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城市礦山法隧道施工安全與風(fēng)險(xiǎn)控制

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城市礦山法隧道施工安全
與風(fēng)險(xiǎn)控制
1p1
 10p12110
001010
0p1101
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011
 1001111008
內(nèi)容提要
1
引言
2
圍巖變形特征與破壞機(jī)理
3
施工安全與風(fēng)險(xiǎn)控制
4
近接建(構(gòu))筑物施工
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1100
引言
 th Aspose. PDF. Copyright 2002-2019 Aspose Pty Ltd
p一、城市隧道的基本環(huán)境特征
1.地質(zhì)類(lèi)型
(1)土質(zhì)(長(zhǎng)三角地區(qū)等)
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p一、城市隧道的基本環(huán)境特征
1.地質(zhì)類(lèi)型
(2)土巖混合
土上軟
石土石
石下硬
忽軟忽硬
青島、大連等
廣州、深圳等
e
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p一、城市隧道的基本環(huán)境特征
1.地質(zhì)類(lèi)型
(2)硬巖(北歐)
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p1一、城市隧道的基本環(huán)境特征
2.埋深特點(diǎn)
普遍較淺(中國(guó))
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p1一、城市隧道的基本環(huán)境特征
3.周邊環(huán)境
鄰近既有建(構(gòu))筑物
施工相互影響大,風(fēng)險(xiǎn)高
春風(fēng)高架橋
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0p0
二、城市礦山法概述
1.全斷面開(kāi)挖法
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二、城市礦山法概述
1.全斷面開(kāi)挖法
>適用條件
1)整體性好的圍巖;
2)有大型施工機(jī)械;
3)適于采用大型機(jī)械化配合施工。
>優(yōu)點(diǎn)
>缺點(diǎn)
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 0p111100
二、城市礦山法概述
2.臺(tái)階法
臺(tái)階法根據(jù)臺(tái)
階長(zhǎng)度不同,可劃
分為長(zhǎng)臺(tái)階法、
短臺(tái)階法和超短
臺(tái)階法三種。
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 >5L
長(zhǎng)臺(tái)階法
(1~15
b)短臺(tái)階法
2
c)超短臺(tái)階法
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(1)長(zhǎng)臺(tái)階法。上臺(tái)階一般50m以上或大于5倍洞徑,上
下步可采用同類(lèi)機(jī)械平行作業(yè)。
優(yōu)缺點(diǎn):干擾少、機(jī)械配套、通風(fēng)和測(cè)量工作簡(jiǎn)單、可進(jìn)
行單工序作業(yè),但要求圍巖穩(wěn)定性較好。
(2)短臺(tái)階法。上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍大于1~1.5洞徑。
優(yōu)缺點(diǎn):可縮短仰拱封閉時(shí)間,利于開(kāi)挖面穩(wěn)定,但上下
臺(tái)階作業(yè)干擾較大。
(3)超短臺(tái)階法。上臺(tái)階長(zhǎng)度僅3~5m,適用于機(jī)械化程
度不高的地段。
優(yōu)缺點(diǎn):斷面閉合較快,利于開(kāi)挖面穩(wěn)定,但上下臺(tái)階作
業(yè)干擾很大。
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 100111100
二、城市礦山法概述
2.臺(tái)階法
至于施工中究竟采用何種臺(tái)階法(長(zhǎng)、短、
超短),要根據(jù)以下兩個(gè)條件來(lái)決定:
>初次支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求,圍巖越
差,閉合時(shí)間要求越短;
>上斷面施工所用的開(kāi)挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械
設(shè)備施工場(chǎng)地大小的要求。
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 10p121100
二、城市礦山法概述
3.分部開(kāi)挖法
分部開(kāi)挖法可分為:環(huán)形開(kāi)挖留核
心土法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法(CD法
和CRD法)、中洞法等。
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p0
二、城市礦山法概述
3.分部開(kāi)挖法
環(huán)形開(kāi)挖留核心土法
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0p0
二、城市礦山法概述
3.分部開(kāi)挖法
Ⅳ
3
單側(cè)壁導(dǎo)坑法
5
6
Ⅵ
側(cè)壁導(dǎo)坑法
Ⅳ
3
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法
6
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洋中隧道由中交一公局承建
福州新聞網(wǎng)
 www. fznews. com. cn
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 100121100
二、城市礦山法概述
由中鐵
穵法
法
法
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p10
二、城市礦山法概述
3.分部開(kāi)挖法
在連拱隧道或分叉
中洞法
隧道的喇叭口地段,先
開(kāi)挖兩洞之間的立柱
(或中墻)部分,完成立
柱(或中墻)混凝土澆
筑后,再進(jìn)行左右兩洞
開(kāi)挖的施工。
2005/03/24
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 Pty Ltd
 10p11110
二、城市礦山法概述
4.其他一些適合于特大斷面隧道開(kāi)挖方法
⑥
9
⑩
10
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二、城市礦山法概述
4.其他一些適合于特大斷面隧道開(kāi)挖方法
外板
施工坑道
天大大
內(nèi)板
鑰管片
盾構(gòu)輔助法
盾構(gòu)千斤頂?shù)侗P(pán)
預(yù)襯砌法
工作面長(zhǎng)錨索(新意法)
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11100010
p10
2圍巖變形特征與破壞機(jī)理
 019 Aspose Pty Lid
p11
、隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
 1-Extrusion
 At the face
 Around the cavity
 Typologies of deformation< 2-Preconvergence
L
 3-Convergence
 Fall of
 ground
 Preconvergence
 Extrusion
 Fall of ground
 Separation
 of strata
 Separation of strata
 Convergence
 Failure of
 Preconvergence of the cavity
 the face
 -Convergence of the cavity
 Collapse of the
 Ground intruded through the
 cavity
 I theoretical profile of the tunnel
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p一、隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
土體移動(dòng)的空間效應(yīng)
影
范
圍
等高線(xiàn)
盾構(gòu)機(jī)
進(jìn)行方向
取土范圍
變形范圍
盾構(gòu)機(jī)
襯砌
盾尾間隙
 y Ltd.
隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
8
DN1200管線(xiàn)
0
 Li
反彎點(diǎn)
=15.6°
Z
橫向斷面地層沉降形狀
 Pty Ltd
隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
-52mm
44.46m
-28.11mm
-35.28mm
土體分層沉降示意圖
 2002-2019 Aspose Pty
、隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
0p121
濰只溫
只H
H
地表下沉曲線(xiàn)
隧道
地層移動(dòng)的時(shí)間效應(yīng)
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、隧道開(kāi)挖后的圍巖變形特征
地層損失理論
地層移動(dòng)由地層損失引起,并認(rèn)為地表沉陷槽的體積
應(yīng)等于地層損失的體積。
該法的理論基礎(chǔ)是在隧道施工過(guò)程中產(chǎn)生了一定的地
層損失,相當(dāng)于從地層中挖去一塊巖土體,形成一個(gè)空洞,
從而導(dǎo)致上部的巖土體產(chǎn)生移動(dòng)和變形,最終該空洞被填
充,而在地表則形成體積等于空洞體積的沉降槽。
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 19 Aspose Pty Lid
二、隧道塌方機(jī)理
應(yīng)該說(shuō),隧道開(kāi)挖后,圍巖的變形是不可避免的,但
是如果在開(kāi)挖后及時(shí)采取有效措施,則圍巖變形處于可控
范圍,反之,在圍巖變形超過(guò)某一極限值后發(fā)生塌方。
01
 Yantur巖在線(xiàn)
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 100111
二、隧道塌方機(jī)理
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111001
p00
0010
3施工安全與風(fēng)險(xiǎn)控制
1)有效支護(hù)
2)隧道埋深選擇
3)曲線(xiàn)變軌
4)各分部開(kāi)挖的貢獻(xiàn)率
5)掌子面的預(yù)加固
6)信息化施工
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0p100
>有效支護(hù)1
1.0
無(wú)支護(hù)
支護(hù)不及時(shí)的情況
支護(hù)早的情況
洲
早施設(shè)剛性大的支護(hù)的情況
早支護(hù)
遲支護(hù)
0.0
-2.0-1.5-1.0-0.5
0
0.51.01.52.02.53.0
離掌子面的距離(×D)
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0011
0p100
>隧道埋深選擇
將隧道建在合適的深度,減小施工風(fēng)險(xiǎn)
埋深
0
2
影響區(qū)工
4
地表沉降≥30mm
6
8
影響區(qū)
10
30mm>地表沉降>20mm
12
14
影響區(qū)Ⅲ
16
20mm>地表沉降≥10mm
18
20
影響區(qū)I
22
10mm>地表沉降>5mm
24
影響區(qū)
26
28
地表沉降<5mm
30
曲線(xiàn)變軌
利用曲線(xiàn)變軌原理,根據(jù)先前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)
測(cè)有可能塌方時(shí),提前改變施工方法或支護(hù)參
數(shù),使其沉降曲線(xiàn)改變?cè)熊壽E,朝安全、穩(wěn)
定方向發(fā)展。
計(jì)算步
0
50
100
150
200
-10
20
30
-40
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>各分部的貢獻(xiàn)率
1001
p通過(guò)分析各分部對(duì)
0010
拱頂沉降的貢獻(xiàn)率,做
A
到“好鋼用在刀刃上”,
重點(diǎn)控制主要塊,快速
施工次要塊。
距考察斷面距離/m
60-45-30-15015304560
3部
32.6%
自熱
開(kāi)挖方向
2部
-10
30.8%
-15
4部
9.8%
-20
-25
1部
7部6部5部
.4%
11.0%
1部開(kāi)挖2部開(kāi)挖3部開(kāi)挖4部開(kāi)挖
2.8%7.6%
5部開(kāi)挖6部開(kāi)挖7部開(kāi)挖
各部開(kāi)挖對(duì)A點(diǎn)沉降的貢獻(xiàn)率
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>掌子面和側(cè)墻對(duì)某點(diǎn)沉降的貢獻(xiàn)率
110011
徑向錨桿固然重要,掌
子面變形引起的土體變位也
不容忽視。有時(shí)掌子面前方
的超前錨桿顯得更為重要。
如“新意法”理念就是重視
∥
掌子面前方錨桿作用。
 a)
 b)
 c)
未有超前加固措施的
超前加固后
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用玻璃纖維筋加固前方土體
30
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>信息化施工
變更施工設(shè)計(jì)
否
作為新奧
是
經(jīng)濟(jì)否
法三大要素
否
之一的信息勘預(yù)施
測(cè)設(shè)工施
信息采集
化施工,對(duì)
全是工是工
調(diào)計(jì)設(shè)工
與處理
安全否?
施工結(jié)束
于施工安全
查
計(jì)
施工完否?
否
控制至關(guān)重
變更
改善施工方法施工
要。
方法
變更施工設(shè)計(jì)不行
圖1-1信息設(shè)計(jì)及施工流程
 Evaluation Or
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>信息化施工
p青島市膠州德口海底 -i隧道青島端接線(xiàn)工程三方監(jiān)測(cè)- Internet Explorer
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基本信息地圖展示數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)展示基本結(jié)論生成報(bào)表數(shù)據(jù)管理權(quán)限設(shè)置
退出
圖層顯示
基本圖層
地表沉降
建筑物傾斜
拱頂下沉
爆破動(dòng)
圍巖收劍
沿線(xiàn)建筑物
隧道路
周邊地形
測(cè)點(diǎn)查詢(xún)
點(diǎn)類(lèi)型:
測(cè)點(diǎn)編號(hào):
查詢(xún)
查詢(xún)結(jié)果
完畢
本地 Intranet
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1110001
0p10
4近接建(構(gòu))筑物施工
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0p21
一、基本概念
三大基本類(lèi)型:
(1)新建工程接近既有隧道施工
(2)新建隧道接近既有工程
(3)兩條及以上隧道近距離同期施工
隧道等地下
(0-5)
地下工
工程施工(礦
程施工
合合
山法時(shí),接深圳、廣州等
對(duì)周?chē)?
近一個(gè)或多地鐵均遇到
建筑物
個(gè)既有建筑此情況。
影響
物,對(duì)其產(chǎn)生
影響
 Evaluation Only
 -hog
 with Aspese PDF CEyright 2002-2
 sag
M
DR.hog_ DRhog
念
 DRhog
 hog
 DR.sag
 DR
M
 DR
△
是新建工程將會(huì)
 sag
 Fully flexible building: M=1
 Fully igid building影響這種影
響最本質(zhì)的原因是
 Definition of relative stiffness
 (stiffness of the building relative to the soil stiffness
圍巖應(yīng)力狀態(tài)再次重
 -length parallel
B
 BB
 o tunnel axis
E- -building stiffness田田田田田田田
E,- Secant soil stiffness
的力學(xué)行為變化。
田田田田田
建的時(shí)間先后關(guān)系、
 Zt
 EI
方法的不同而不同。
 Dtmnel
 (Franzius et al 2006)
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0p1
二、近接影響分區(qū)
建筑荷載下的地基附加應(yīng)力場(chǎng)
 po-200kPa
-2k-k
 b
200
0
164
k
1
 3b
 4b
2等值線(xiàn)
 5b
0.1
 6k
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二、近接影響分區(qū)
單一隧道的二次應(yīng)力場(chǎng)影響范圍
30y
20y
1.1y
1.010y
.10y
1.010y
2.67r
7.27
3.16r
10
入=0
入=1
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0p11
二、近接影響分區(qū)
由于建筑物地基的附加應(yīng)力影響和隧道
開(kāi)挖引起的應(yīng)力重分布都是局部的。從相距
的遠(yuǎn)到近,有一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)逐漸疊加的過(guò)程。
2000
-1000
0000
10000
000
(a)凈距12.6m
(b)凈距58.6m
圖1.4-1在建筑物地基中開(kāi)挖隧道的豎向應(yīng)力圖
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0p11
二、近接影響分區(qū)
近接施工的影響不僅存在著局域性,
而且在局部的范圍內(nèi)應(yīng)力重分布是有梯度
變化的,這也表明影響程度是不同的,因
此提出近接施工影響分區(qū)及標(biāo)準(zhǔn)。
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p0p11
二、近接影響分區(qū)
表2-7分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)
近接區(qū)劃
特征
對(duì)策
新建工程對(duì)既有結(jié)構(gòu)必須從施工方法上采取措施并根據(jù)既有結(jié)
A-強(qiáng)影響區(qū)。物有影響,且影響較構(gòu)物的強(qiáng)度、變形量等來(lái)研究影響程度,
強(qiáng),通常會(huì)產(chǎn)生危害而后采取相應(yīng)措施。同時(shí)對(duì)既有結(jié)構(gòu)物和
新建結(jié)構(gòu)物進(jìn)行量測(cè)管理
新建工程對(duì)既有結(jié)構(gòu)一般以采用合適的施工方法為對(duì)策,并根
物有影響,但影響較據(jù)既有結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度、變形量等來(lái)推定容
B一弱影響區(qū)弱,通常不會(huì)產(chǎn)生危許值,再?zèng)Q定是否采取其他措施。為施工
害,但需注意。安全,要對(duì)既有結(jié)構(gòu)物和新建結(jié)構(gòu)物進(jìn)行
量測(cè)管理。
一般不需要考慮新建一般不需要采取措施。
C—無(wú)影響區(qū)工程對(duì)既有結(jié)構(gòu)物的
影響。
 Evaluation Or
 yright 2002
既有規(guī)范,我們認(rèn)為僅適用于軟土
既有構(gòu)造物
既有構(gòu)造物
0p
 BI
 2B1
 BI
2B1
B
 B1
A
A
B
C
45°+/2
45°+/2
 B2
 B1
 B2
新建
新建
 a)
 b)
既有構(gòu)造物
 BI
 2B1
 BI 2B1
B
C
A
既有
C
B
A
C
45°+中/2
 B1
45+/2
 B2
 B2
新
 B1
新建
c
 d)
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硬巖地層
1p1
評(píng)判指標(biāo):安全系數(shù)
0010
實(shí)現(xiàn)方法:強(qiáng)度折減法
多工況數(shù)值模擬
 Evaluation Onbr Created with
安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果
56m
地表
雙
-30
-20
-10
0
10
20
30
1.22.874.10437
43
437
206
2.6
目目
3.6
32
2.67
安全高地
安全高地
危險(xiǎn)洼地
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考慮相對(duì)尺度的影響,分別計(jì)算了“隧道-建
0p筑物”相對(duì)尺寸(D/B)為2、1、1/2的三種情況
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對(duì)三種計(jì)算工況進(jìn)行規(guī)律
 1000113g
分析,建立影響分區(qū)如下:010
B
srw=-1.2857d/b+5.5
弱影響區(qū)
↓
無(wú)影響區(qū)
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青島膠州灣海底隧道接線(xiàn)工程應(yīng)用
 10pi21200
0010
35.0
34.9
1號(hào)樓房
4號(hào)樓房
55.0
13.
11.3
強(qiáng)影響區(qū)
強(qiáng)影響區(qū)
∞
區(qū)
無(wú)影響區(qū)
無(wú)影響區(qū)
16.2
16.2
 Evaluation
對(duì)于上軟下硬地層:
(1)上面軟層借鑒日本既有規(guī)范;
(2)下面硬層與上述計(jì)算方法同。
Srw=2.5714xd/b+1
S2.5714x0+1
P
+x
十
導(dǎo)強(qiáng)風(fēng)化層
強(qiáng)影響區(qū)
N
弱影響區(qū)
無(wú)影響區(qū)
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青島膠州灣海底隧道接線(xiàn)工程應(yīng)用
0010
24m
智榮中學(xué)
磚3
強(qiáng)影響區(qū)
弱影響區(qū)
無(wú)影響區(qū)
混7
強(qiáng)影響區(qū)
弱影響區(qū)
無(wú)影響區(qū)
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0p11
二、對(duì)策研究
對(duì)于強(qiáng)影響區(qū)的對(duì)策研究
(1)對(duì)既有隧道或工程采取措施
(2)對(duì)新建隧道或工程采取措施
(3)對(duì)既有工程和新建工程之間的圍巖采取措施
(硬巖、軟巖有別)
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110
0p10
再來(lái)一個(gè)我們以往的案例:
深圳重疊隧道
1、概述-近接施工基本概念及工程背景
2)依托工程概況
少年富站
大D
車(chē)公廟站
世之站
竹子林
僑城東站 zhuzilin
國(guó)貿(mào)站
購(gòu)物公園站
中心站
竹子林車(chē)輛段
 Zhuxiiin Depot
深圳地鐵一期工程1號(hào)線(xiàn)
◇深圳建市以來(lái)政府投資最大的國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目
◇線(xiàn)路全長(zhǎng)17.39Km,設(shè)車(chē)站15座
◇由深圳市地鐵有限公司承擔(dān)建設(shè)管理
全線(xiàn)于2000年開(kāi)工,03年完成土建施工,04年12月建成通車(chē)
1概述
2)依托工程概況
本課題《地鐵重疊隧道設(shè)計(jì)
與施工關(guān)鍵技術(shù)研究》是結(jié)合
地鐵1號(hào)線(xiàn)羅大段工程的修建
進(jìn)行的。
大劇院
羅大段工程:位于深圳羅湖
區(qū),起于深圳火車(chē)站,出火車(chē)
站后往北沿人民南路,鄰羅雨
干渠,在嘉賓路口設(shè)國(guó)貿(mào)站,
出國(guó)貿(mào)站往北穿越深南東路后
進(jìn)入東門(mén)商業(yè)區(qū),在此設(shè)置老
街站(與地鐵3號(hào)線(xiàn)換乘),
出站后往西沿解放路在紅嶺中
路與深南中路交叉口西側(cè)設(shè)大
劇院站。
1概述
2)依托工程概況
紅嶺
羅大段線(xiàn)路:
路大劇院站
老街站
人民路
◇全長(zhǎng)約2.8Km
 Dajuyuan
 Laojie
◇含4站3區(qū)間(含樁基托換工程)
◇土建投資約7.48億元
國(guó)貿(mào)站
◇由鐵二院設(shè)計(jì)
 Guomao
◇由中鐵隧道局等單位施工
羅湖站
 Luohu
1概述
3)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
(1)工程穿越城市繁華商貿(mào)中心區(qū),環(huán)境異常復(fù)雜
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國(guó)大段線(xiàn)路三站兩區(qū)間長(zhǎng)1778.6km,土建投資近5.8億元
羅湖
人口密度982人
下穿布吉河廣高速
7
鐵路線(xiàn)高架橋
業(yè)場(chǎng)
民橋人民橋橋臺(tái)
深東門(mén)商業(yè)區(qū)
南軸路百貨廣場(chǎng)大樓
9層裙樓3層地下室
和深1
深東路
東
人行天橋
橫路
筆架山渠
路鐵下華中酒店
天虹商場(chǎng)
南
路
穿路
大發(fā)
羅雨干渠
國(guó)貿(mào)大廈
國(guó)貿(mào)站
1概述
3)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
(2)區(qū)段地層上軟下硬,地下水位高,地質(zhì)條件差
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540
老街站
百貨廣場(chǎng)
華
中
羅雨干渠
酒
國(guó)貿(mào)站
店
大王填土
地下水位線(xiàn)
海沖積層
我積
強(qiáng)風(fēng)化
斷層
國(guó)老區(qū)間地質(zhì)縱斷面圖
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總體看:
★地層“上軟下硬”:上部主要為軟弱的礫質(zhì)粘性土和
砂
層,下部(局部)為強(qiáng)度較高的微風(fēng)化層;
★高地下水位:地下水位埋深約3.7m,隧道位于地下水
之中;
★土質(zhì)圍巖工程特性很差:花崗巖全風(fēng)化層及殘積土,遇
水及擾動(dòng)后極易軟化崩解,強(qiáng)度迅速降低;
★F4斷層及次生斷層:破碎,圍巖自穩(wěn)性很差;
★國(guó)大區(qū)間圍巖條件統(tǒng)計(jì):“上軟下硬”段長(zhǎng)度占總長(zhǎng)
50.0%;軟巖段占38.5%;硬巖段占11.5%。
1概述
3)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
(3)重疊隧道規(guī)模大,空間轉(zhuǎn)換復(fù)雜技術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)大
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日
°g
明挖段
大劇院站
老街站
2號(hào)豎井
◇雙洞重疊隧道凈距小(1.6m~1.8m)。全段隧道空間轉(zhuǎn)換復(fù)雜。
技術(shù)難點(diǎn):
①重疊線(xiàn)型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)形式選擇
②雙洞重疊近接影響分析與評(píng)價(jià)
③設(shè)計(jì)分段與支護(hù)參數(shù)確定
工程經(jīng)驗(yàn)缺乏
1概述
3)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
(4)隧道淺埋,采用淺埋暗挖法施工,沉降控制要求高
★拱頂埋深9~16m,最小在布吉河河底;
★羅國(guó)區(qū)間圍巖總體軟弱,采用盾構(gòu)法施工;
★國(guó)大區(qū)間多處正穿既有建筑基礎(chǔ),處理難度大,且局部
遇硬巖,施工困難,因此采用淺埋暗挖法施工;
★地面建筑密集,道路及地下管線(xiàn)縱橫交錯(cuò),沉降控制十
分嚴(yán)格;
★在飽和含水地層中采用淺埋暗挖法施工,地層易失水,
沉降控制有較大難度。
 Pty Ltd
技術(shù)難點(diǎn):
④雙洞施工順序與施工間距的確定
⑤單洞雙層隧道淺埋暗挖法施工方法
⑥不同洞型空間轉(zhuǎn)換方法
⑦沉降控制及困難地段輔助施工方法
工程經(jīng)驗(yàn)較缺乏或較少
1概述
3)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
(5)近接建(構(gòu))筑物多,相互影響十分嚴(yán)重
(6)樁基托換類(lèi)型、數(shù)量多,單體規(guī)模大,難度大風(fēng)險(xiǎn)高
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2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
1)數(shù)值分析
地面
×
分析圖:一洞室埋深10m,另一洞室沿其四周分布于不同位置
2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
1)數(shù)值分析
判定標(biāo)準(zhǔn):塑性區(qū)和最大主應(yīng)力
重分布的雙重標(biāo)準(zhǔn)。
計(jì)算系列:總共38組,見(jiàn)下表。
上/下洞埋深兩洞連線(xiàn)的水平角度
兩洞凈距
施工順序
-90°
0.5D、1.0D、1.5D、2.0D、3.0D
-60°
1.0D、2.5D
上洞
-45°
埋深
0.5D、1.0D、1.5D、2.0D“先上后下”
10m
-30°
1.0D
/
0.5、1.0D、1.5D
下洞
埋深
0
15
1.75D
變化
“先下后上”
30
2.0D
45°
1.1D
90°
0.5D
2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
1)數(shù)值分析
限于篇幅,以?xún)啥此竭M(jìn)行分區(qū)判定說(shuō)明。
0.5D時(shí),塑性
區(qū)貫通;
1.0D時(shí),強(qiáng)影
響區(qū)和弱
單洞開(kāi)挖
凈距0.5D
影響區(qū)的
分界點(diǎn);
1.5D時(shí),近接
影響忽略
不計(jì)。
凈距1.0D
凈距1.5D
2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
1)數(shù)值分析
近接影響分區(qū)圖
化
2淺埋暗挖法兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn)
1)數(shù)值分析
近接影響分區(qū)圖
E
強(qiáng)影響區(qū)域
區(qū)
無(wú)影響區(qū)域
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3重疊隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
主要內(nèi)容:
1)重疊隧道設(shè)計(jì)分段
2)重疊隧道施工順序
3)重疊隧道工作面合理間距
4)不同洞型空間轉(zhuǎn)換方法
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
研究方法
(1)數(shù)值模擬計(jì)算模型
整體模型圖
典型斷面圖
隧道結(jié)構(gòu)圖
模型概述:重點(diǎn)分析重疊及交錯(cuò)隧道段,縱向范圍為CK2+360~CK2+390單洞雙層段
30m,CK2+390~CK2+560雙洞段170m共長(zhǎng)200m,隧道斷面范圍為80m(寬)×75m
(高)。
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
研究方法
(2)模型試驗(yàn)—試驗(yàn)?zāi)Ｐ?
整體模型圖
襯砌試件
概述:圍巖為V級(jí);施工順序?yàn)椤跋壬虾笙隆?考察開(kāi)挖下洞對(duì)上洞襯砌的影響。
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
1)重疊隧道設(shè)計(jì)分段研究
(1)深圳重疊隧道近接度分區(qū)
E
按照深圳地鐵
重疊線(xiàn)路隧道
1.0D15D
實(shí)際洞型分布
形態(tài),
得出該工程兩
隧道輪廓外邊線(xiàn)
上45度區(qū)
20D
隧道近接影響
程度判定結(jié)果
30D
下45度區(qū)
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
1)重疊隧道設(shè)計(jì)分段研究
(1)深圳重疊隧道近接度分區(qū)
與日本鐵路隧
無(wú)影響范圍
45
道近接度分區(qū)
必須采取施范圍45
要注航
.5d
2.5D
標(biāo)準(zhǔn)相比:
00
無(wú)影響范圍
無(wú)影響范圍
必須取措范圍
1.0d1.0D
5D保護(hù)層
要注意范圍
要注意圍
在下半空間范
有隧道
2.0
.5d1.5d
圍內(nèi)接近,其
 )3.5D'
要注
2.5
2.5D
它范圍有所差
既有隧道
無(wú)響范圍
異
新設(shè)隧外徑
D新隧道外徑
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
1)重疊隧道設(shè)計(jì)分段研究
(2)深圳重疊隧道近接影響分段
雙洞重疊隧道相互影響情況分段表
洞型凈距大小
兩洞位
影響
里程
置關(guān)系
分區(qū)
長(zhǎng)度(m)
小于等于0.5DK2+382.75~K2+483
強(qiáng)影響100.52
下45度區(qū)
0.5D~1.0D
K2+483~K2+518
強(qiáng)影響
72
雙洞
重疊
0.5D~1.0D
K2+518-K2+555
強(qiáng)影響
37
隧道
1.0D~1.5
K2+555~K2+610上45度區(qū)弱影響
55
1.5D以上
K2+610~K2+728.7
無(wú)影響118.7
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
1)重疊隧道設(shè)計(jì)分段研究
(3)深圳重疊隧道分段設(shè)計(jì)參數(shù)確定
◆當(dāng)左線(xiàn)隧道位于右線(xiàn)隧道下45°區(qū),且兩隧道凈距小于1.0D時(shí),
設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)加強(qiáng)兩級(jí)。
當(dāng)左線(xiàn)隧道位于右線(xiàn)隧道上45°區(qū),且兩隧道凈距小于1.0D時(shí),
設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)加強(qiáng)兩級(jí)。
當(dāng)左線(xiàn)隧道位于右線(xiàn)隧道上45°區(qū),且兩隧道凈距小于1.5D時(shí),
設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)加強(qiáng)一級(jí)。
當(dāng)左線(xiàn)隧道位于右線(xiàn)隧道上45°區(qū),且兩隧道凈距大于1.5D時(shí),
按一般單線(xiàn)隧道設(shè)計(jì)。
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
2)重疊隧道施工順序研究
(3)綜合結(jié)論
①不同研究方法結(jié)果比較表
工1與工2均滿(mǎn)
初期支護(hù)塑性區(qū)地表下沉
足規(guī)范要求;
方法圍巖條件方案
最小安全系數(shù)(m)(mm)
V級(jí)圍巖,數(shù)
工1
4.75
3.5-20.18
V級(jí)
值分析與模型
工2
2.42
3.0-23.52
試驗(yàn)的結(jié)論一
理論上部V級(jí)工1
10.9
1.5-10.36
致,即工1最
計(jì)算下部級(jí)工2
11.35
1.5-9.76
優(yōu);
工1
6.19
0
0.6
Ⅲ級(jí)
◆上部V級(jí)下部
工2
5.24
0
0.5
Ⅲ級(jí)圍巖,工
模型V級(jí)
工1
-50.7
2最優(yōu);
試驗(yàn)
工2
-102.9
注:由于模型試驗(yàn)是根據(jù)初勘選擇的地質(zhì)參數(shù),故地表下沉位移與計(jì)算級(jí)圍巖,工
值相差較大。
2最優(yōu);
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
3)重疊隧道工作面合理間距研究
分析方法:數(shù)值模擬;
模型試驗(yàn)。
施工方案:工1---先上后下”;
工2---“先下后上”。
圍巖條件:上下洞V級(jí);
上下洞Ⅲ級(jí)。
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
4)重疊隧道不同洞型空間轉(zhuǎn)化技術(shù)
(2)深圳地鐵不同洞型空間轉(zhuǎn)化采用方案
經(jīng)過(guò)綜合論證,深圳地鐵
老大區(qū)間重疊隧道采用了
方案③,成功地解決了不
同洞型空間轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。
2號(hào)豎井位置
0:52~1:20
3重疊隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
5)重疊隧道技術(shù)總結(jié)
★提出了淺埋暗挖法施工兩隧道的近接度標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),將深圳地鐵重疊隧
道分為三段,即強(qiáng)影響段、弱影響段和無(wú)影響段。根據(jù)該分段進(jìn)行了相應(yīng)支護(hù)
參數(shù)設(shè)計(jì),即強(qiáng)影響段支護(hù)設(shè)計(jì)加強(qiáng)兩級(jí);弱影響段加強(qiáng)一級(jí);無(wú)影響段則按
一般隧道設(shè)計(jì)。
★確定了重疊隧道施工順序,即:在軟弱圍巖條件下,采用“先上后下”;在上
軟下
硬和硬巖條件下,采用“先下后上”。
★確定了重疊隧道各工作面合理間距,即:在軟弱和上軟下硬圍巖條件下,后建
隧道掌子面與先建隧道的二次襯砌工作面之間的合理間距應(yīng)大于6D;在硬巖條
件下,則應(yīng)大于5D。
★比選了重疊隧道不同洞型空間轉(zhuǎn)換方法,即:采用暗挖法時(shí),以單洞雙層隧道
向雙洞重疊隧道施工為宜;采用明挖法時(shí)在洞型轉(zhuǎn)變處設(shè)置一豎井,向兩個(gè)
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4單洞雙層隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
4單洞雙層隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
1)單洞雙層隧道設(shè)計(jì)
邊墻高度小于或者等于
13m,采用一般支護(hù)措
施
邊墻高度大于13m,采
用加強(qiáng)支護(hù)措施
4單洞雙層隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
2)施工總則
超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)
超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)
730cm厚初支
第1臺(tái)階
第一道臨時(shí)仰
預(yù)留核心土
第一道臨時(shí)仰拱
系統(tǒng)錨管
第臺(tái)階
第Ⅱ臺(tái)階第二道臨時(shí)仰
6-12m1.5-2.5m
第二道臨時(shí)仰拱
第Ⅱ臺(tái)階
第Ⅲ臺(tái)階
第三道臨時(shí)仰
1.5-2.5m
6-12m
第三道臨時(shí)仰拱
第Ⅲ臺(tái)階
6-12m
1.5~2.5m
第Ⅳ臺(tái)階
第Ⅳ臺(tái)階
6.8m
以信息化施工管理為核心,嚴(yán)格貫徹執(zhí)行淺埋暗挖法十八字方針;
◆開(kāi)挖支護(hù)施工步驟:采用正臺(tái)階法,自上而下,四個(gè)臺(tái)階,順序施工。
0:00~0:51
4單洞雙層隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
3)各臺(tái)階掘進(jìn)施工根據(jù)其作業(yè)空間及所處地質(zhì)條件的
不同,主要采用:
(1)人工預(yù)留核心土分部開(kāi)挖;
(2)小型液壓反鏟全斷面開(kāi)挖;
(3)微震光面爆破技術(shù)輔助開(kāi)挖
等三種方式
4單洞雙層隧道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)
6)單洞雙層隧道技術(shù)總結(jié)
(1)提出了單洞雙層隧道設(shè)計(jì)方法;
(2)總結(jié)了單洞雙層高直邊墻隧道
施工技術(shù),形成了較完整的單洞雙
層隧道淺埋暗挖施工工法;
(3)優(yōu)化提出了深圳地鐵單洞雙層
隧道輔助工法。
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謝謝
p10
00101
0011110001

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