地鐵隧道多導(dǎo)洞施工引起的地表沉降分析
摘要:北京某地鐵車站采用暗挖多導(dǎo)洞法施工,由于導(dǎo)洞數(shù)量多、跨度大,群洞多次施工對地表影響較大。通過對該暗挖段地表的監(jiān)測,實(shí)時觀察地表土層變化,以指導(dǎo)施工確保工程的安全,并為以后類似工程提供借鑒。
關(guān)鍵詞:地鐵隧道;暗挖多導(dǎo)洞;監(jiān)控量測;數(shù)據(jù)分析
1工程概況
北京某地鐵車站沿某大街呈東西向布置,采用兩端明挖、中部暗挖的方法施工。暗挖段長度45 m,覆土厚度6 m,橫斷面寬20.2 m,高10.3 m。
暗挖段地質(zhì)條件:結(jié)構(gòu)頂板以上主要為雜填土①1層、粉土填土①層,局部為粉細(xì)砂③3層;結(jié)構(gòu)邊墻主要穿越的地層為粉質(zhì)黏土④層、粉土④2層⑥層、粉土⑥2層、粉細(xì)砂⑤2層,中粗砂⑦1層、粉細(xì)砂⑦2層;結(jié)構(gòu)底板主要穿越的地層為粉質(zhì)黏土⑥層、粉土⑥2層。隧道結(jié)構(gòu)與地質(zhì)關(guān)系橫斷圖,見圖1。

由于車站頂部圍巖穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu)整體跨度大、加之路面車載較大,極易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。開挖前采用大管棚結(jié)合小導(dǎo)管超前注漿對開挖拱部上方的土體進(jìn)行加固[1],確保圍巖的穩(wěn)定。
2施工方法及開挖工序
2.1施工方法
車站暗挖段將整個斷面分成5跨3層共15個小洞室,并以馬蹄形式采用臺階暗挖法施工,見圖2。

2.2開挖工序
1)先從中導(dǎo)洞開始進(jìn)行土方開挖。中1洞跨度約4.4 m,挖到一定距離(約15 m)后,中2洞開始開挖,中1洞挖到約30 m、中2洞挖到約15 m時,然后中3洞開始進(jìn)行土方開挖。最后中1、2、3洞由上而下按順序同時并進(jìn)至中洞貫通(見圖3)。

2)待達(dá)到一定要求,施工中導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)底縱梁、鋼管柱、頂縱梁,3者形成一個強(qiáng)勁的梁、柱支撐體系,頂住上部土體,減小拱頂下沉和地面沉降,保證后續(xù)施工安全。
3)中導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)施工完畢后,側(cè)導(dǎo)洞開始施工。兩側(cè)洞對稱同時進(jìn)行,以保證中洞兩邊均勻卸載,減少側(cè)洞開挖卸載對中洞結(jié)構(gòu)附加的水平推力。依次對稱開挖南北兩側(cè)的4、5、6洞。開挖順序及方法與中1、2、3洞相同,洞間距15 m。
4)側(cè)7、8、9導(dǎo)洞相對落后于側(cè)4導(dǎo)洞30 m開挖,開挖順序和方法與上述相同,直至所有導(dǎo)洞全部貫通。
5)具備襯砌條件后,為減少附加應(yīng)力的影響及頂縱梁及鋼管柱穩(wěn)定,左右側(cè)洞臨時支護(hù)的拆除及結(jié)構(gòu)襯砌對稱同步施工。鋼格柵拆除及襯砌共分5倉施工,施工時跳倉間隔施工2倉。每倉長度約9 m,均以低、中、上順序拆除格柵及襯砌施工。待強(qiáng)度及其他條件允許后在施工剩余3倉,直至封閉整個框架受力結(jié)構(gòu)。
3地表沉降監(jiān)測
地表沉降是隧道開挖后,擾動區(qū)地層中的應(yīng)力延伸至地表而引起的沉降。由于該車站暗挖段覆土厚度
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