杂,地表建筑物抗变形能力差。

基于此,采取在不降水的条件下选择合适的辅助工法和参数做好监控量测及信息反馈工作来保证安全施工。

2　施工技术211　施工方案针对以上工程特点,对在饱和软塑～可塑状粉质黏土中穿越危旧房屋的隧道施工提出3种方案,通过数值分析评价并结合经济性和工期,选取了工作面深孔注浆超前加固土体配合水平长管棚预支护方案。

大管棚主要设计参数为:管长30m,管径108 mm,壁厚6mm,自隧道起拱线以上沿隧道初期支护开挖轮廓线以外018m环向布设,管间距0125m,共37根。

用118～215m的管节,管节采用对口丝扣联结,管棚方向与隧道中线平行。

为保证钻进效果,钢管上不设置注浆孔,管棚施工完后进行管内注浆,浆液为水泥浆,水灰比0145∶1～015∶1,注浆压力013～015MPa。

212　管棚施工流程施工准备→设备安装、就位→钻机成孔→安装管棚→管内注浆填充→验收→下一循环。

213　管棚施工技术措施(1)准确安装非开挖水平导向钻TT40水平导向钻机,30m打设一次,钻进时直接采用<108mm 钢管作为钻杆,为防止对土体扰动的影响,采取间隔孔位钻进。

(2)为减小施工导致的土体沉降,钻机就位时,水平方向有选择地调设1°～2°的上仰角。

(3)施工过程中,由专业测量人员监测地表的点位,及时分析监测结果。

(4)为充填管孔空隙及增加管棚刚度,管棚内用水泥浆注浆充填。

3　监控量测及信息反馈311　监测目的和监测内容了解隧道施工过程中上覆地层变位情况及对建筑物的影响,检验采取工程措施的作用效果,为指导施工和类似工程积累经验。

主要监测内容:(1)地表下沉;(2)隧道内拱顶下沉以及地板隆起观测;(3)隧道内拱脚收敛观测;(4)建筑物变形;(5)典当行裂缝观测。

312　测点布置在道边以及隔离带上布置测点,以隧道线路中线为中心,沿垂直于中线的方向依次自中心点相距D/2、D、D、D布设。

每排9个测点。

隧道内的测点从洞口开始,间距2m布设一个断面,每断面设拱顶下沉、底板隆起测点1个,收敛测点1对。

313　监测结果分析31311　地表沉降监控量测分析地表沉降是围岩稳定性判别的直观监测项目,当硐室的埋深小于3D(D为洞室直径)时,地表沉降的动态变化是判断周围地层稳定性的重要标志,其监测结果能反映隧道开挖过程围岩变形的过程。

选取代表性的断面12-S43105(从12号竖井往南43105m断面)的测点变形曲线(见图2)进行分析。

沉降曲线中“-”表示下沉,“+”表示隆起。

从图2看出,地层变形受注浆施工和隧道开挖双重影响,其中注浆对地层的抬升作用较大,最大抬升量为22mm。

总体来看,本次施工引起的地表变形分为3个阶段:(1)超前注浆阶段,主要发生在工作面前方15 m范围内。

(2)变形急剧增大阶段,当隧道工作面在(-1～5)D范围内时。

(3)变形基本稳定阶段,当隧道工作面超过5D 后。

由于采用超前预注浆施工,其造成的地面抬升・隧道/地下工程・图2　三环北侧辅路12-S43105测点时程曲线　作用弥补了由于开挖造成的地表沉降,使得一些断面的沉降槽变成了隆起丘。

这也说明了在非降水条件下采用注浆方式效果是好的。

31312　隧道拱顶下沉分析典型的拱顶随时间收敛曲线见图3,拱顶下沉有如下特征:(1)拱顶在工作面开挖6d 内变形速率最大,其后变形基本稳定。

(2)支护结构能否及时封闭、地层损失能否及时补充对拱顶变形影响较大。

读者至尊　服务为本———《铁道建筑技术》杂志与您同行图3　12-S2212-1拱顶测点随时间变形曲线31313　拱脚收敛分析典型的拱脚随时间收敛曲线见图4(“-”表示向隧道内变形)。

监测拱脚收敛也为监控围岩的稳定性、保证施工安全并为二次衬砌的构造、施作时间等提供依据。

从理论上讲,拱脚收敛应经历3个阶段,本次施工由于采用注浆等措施,组织得力,方案合理,拱脚变形控制得很好。

31314　典当行墙体变形监测分析图4　拱脚收敛曲线对房屋南北墙进行了变形监测,各测点累积变形分布曲线呈典型的“盆地形”,在同一时间内隧道中间部位正上方的测点下沉量最大,而两端则较小,房屋北侧沉降1518mm ,南侧沉降1112mm ,说明整体控制得很好。

南墙的变形小于北墙,超前预注浆所起的作用较大,注浆后,地表隆起2mm 左右。

当工作面开挖到与测点距离(-1～-2)D 时,开始对地表产生一定的影响。

距测点在(-1～3)D 内时,地表变形速率加速增长,该阶段变形量约占总变形量的60%～70%,主要是由于隧道的开挖而造成边界条件发生改变,对覆盖层土体产生扰动,引起应力场的重分布,产生卸荷效应。

当工作面通过典当行后,地表变形速率开始减缓,沉降曲线开始收敛,一直延续到5D 。

从变形检测结果看,所采用的施工措施基本达到了控制变形目的,其变形值小于限定值。

4　结论(1)长管棚配以注浆技术在非降水条件下实现了浅埋暗挖法施工隧道工作面的稳定和安全。

对于含水粉质黏土和粉土地层可以通过注浆抬升土体,有效地控制地表不均匀沉降,从施工后对典当行裂缝检测的结果看,达到了防止房屋继续开裂的目的,说明管棚施工控制地表变形效果是明显的。

(2)作为处理特殊地段的超前加固方法,管棚有三方面的作用,即阻断沉降作用、减少差异沉降作用和强化土层参数,增大地层自稳能力。

(3)实施信息反馈技术,确保了在危旧建筑物下的管线隧道的安全掘进。

RA I L WAY CONSTRUCTI O N TECHNOLO GYNo15,2005Abstracts and Key wordsStudy on the i n terface he i ght of e m bank m en t and br i dge for h i gh speed ra ilway ba sed on the settle m en t after con structi on of subgrade i n soft so il zoneD u L iqun,Zuo D eyuan,L iu YangAbstract　Given different fill height and different thickness of s oft clay gr ound,l ots of calculati on and analysis are carried out about the corres ponding settlement after constructi on.M ean2 while,on the basis of the settle ment contr ol,s ome reas onable in2 terface heights of e mbank ment and bridge are put f or ward,ac2 cording t o the li m it value of the settle ment after constructi on f or high s peed rail w ay.Keywords　high s peed rail w ay,s oft clay gr ound,settle ment af2 ter constructi on,interface heightFl a sh i n g butt2weld i n g m ethod for jo i n tless ra ilway lock i n g weldsM a dingyi,C aojunxinAbstract　This paper dissertates the effect that extensi on stress p r oduces on rail flashing butt2welding course,als o on heat treat2 ment and stability of welding j oints,in the course of j ointless rail w ay flashing butt2welding.It puts for ward flashing butt2weld2 ing technol ogy for j ointless rail w ay l ocking welds including super extensi on,technol ogy l ock2in,curving which is not influenced by extensi on stress.Keywords　j ointless rail w ay,flashing butt2welding,extensi on stress,super extensi on,technol ogy l ock2in,curvingCon structi on technology of underpa ssi n g old bu ild i n gs w ith the m ethod of sha llow excava ti onZhong Q iaorong,Zhang D ingli,H uang M ingliAbstract　Shall ow tunnel constructi on method is app lied in ther m ic power outside line engineering fr om HePing East B ridge t o TaiYanggong W est Road in Beijing,which under passes t w o2 fl oor brick2concrete structure.There are s ome cracks with the width of3c m in North fr ontis p iece veneer and in r ooft op eave be2 f ore excavati on.Half2secti on gr outing without reducing water and l ong p i pe l odgepole reinforce gr ound technique are used,under the conditi on of bad geol ogy and thin s oil covering the tunnel and the tunnel under passes the structure area safely while the feed2 back data is better used.Keywords　l ong p i pe l odgepole,gr outing,observing and meas2 uring,under pass,contr ol and feedbackM ea sures to con trol tunnel d ispl ace m en t due to excava ti n g the upper founda ti on p itL i Zh igao,Zeng Yuan,L iu H ao,W ang YibinAbstract　It is necessary t o contr ol tunnel dis p lace ment f or safe2 guarding the safety of No.2line of Shanghai metr o during exca2 vating of a large deep foundati on p it for intersecti on under Dong2 fang Road in Shanghai.The effect on the tunnel due t o excava2 ting the upper p it are analyzed and s ome measures are given t o reduce the dis p lace ment.Keywords　metr o tunnel,excavati on of foundati on p it,dis2 p lace ment contr ol Appli ca ti on of832type Ra ilway L i ghtM ilit ary P i er to Br i dgeA sse m bli n g M ach i n eB aoC unkun,Xu Guang2xingAbstract　This paper intr oduces the characteristics and the flex2 ible asse mbling structure for m of the832type light m ilitary p ier with the design,installati on and use of the SPZ1100/40type rail w ay box girder bridge2asse mbling machine f or the Fu R iver B ridge of the Zhejiang2J iangxi Rail w ay as a p ractical exa mp le t o illustrate.The paper is hel pful t o choose832type rail w ay m ilitary p ier in the design of bridge asse mbling machine and bridge2erec2 ter.Keywords　m ilitary p ier,bridge asse mbling machine,corbel2 ling,constructi on techniqueD esi gn and con structi on of for m for70m box g i rder of D ongha i Br i dgeH uang Shaow en,Shen YangyunAbstract　70m box girders of DonghaiB ridge are monolithically p recasted in p recast bea m site,the f or m s used for p recast beam are designed with an advanced design concep t.This paper intr o2 duces the structure and layout of for m.I n additi on,detailed de2 scri p ti on is given t o step s of dis mantle ment and installati on of f or m s.Keywords　large box girder,monolithic p recast,for m,design and constructi onCon structi on technology of QZ04type si m ple support beam used i n Q i n gha i2T i bet ra ilwayZhao jianAbstract　I n order t o meet the need of Q inghai2Tibet rail w ay constructi on,Q inghai2Tibet04type si m p le bridge is designed s pecially.The br oken2line reinforced p re2tensi on p restressed concrete si m p le support beam is adop ted f or the first ti m e at home,no experience yet.This paper intr oduces the design and constructi on of QZ04type bea m tensi on bench,selecti on ways of p retressed para meters,p retressed constructi on technol ogy and a su mmary of stack l oad test.Keywords　p re2tensi on bea m,stress contr ol,br oken2line mus2 cleD esi gn of bracket on p i er top and its appli ca ti on to ZQL32/ 64type br i dge fabr i ca ti on mach i n eSun Sh ihaoAbstract　This paper intr oduces a new design way of bracket on p ier t op for bridge fabricati on machine after analysis of its sup2 port f or m and comparis on bet w een t w o types of bracket on p ier t op for Z QL32/64type bridge fabricati on machine.Based on the constructi on of Yell ow R iver Super B ridge in No.2line of Lanzhou2W u wei Rail w ay,a su mmary is given t o characteristics of the kind of bracket.Keywords　bridge fabricati on machine,bracket on p ier t op,de2 sign。