地铁隧道近距离下穿建筑物的保护（5篇）

第一篇：地铁隧道近距离下穿建筑物的保护

地铁隧道近距离下穿建筑物的保护

摘要:某城市地铁隧道在距某 22 层高的宿舍楼仅 5.4m 位置下穿通过,该楼为筏板基础,无桩基,基础埋深较浅,在与此楼如此近距离的施工过程中, 减少对该楼的扰动, 对该楼的保护成为一个技术难题。关键词:地铁隧道近距离 下穿建筑物 工程概况 1.1 工程简介

某宿舍楼位于某城市两条路交口东侧繁华地段, 周围建筑物较密集。宿舍楼为框架结构,地上 20 层,地下 2 层,筏板基础,无桩基, 基础埋深较浅, 隧道近距离下穿建筑物。宿舍楼与区间隧道的立面关系见图1,隧道外轮廓与楼箱基底板的最近距离仅为 5.4m,隧道中线距该楼投影距离为 8.9m。正线隧道贴近宿舍楼北侧经过,隧道采用矿山法开挖。1.2 工程地质、水文条件

隧道结构上层处在粘土层中,下部结构处于细砂及卵石层中。对隧道结构有影响的地下水层为第一层台层潜水,该层的水位标高为43.54～48.09。水层的埋深为 2.6～8.2m,该层的土质情况为粉土和砂土层,隧道刚好位于该土层中。

1.3 工程环境

宿舍楼地处繁华地段,来往行人及车辆流量较大。位于此处隧道上方地下市政管线较密集,包括重要的市政管线如:污水管、雨水管、电力管、热力管等,埋深在 2.5～9.0m。业主委托设计院该路段进行探地雷达检测工作,发现区间隧道左线 K3+230～+293 为松散区。2 施工方案

隧道区间左、右线竖井以东 K3+187～+225、k3+261～+294 段穿越宿舍楼。原设计中 K3+187～+225、k3+261～+294 这两段区间隧道从地面上增设隔离桩进行隧道结构与宿舍楼之间土体的加固,以降低隧道开挖对既有建筑物(宿舍楼的扰动)。但在 K3+187～+225 段,西侧宿舍楼北侧的隔离桩措施在设计上后来被取消,因此在K3+187～+225段区间主体结构开挖时采取洞内加固的方法进行施工,以减少对宿舍楼的扰动。2.1 洞内加固施工

过宿舍楼段洞内仍采用矿山法施工。左、右线同时开挖,上下导坑同时作业,其总体施工顺序如图 2 施工工艺流程图。

2.1.1 右线加固方案

右线与宿舍大楼水平距离只有5.3～5.8m,整个施工过程除采取加固处理外,还必须严格执行隧道开挖支护的“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针,具体采取的措施如下:(1)增大超前小导管的打设范围。K 3 +177～+225 段超前小导管设置变为拱顶 1800到南侧仰拱拱脚处这一范围。小导管长度为1.5m 环向间距 30cm,纵向间距 1.0m,仰角及外插角控制在 100～150 之间。(2)缩短开挖步距,K3+177～+225 段每循环的开挖步距由 0.75m 减少到 0.5m。(3)开挖过程中加大核心土,并保证核心土的长度不小于 2 m。

(4)增加初期支护厚度,K3+177～+225段初期支护厚度由 25cm 增大至 300mm。

(5)施做临时仰拱,采用 CD 法开挖,实现上导“早封闭”,上、下导洞的错开距离保持在10m 以上。(6)初期支护背后注浆紧跟掌子面。

(7)k3+261～+294 段按原设计图纸进行施工。

(8)增加对洞内及地面的监控量测的频率,发现异常,立即封闭掌子面,采取相应措施。(9)对楼的监控量测加强,如果累计沉降超过 20mm, 就立即启动应急预案。2.1.2 左线加固方案

为控制地表沉降,把沉降对宿舍楼的的影响控制在规范要求以内,左线在开挖过程中采取如下措施:(1)左线 k3+187～+225 段格栅步距0.5m/ 榀,初支加厚为 30cm,并施做临时仰拱,在左线先通过宿舍楼的情况下,减少左线开挖对地表沉降影响。(2)背后注浆紧跟掌子面不滞后。2.2 监控量测方案

监测内容主要有以下几项:①地表沉降;②建筑物观测;③隧道拱顶下沉;④水平收敛。2.2.1 测点布设及监测方法(1)地面沉降监测 1)地面沉降测点布设

监测点布设在最有代表性的地点,使观测点的变化能真正反映建筑物或地表的沉降情况,地表沉降监测点沿主体结构中心线每相距5m 在垂直于线路中心线方向布置一个沉降监测断面,每个沉降监测断面对称布设5个测点。地面建筑物的观测取建筑物沉降原始值。2)监测方法

沉降监测控制网的高程系统和原有的高程系统保持一致。采用精密水准测量方法,水准路线闭合成环或附合到另一基准点上使用的仪器。(2)隧道内监测 1)测点布置

结构初期支护量测为净空收敛、拱顶下沉、隧底隆起量测及应力计监测。洞周收敛量测:沿隧道轴线方向每 10m 设一个断面,每个断面布设 1 条测线。

洞室拱顶下沉量测:每 10m 设一个量测断面,测点设在开挖断面下沉变化最大的地方,与周边收敛测点在同一里程处。2)拱顶下沉监测

在开挖后24 小时内和下次开挖之前设点并读取初始值,采用精密水准仪和铟钢尺进行水准测量。每 10m 设一个监测断面,拱顶最大允许沉降为 3 0 m m,预警值 25mm。3)水平收敛监测

在墙脚以上 1.5m 处设一条水平收敛测线,采用 JSS305A 数显式收敛计量测,设点及测试频率同拱顶下沉。

2.2.2 监测项目的控制标准

地表总沉降宜控制在 35mm 以内,宿舍大楼不均匀沉降值控制在 60mm 以内,地下管线沉降控制在 20mm 以内。施工期间应加强对相关区域的地下管线进行监测,避免因地铁施工引起的沉降导致管线破坏。3 主要施工工艺

3.1 格栅钢架、钢筋网制作安装

格栅钢架在钢筋加工棚统一制作,在加工过程中必须严格按设计要求和技术交底书制作,拱架加工完成后进行试拼装检查,当各部位尺寸符合设计要求后,对各部位成品格栅钢架标记号码,分开摆放,插上标示牌,防止施工时用错。

格栅钢架安装时, 注意防止“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等偏差。各节格栅钢架连接板应以螺栓连接拧紧,格栅钢架间以纵向连接筋搭焊牢固。钢筋网在洞外提前加工成钢筋网片,运输至洞内安装。安装时,钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设,钢筋网的混凝土保护层不小于20mm。为保证钢架整体受力,按设计设置纵向连接钢筋。连接筋为φ 22 钢筋,环向间距1.0m,与钢架的连接点焊接牢固。

主要技术要求,格栅钢架加工与安设误差要求见表 1。

3.2 超前小导管注浆技术

超前小导管注浆加固地层技术,是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜钻孔安设带孔眼的注浆管,将各种适应不同地层的浆液高压注入,渗透至地层的有效范围内,只要注浆压力超过被注土体的最小剪切强度,浆液便能呈脉状快速渗入土体, 并将其中的空气、水份排出,使浆脉加密加厚,增密土体。随后浆液发生胶凝反应,使流塑粘土胶结、硬化,转变为硬塑,形成具有一定强度和抗渗能力的以浆脉为骨架的固结体, 从而提高了围岩的强度、稳定性和抗渗性能,达到防止洞内突泥涌水、地表下沉和施工安全的目的。3.2.1 小导管注浆施工工艺流程

超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。其施工工艺流程见图 3。

3.3 喷射混凝土

喷射砼作业在满足《锚杆喷射砼支护规范》有关规定的基础上,遵守以下几点:(1)钢架与围岩间的间隙必须用喷射砼充填密实。

(2)初喷砼紧跟掌子面,复喷前先按设计要求完成超前小导管, 钢筋网、格栅拱的安装工作。喷射砼分层喷射, 一次喷射厚度根据喷射部位确定,拱部为 5～8cm,边墙为 7～1 0 c m。

(3)试验室负责优选喷射砼的配合比与现场控制,喷射施工前先进行试喷,试喷合格后再投入喷射施工,并按规定喷射大板,制作检验试件。

(4)每次喷砼完毕后,及时检查厚度,若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。(5)坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。

(6)喷射砼的回弹率,边墙不应大于 15%,拱部不应大于 2 5 %。(7)坚决实行“四不”制度,即 1)喷砼工序不完,掌子面不前进;2)喷砼厚度不够不前进;3)砼喷射后发现问题未解决不前进;4)监测结果表明不安全不前进。

(8)喷射作业完毕或因故中断喷射时,必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。3.4 背后回填

初期支护混凝土达到一定强度且封闭成环之后,开始背后回填注浆施工。

注意事项:(1)背后注浆采用1:1纯水泥浆,水泥浆随拌随用。

(2)注浆终压不得超过0.5Mpa,注浆泵由专人操作,随时注意压力表读数,技术人员对注浆全过程旁站,并做好现场记录。

(3)背后注浆必须紧跟,封闭之后立即注浆，注浆里程不得滞后上导开挖掌子面10m。4 质量保证措施

4.1 隧道开挖质量保证措施

遵循浅埋暗挖法“管超前,严注浆,短开挖,强支护,早封闭,勤量测”的施工原则,结合实际制订出施工方案, 确保安全生产。具体措施如下:(1)施工前对设计提供的地质资料进行详细的了解、分析并进行必要的现场调查核实。

(2)超前预注浆,根据工作面地质情况,拟定注浆的方案,精心布管,严格注浆工作,控制好注浆压力,密切关注注浆量,确保达到理想的加固效果。(3)严格控制开挖循环进尺,对不良地质地段,适当缩短开挖进尺,环形开挖留核心土,喷砼封闭开挖工作面,并选用具有足够刚度和早强的支护设计,如适当加厚喷砼层,早强喷射砼,及早完成锚喷网联合支护。必要时采用双层钢筋网或增设临时钢支撑措施,以控制围岩变形。

(4)及时施作仰拱形成封闭结构,为保证仰拱及早受力,仰拱设计选用早强砼。(5)初期支护封闭后及时进行背后回填注浆。

(6)加强施工现场监控量测,选择合理的监测项目,及时反馈信息,以掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度, 以确定施工工序, 保证施工安全。4.2 钢格栅工程质量保证措施

(1)隧道开挖初期支护的钢格栅,其原材料符合设计要求。(2)现场加工格栅分批进行验收,合格后投入使用于施工。

(3)钢格栅用于工程前进行试拼,架立符合设计要求,连接螺栓拧紧,数量符合设计,节点板密贴对正,钢格栅连接圆顺。

4.3 喷射混凝土质量保证措施

(1)所用材料的品种和质量符合设计要求和施工规范的规定,其中水泥先进行试验,符合有关规定后使用。

(2)喷射混凝土原材料配合比、计量、搅拌、喷射符合施工规范规定。(3)喷射混凝土强度符合设计要求。

(4)喷射混凝土的结构,不得出现脱落和露筋现象。

(5)仰拱基槽内不得有积水淤泥和虚土杂物、喷射混凝土结构不得夹泥夹碴,严禁出现夹层。(6)钢格栅间喷射混凝土厚度满足设计要求,无大的起伏凹凸,表面平整圆顺。4.4 钢筋工程质量保证措施

对现场的钢材严格把好质量关,每批进场钢筋有出厂合格证明书,并经现场抽样检验合格后, 方可使用到工程中。进场的钢筋用完后, 钢筋工长、试验员在检验报告合格证明书上注明该批钢筋所用于工程的部位,便于今后对结构进行分析,确保工程质量。

钢筋的加工制作成半成品后,要按类别、直径、使用部位挂好标志牌, 并分类堆放整齐,使用提升设备吊运下井使用。建筑物开裂、失稳预控及应急预案 5.1 建筑物开裂、失稳预控措施

(1)区间在里程K3+190～+290 段近距离经过宿舍楼处,隧道中心离宿舍楼最近处只有8.8m。施工时需采取保护及应急措施,避免对邻近建筑物造成不良影响。

(2)必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则进行施工;减少地层沉降,确保建筑物的安全。

(3)加强对建筑物的沉降监测,信息及时反馈,指导施工,发现异常及时处理。(4)加强该地段超前注浆,加固地层。

(5)当在施工过程中出现意外情况时,应立即采取安全措施、必要时人员从大楼撤出,并通知相关单位协商处理。

(6)加强隔离桩的施工质量。5.2 建筑物开裂、失稳应急预案

根据经验,天然地基建筑物允许最大沉降值不大于30mm,允许倾斜不大于 0.003。宿舍建筑沉降基准值为 1 0 m m , 沉降预警值为2 0 m m。当宿舍建筑累计沉降值小于基准值时,建筑结构是安全的;当宿舍建筑累计沉降值大于基准值小于预警值时, 进入警告范围时,应加强监控;当宿舍建筑累计沉降值大于预警值小于控制值时,则需商讨和采取施工对策。当宿舍建筑累计沉降值大于控制值即进入应急抢险状态。

当宿舍建筑累计沉降值大于预警值小于控制值时,应采取的措施如下。1)立即停止施工,通知驻地监理工程师。2)掌子面挂网喷混凝土进行封闭。

3)在隧道拱部径向打设φ 32 长 3m 的小导管,径向间距 0.3m,纵向间距 1m,压注水泥浆加固地层。4)沿建筑物外围打设φ 32 长 4 m间距1m的小导管压注水泥浆。5)当宿舍建筑累计沉降值大于控制值即进入应急抢险状态。6 结语

通过以上措施, 在施工结束后对地表、宿舍大楼、地下管线进行量测,测得结果为地表总沉降 15mm,宿舍大楼不均匀沉降 40mm以内,地下管线沉降 15mm,符合设计要求,收到了良好的效果。

第二篇：穿堤建筑物工程施工方案（范文模版）

5.11 穿堤建筑物工程施工方案

5.11.1 涵闸工程

5.11.1.1临时围堰工程

由于施工期间正值当地枯水季节，河道水位较低，所以围堰顶面高程较低。我们初步选用土围堰。且施工期间围堰也作为人行施工便道。

围堰填筑

进场后，立即组织机械集中填筑围堰，围堰施工期计划一个工作日完成。

（1）采用进占法填筑，采用两台1m³挖掘机取土，两台推土机推平碾压。

（2）围堰填筑出水面后，分层上土，厚度控制30cm，土料粒径不大于5cm，每层压实验收后方铺筑上层土料。

（3）围堰填筑采用开挖基坑土方作为土料。土料的含水量控制在最优含水量范围内，以确保土源不受雨水或河水浸泡。

（4）土方压实采用推土机压实，压实后土方的压实度达0.92以上。围堰拆除

在工程结束前拆除围堰，计划用5天将全部围堰拆除完毕。拆除土方水上部分用于回填区回填，水下部分弃至弃土场或业主指定地点。

围堰拆除采用挖掘机拆除，汽车装运，先挖水上部分，留50cm和水下部分一道挖运。

5.11.1.2土方工程

基坑开挖及回填土方均采用1m³反铲挖掘机配合自卸车和当地农用车进行，与建筑物结构邻接带及边角狭窄部位用蛙式打夯机或人力夯进行补夯实。

土方开挖

(1)、基坑土方开挖前，按图纸要求，设置标高控制桩，并按图纸所示开挖线做好定位放线工作。

(2)、基坑土方开挖分层分段依次进行，逐层设置排水沟，层层下挖，基坑底部机械开挖预留20cm厚度保护层，待基础施工前再分块依次用人工挖除。不能利用的土方运至监理或业主指定的弃土区。

(3)、土方开挖从上至下分层分段依次进行，严禁自上而下或采取倒悬方法开挖，施工中随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中避免边坡稳定范围内

形成积水。在距建筑物两侧底部边线0.7米外的预留工作面上挖排水沟，在排水沟适当位置挖集水坑，用水泵将水排向施工区域之外。

土方回填

基坑土方压实均采用推土机整平，推土机履带轮碾压，与建筑物结构邻接带及边角狭窄部位用蛙式打夯机或人力夯进行补夯实，保证压实度达到设计图纸要求。

5.11.1.3模板工程

本工程模板采用木模板。模板采用优质木材，模板面板厚度不小于10mm，模板面应尽可能光滑，不允许有凹坑，皱褶和其它表面缺陷。

模板组装

单块模板的最大尺寸为1500×300mm在模板接缝隙处粘贴海绵条，防止漏浆，模板与模板边接采用φ12mm、L=140对穿螺栓连接，支撑采用扣件脚手管搭设，模板内侧涂刷隔离剂，保持成型后砼的色泽感观。

模板支撑

为保证模板结构有足够的强度，能够满足砼浇筑和振捣的侧压力和振动力，模板背面应加固，横向间距为800mm，纵向间距为1000mm，为防止模板下口移动，模板下口每1000mm打入两根锚桩，中间以短钢管连接锁紧。

模板拆除

拆除模板时，除符合施工图纸的规定外，还应遵守下列规定：

○1不承重侧向模板的拆除，应在砼强度达到表面及棱角不因模板拆除而损伤时，方可拆除。

○2墩、墙和柱部位的侧面模板拆除应在砼强度不低于3.5Mpa时，方可拆除。○3底模拆除应在砼强度达到下表规定后，方可拆除。

5.11.1.4钢筋工程

钢筋材质控制

钢筋进场必须有原厂质量保证书或实验报告单，钢筋表面有厂家标志，并报请建设单位代表及监理工程师一同验货，现场按要求取样，送往具有资质的试验室做拉力、延伸率、冷弯试验，试验不合格钢筋严禁使用。

钢筋加工

（1）钢筋的表面洁净无损伤，油漆污染和铁锈在使用前清除干净。带有颗粒状或状片老锈钢筋不得使用。

（2）钢筋应平直，无局部弯折，钢筋的调直应遵守下列规定：

采用冷拉方法调直钢筋时，I级钢筋的冷拉率不宜大于4%；II级、III级钢筋的冷拉率不宜大于1%。

钢筋的加工尺寸应符合施工图纸的要求，加工后钢筋允许偏差不得规范要求。

钢筋绑扎

施工前，根据施工现场规范和设计要求进行放样，下料加工，包括调直、除锈、接长、下料、剪切、弯曲。

钢筋绑扎采用22号铁丝两根对拧成四股，作为扎丝，要求绑扎牢固位置准确，绑扎接头在受压区，受压区应符合规范要求，如果在施工中分不清受拉受压区，一律按受拉区接头处理。

5.11.1.5混凝土工程

砼浇筑采用流水作业，砼浇筑应按预定计划连续浇筑，不留设施工缝。对确需留设施工缝的下次浇筑前按规范要求清理基面后再浇筑，砼浇筑各工序相互协调，把好质量关。

原材料的质量控制及称量控制

○1原材料质量控制

水泥要求有原厂质量保证书或试验报告单，货到后作安定性及强度复试试验，合格后方可使用。碎石、黄砂选用附近料场材料，施工前在监理工程师指导下，取样送往具有资质的实验室检测，试验结果报监理工程师批准后，方可使用。○2称量控制

施工用的计量器材，定期送计量中心检验。本工程砼配合比执行有资质的试验室签发的配合比，每次浇筑砼前首先对砂石含水量进行有代表性的检测，测出砂的含水量ωg，然后根据试验室签发的砼配合比单中砂、石用料量，计算出该次施工的实际配合比，并报监理工程师认可。

砼拌和

本工程的砼施工采用拌和机现场拌合，在砼拌合过程中，随时对拌物坍落度检查，如发现与规定不符，立即查明原因，加以纠正。

○1砼拌和时间的控制：我们采用的搅拌机拌和，每次最短拌和时间Tmin=90秒。○2水灰比的控制：水灰比的控制因受外界因素影响较大。每次施工前对砂、石的含水量进行测定，然后根据实验室签发的理论配合比Gc：Gs：Gg计算实际操作中所需的砂石用量：

实际的砂用量：Gs′=Gs/（1-ωs）

实际的石用量：Gg′=Gs/（1-ωs）

算出砂石料的含水量，最后得出需要加的用水量。

砼浇筑

砼浇筑采用分层分块浇筑法施工。在浇筑涵洞砼时，应使涵洞两侧砼均匀上升，在斜面上浇筑砼时应从最低处开始，直至保持水平，砼浇筑时严禁不合格砼入仓，如发现砼和易性较差时，采取加结振捣，以保证砼质量。

砼养护

砼浇筑后严格控制温度应力，砼内部温度与表面温度以及表面温度与环境温度之差均应控制在25℃以内，砼内部中心点温升高峰值在砼浇筑后3天内产生，3天后砼内部开始降温。砼浇筑后，采用塑料薄膜保水养护并用土工布覆盖保温。养护天数不得少于14天。砼拆模后，应在砼表面进行全面养护，保证砼质量。砼浇筑过程中，不定时在拌和机出料口按规范要求作砼试件试验。

止水施工

①止水设施的形式、尺寸、埋设位置和材料品种规格应符合本工程施工图纸的规定。

②金属止水件应平整、干净、无砂眼和钉孔，止水片的衔接其厚度分别采用折叠、咬接或搭接方式，其搭接长度不得小于20mm，咬接和搭接部位必须双面焊接。

③塑料止水片或橡胶止水片的安装应防止变形和撕裂。

④安装好的止水片应加以固定和保护。

排水设施施工

排水设施的形式、尺寸、位置和材料规格应符合本工程施工图纸规定。

排水管和反滤层在安装和施工中，防止破裂和损坏，排水管接头防止脱开，出口要保护，防止堵塞。

第三篇：地铁盾构隧道长距离平行下穿地下道路关键技术研究-科研成果小结

地铁盾构隧道长距离平行下穿地下道路关键技术研究

主要研究单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司

上海隧道工程股份有限公司技术中心 上海市第二市政工程有限公司 上海轨道交通十号线发展有限公司 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 同济大学

主要研究人员：宋 博、葛以衡、巴雅吉呼、马忠政、胡蒙达、陈立生、张冠军、叶 蓉、黄 俊、赵国强、冯 云、郑宜枫、赵艳鹏、朱继文、梁 伟、余 龙、管攀峰、沈君华、戴慧丽、成 琨、曾英俊、张庆贺、陈 宇、肖 立、郭海柱、孙卫国、陈 进

1、研究背景

上海2010年世博会，为浦东乃至整个上海城市的建设发展带来新的机遇和挑战，为了改善核心区环境和交通，提升上海中央商务区能级，实现社会、经济和环境的可持续发展，交通和市政行政主管部门适时提出了东西通道与地铁14号线合建方案，大连路下立交与10号线地铁车站、地铁盾构区间合建方案。其中东西通道将采用明挖法施工，基坑围护施工采用SMW工法，开挖深度15米左右，后续盾构法施工的地铁14号线将长距离平行下穿建成后运营的东西通道，距东西通道底板最浅处3米左右，属超近间距条件施工，必然面临极大的困难，届时有可能对运营中的东西通道产生较大影响。

还有，10号线拟采用双圆盾构施工，双圆盾构在构筑物下长距离推进施工技术在国内外少有先例，成熟的理论和施工实践并不多见。

因此，鉴于我国地铁工程中盾构隧道上部长距离、大范围卸载施工技术措施相对落后，尚无成熟的盾构在三面封闭的构筑物下长距离穿越的技术和经验，必须结合现有工程建设，适时开展上述课题的深入研究，促进科研成果的应用转化，努力提升在复杂条件下上海地铁施工的综合技术水平，使我国地下工程施工技术水平跃上新台阶。

在城市复杂环境条件下，长距离地下公铁合建目前在世界范围内类似工程还不多见，国内也无先例，尤其在上海软土地区，是一片空白，国内外实践经验不多。因此，本课题的研究必要性主要体现在：

（1）能与工程施工紧密结合，预测施工中的难点和风险点，解决工程实际问题，积累施工经验，为后续类似工程施工提供指导；

（2）研究探索先隧道，后上部下立交开挖最优施工方案、施工风险预测、难点控制技术，确保工程安全、优质、高效，为提高复杂工程环境下盾构施工总体技术水平及综合竞争力做好技术储备；

（3）研究盾构在下立交结构中长距离推进时，针对不同埋深的下立交和围护结构采取不同的保护措施，保证下立交和围护结构的安全；

（4）研究三面封闭条件下单、双圆盾构施工时周围土体的扰动规律，提出针对性的施工技术措施及环境保护措施，此项工作在国内外尚不多见，属创新性研究；

（5）项目开发适用于本地区特点的长距离地铁平行下穿公路隧道的施工技术，施工环境保护技术，拟形成一批核心技术专利、施工工法等，本项目的实施将对城市隧道施工技术的新突破，为今后城市密集区地下空间的综合利用提供必要的技术保障。

2、主要研究内容

课题研究主要以两个工程项目，10号线双圆盾构穿越下立交工程，14号线与东西通道（地下道路）工程为背景，分别开展以解决实际工程问题的理论和施工技术研究。鉴于10号线双圆盾构与下立交工程处于施工准备阶段，研究将以理论和试验为手段，开展与工程施工方式相关的各种施工工艺可行性研究，以解决工程实际进度问题。14号线与东西通道课题，将以10号线研究成果为基础，研究适宜于单圆隧道的盾构施工技术和建成地下通道保护的技术，两者侧重点不同，但存在一定的关联度。为此，课题将以两个不同工程，分列两个子课题，分别为：

2.1 子课题一：10号线盾构下穿下立交结构的关键施工技术研究（1)工程背景及研究现状调研（2）数值模拟及理论研究

① 盾构工程先行，下立交工程后实施的各种工况的数值分析及理论研究。主要包括：A.根据工程进度要求和工艺安排，隧道周围土层加固条件下，盾构及下立交工程先后施工的数值模拟分析，及施工参数可行优化确定；B.结合工程要求，隧道周围土层部分卸载非加固条件下，盾构及下立交工程先后施工的数值模拟分析，施工可行性研究和施工参数优化；C.结合工程要求，隧道周围土非加固条件下，盾构及下立交工程先后施工的数值模拟分析，施工可行性研究和施工参数优化。

② 在建成下立交结构工况下，三面封闭条件下，双圆盾构长距离推进的数值模拟理论分析和下立交结构的安全保护技术研究。

③ 在自由面工况下，双圆盾构推进时，为确保盾构顺利推进，数值理论分析盾构开挖面稳定的施工参数优化。

（3）模型研究

① 三面封闭条件下，盾构推进的模型试验研究。

② 室内和现场试验研究，主要包括：A.双圆盾构推进前和推过后，对周围土层取土，并进行室内土工试验，研究土性的变化特征；B.双圆盾构掘进，同步注浆浆液的试验及配比优化研究。

（4）施工监测技术研究 ① 施工现场测试项目的确定 ② 监测方式和测点布置 ③ 监测数据分析（5）施工关键技术研究

① 双圆盾构推进时，维持盾构工作面稳定及对上部结构保护的关键施工技术研究；

② 隧道周围土层加固条件下，盾构隧道上方下立交开挖施工的关键施工技术研究；

③ 隧道周围土层在非加固条件下，盾构隧道上方下立交开挖施工的关键施工技术研究； ④ 隧道周围土层在部分卸载及非加固条件下，盾构隧道上方下立交开挖施工的关键施工技术研究。

2.2 子课题二：14号线与东西通道（地下道路）合建工程关键技术研究（1）设计研究内容

①盾构穿越运营东西通道的数值分析与计算，利用数值模拟的方法，分析计算盾构推进时地层损失率、地面变形，以及东西通道结构的附加位移、沉降值等指标，结合东西通道结构变形与强度要求，提出相应的盾构施工控制技术指标，确保东西通道的运营安全。

② 围压不平衡状态下的隧道结构强度与变形的分析。

③ 设计方案优化研究，根据分析和计算的隧道施工及工后沉降对运营东西通道的影响结果，设计优化东西通道地基加固、围护结构形式、围护墙深度等关键设计参数，既有利于为14号线区间隧道实施预留安全可行的条件，又为14号线施工东西通道安全运营创造条件。

（2）盾构推进的施工技术研究内容

① 东西通道（地下道路）的安全保护技术研究，主要包括：A.盾构推进对东西通道结构变形和应力变化的数值理论分析；B.盾构推进时东西通道稳定性分析与变形控制技术研究；C.在三面封闭条件下，盾构掘进施工技术研究;D.盾构推进对东西通道地基承载力及底板受力变化的研究；E.东西通道控制长期沉降的注浆加固可行技术研究。

② 地铁14号线与东西通道合建段关键技术，主要包括：A.已建地下道路下的盾构进出洞技术；B.盾构施工运输系统。

③ 已建地下道路恶劣工况条件下，盾构施工的通风方案研究。④ 盾构同步注浆浆液配比优化、注浆压力及压注工艺研究。

⑤ 联络通道施工关键技术，主要包括：A.已建地下道路下地铁隧道联络通道施工的风险研究；B.联络通道施工方案比选及相应施工技术研究；

⑥ 监测方案设计研究，主要包括：A.明挖地下道路斜上穿地铁运营隧道的结构稳定性与变形监测；B.已建地下道路下盾构推进的安全保护监测方案；C.已建地下道路下联络通道施工的监测方案。

3、主要研究成果及创新点

本项目依托10号线大连路地下道路与地铁区间隧道合建实施工程为研究背景，并以拟建地铁14号线与浦东大道合建工程为研究内容，主要研究并取得的成果有：

（1）依托10号线大连路合建实施工程，通过理论分析、现场监测、数值模拟等手段，对盾构平行长距离下穿下立交工程的土体及结构物的扰动、沉降的特征、影响因素、控制措施等方面进行了系统分析研究，开展了工程现场的实测与理论分析的对比总结，研究成果为今后类似工程实施提供了技术支持和经验积累。

（2）针对拟建14号线与东西通道合建工程特点，通过二维数值模拟方法系统分析了盾构穿越施工、区间隧道工后沉降对东西通道安全的影响及围压不平衡状态下隧道受力变形情况，分析结论表明，区间隧道合理施工条件下，东西通道是安全的，其工后沉降在设计允许范围内。并结合数值模拟计算结论，对设计方案进行了合理优化，对施工具有较好的指导意义。

（3）在前期10号线大连路工程的基础上，结合工程实践的总结、理论分析、数值模拟，探索研究了14号线与东西通道合建工程中，盾构推进的施工参数优化、盾构进出洞、联络通道施工及东西通道保护等施工关键技术，可为今后工程实施提供参考和指导。

（4）课题依托2项轨道交通盾构区间隧道工程，展开的课题研究，不仅确保了工程的圆满完成，施工的各项指标达到了技术标准的要求，工程质量满足相关技术规范要求，建立的施工工艺参数和设计优化方案为后续14号线的工程建设提供了实践指导和技术支撑。

（5）课题完成了研究总结报告三篇，具体为：

① 地铁盾构隧道长距离平行下穿地下道路关键技术研究综述报告 ② 10号线双圆盾构下穿下立交结构的关键施工技术专题研究报告 ③ 14号线与东西通道（地下道路）合建工程关键技术研究专题研究报告

4、成果获奖、专利及应用情况

4.1 成果水平课题于2011年3月3日通过验收，经专家组评审，研究成果具有创新性、先进性和实用性，总体上达到国际先进水平。

4.2 专利情况

依托课题研究，申请专利4项：

(1)一种高分子泥浆及其配置系统（授权号：ZL200810036118.4）(2)一种复杂环境条件下隧道内微扰动注浆控制方法（受理号：200810036230.8）

(3)隧道内微扰动注浆工艺（受理号：200810036231.2）

(4)三面封闭已建结构下盾构进出洞施工方法（受理号：201010611554.7）4.3 工法情况

依托课题研究，编制申请工法1项。《卸压孔工法》（上海市工法申请受理中）4.4 论文发表情况 发表技术论文6篇。4.5 工程应用

课题研究成果应用于上海市轨道交通10号线3标段盾构区间盾构长距离平行下穿越已建下立交结构施工工程，4.6 应用前景

通过对10号线区间隧道与相关下立交工程的系统研究，以及拟建14号线与东西通道合建工程的系统研究，研究成果不仅直接指导了工程施工，产生了实用价值，一定的经济效益和社会效益，其成果将被广泛应用于在建和后续轨道交通建设中的类似工程，为相关工程提供了技术依据和参考，促进盾构区间隧道施工尤其是已建地下道路（公路）结构下的盾构施工技术的快速发展，为上海乃至全国的城市轨道交通建设提供技术储备和经验积累，其使用价值将在今后城市轨道交通建设中将进一步显现。

第四篇：老城区长下穿隧道规划设计研究论文

摘要：老城区交通设施的建设和改造面临征地拆迁难、建设成本高、社会维稳压力大等问题，实施难度极大。长下穿隧道征地拆迁少、通过与地下车库的衔接，能有效带动地下空间综合建设开发，是一种新的规划设计思路。结合中山市老城区东西向、南北向下穿隧道的规划实践，可为其他城市开展此类规划建设提供参考。

关键词：长下穿隧道；老城区；地下空间

老城区普遍存在道路系统结构性差、交通基础设施不足等交通问题[1]；以老城区为中心的圈层式扩张的城市发展模式，使得老城区成为城市综合交通系统中的瓶颈，阻碍了城市综合发展。常规的地面交通设施建设面临征地拆迁难、建设成本高、维稳压力大等问题，工作开展难度大，实施可操作性差。结合地下空间建设开发的长下穿隧道通道是一种解决老城区综合交通问题的有效措施。

1中山市老城区综合交通调查

1.1机动车保有量持续高速增长，道路交通供需矛盾日益突出

截止到2014年底，中山市主城区私人小汽车总量为20.15万辆，近几年年均增长速度为22%，而主城区道路长度年均增长速度仅为5.5%，道路增长速度跟不上机动车的增长需求。石岐区等老城区机动车保有量最高，但是近年来基本没有新增道路交通设施建设。

1.2路网存在结构缺陷

受老城区的阻隔，主城区路网存在严重缺陷，老城区是主城区的交通瓶颈。老城区范围内（南北2.2km，东西2.1km）缺少贯通的通道。由于老城区道路系统结构缺陷，穿过性交通更多依赖外围城市主干道进行交通组织转换，即为中山二路-华柏路-莲塘北路-莲员西路-中山一路通道，见图1。但是，这5条通道道路路面空间不足，车道数量有限，且道路开口较多，道路两侧用地以商业和居住用地为主，均不具备成为交通性主干道的条件，道路交通压力极大，交通拥堵严重。沿线中山路-富华道交叉口等7个主要交叉口高峰小时饱和度超过0.90，是主城区现状交通拥堵最为严重的交叉口。交叉口转向交通流量非常大，主要由大量穿越老城区交通需要绕行导致。

2老城区综合交通改善思路

以私人机动车交通为主导的交通模式在老城区不可行。由于老城区用地已经基本建成，未来以控制和保护为主，建设用地开发和更新数量较少，交通需求偏低。中山市老城区现状建设用地平均开发容积率为1.2；按照《历史文化名城》，未来建设开发将进一步减少，客流上难以支撑城市轨道交通。因此中小轨道交通线网布局一般布设在老城区外围。以公共交通和慢行交通为主导的综合交通模式是老城区综合交通发展的根本途径[2]。道路交通是综合交通发展的载体，根据杭州、宜昌、成都、深圳、南京等城市的发展经验，完善道路交通系统是城市综合交通发展的基础和条件[3]。

3下穿隧道功能需求

老城区下穿隧道功能主要体现在以下三个方面。⑴完善主城区路网结构：通道的建设将有效完善主城区道路系统结构，分流穿过性交通，均衡交通流量分配，缓解环老城区道路的交通压力，改善主城区交通拥堵。⑵引导综合交通发展：通过对地面交通的分流，将更多的地面道路交通资源分配给公共交通和慢行交通，引导老城区向以公共交通和慢行交通为主导的交通模式转型升级。⑶提升老城活力：以下穿隧道的建设为契机，引导老城区地下空间综合利用开发，包括人防、地下公共停车场、地下场站设施、地下慢行空间等，为老城区带来新一轮的建设潮，有效引导老城开发。加强老城内外交通联系，为老城注入人流，提高老城区活力。

4下穿隧道交通组织设计

下穿隧道通过与地面城市道路的衔接、与地下车库连接及利用地下车库的交通组织转换3种方式进行交通组织衔接，充分发挥下穿隧道的功能和作用。

4.1与城市道路的衔接

长下穿隧道通过与城市道路的衔接，满足各方向进出和使用隧道交通功能需求。结合道路建设条件和节点交通转向需求进行详细规划设计分析，包括右进右出匝道、定向匝道等多种衔接方案。

4.2与地下车库的衔接

通过直接与地下车库的衔接满足老城区主要项目的进出交通需求。一般为右进右出的交通组织方式，减少工程难度和投资费用。其中方案设计中要进行有必要的渐变和展宽，保证隧道主线通行能力和交通安全，见图4。

4.3利用地下车库的交通组织转换

地面道路条件受限的区域，利用与主隧道衔接的地下车库进行交通组织转换和进出交通需求。用双侧右进右出的匝道方式实现地下车库与下穿隧道的连通，地面交通进出隧道利用地下车库出入口；下穿隧道的交通组织和转换通过两层地下车库实现。

5下穿隧道规划设计方案

5.1建设条件

⑴工程地质条件：地层基本为第四系人工填土、海陆交互相沉积层、残积层及燕山期花岗岩层。⑵水文地质条件：项目区地下水为微承压水；中砂层为主要含水层；地下水埋深0.95～1.20m，标高1.22～1.51m。⑶地下管线情况：老城区现状主要为2、3层的旧建筑，基本无深基础；老城区地下管线埋设深度一般为地下-3m以上；部分雨水、污水管线埋设深度较深，达到地下-5m。

5.2建设项目工程技术标准

根据本项目的道路功能、服务对象、地理位置、预测交通量的分析，结合《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012），通道主要技术标准为：①通道的道路等级：城市主干道。②设计车速：40km/h。③车道数：双向4车道。④坡度控制：一般路段不大于3%；特殊条件路段不大于3.5%。⑤下穿隧道深度应设置在地下5～12m左右，有效控制管线迁移。

5.3规划设计方案

依托于现状路网和规划道路系统，结合主城区用地规划，规划东西向和南北向下穿隧道，完善城区道路系统。东西向隧道起点位于翠景道以西（建筑间距55m），终点位于兴中道以东（建筑间距32m），隧道总长度4.6km（含起坡段）。隧道在孙文东路的起坡段涉及拆迁，拆迁建筑面积约为5500m2。规划设计下穿隧道与城市道路的衔接3处；与沿线8个大型项目的地下停车场衔接，可服务覆盖停车泊位9800个；规划孙中山纪念堂公园交通枢纽地下车库进行交通组织转换，枢纽规划打造为集社会公共停车、公交场站、慢行为一体的综合公交枢纽，并采用TOD综合开发的模式，增加老城区交通设施供给的同时带动老城区城市建设发展。南北向隧道起点位于中山路以南（建筑间距36m），沿悦来南路向北铺设，利用湖滨中路通道继续向北，至康华路附近西折，顺接康华路南段（建筑间距40m），通道全长3.1km（含起坡段），见图7。隧道在悦来南路的起坡段拆迁建筑面积约为5500m2；在康华路的起坡段拆迁建筑面积约为6000m2。规划设计下穿隧道与城市道路的衔接3处；与沿线3个大型项目的地下停车场衔接，可服务覆盖停车泊位3500个。

5.4造价估算

报告推荐采用LXK工法。东西向下穿隧道总投资费用为16亿元，主体隧道工程施工总费用为12.4亿元，含拆迁费用0.9亿元。南北向下穿隧道总投资费用为13.42亿元，主体隧道工程施工总费用为9.59亿元，含拆迁费用1.84亿元。

5.5实施评价

通过东西向和南北向长下穿隧道的实施，完善了主城区路网结构，均衡交通流量分配，有效解决了环老城区的道路交通拥堵；经过模型测算，建设下穿隧道后，主要道路交通压力减少20%以上。通过交通分流，将更多的地面交通空间资源留给公共交通和慢行交通，有效促进了老城区综合交通发展和转型升级。由于城市道路建设的征地拆迁成本高、社会维稳压力大，实施难度大，长下穿隧道的建设更为经济、可行。以东西向隧道为例，建设4.6km的主下穿隧道总建设成本为12.4亿元（含征地拆迁），与莲员西路扩宽改造（湖滨路至合益路段）长为780m的投资基本相当。长下穿隧道与老城区重大项目的地下停车场进行了有效连接，重大综合交通枢纽采用综合建设开发模式，更加带动了老城区的建设和发展。

6结语

在老城区交通基础设施征地拆迁难、建设成本高、维稳压力大的背景下，长下穿隧道方式有效避免了上述问题，实施可操作性更高；同时通过合理的规划和设计，以地下空间的建设，进一步带动了老城区建设发展。长下穿隧道的安全机制、与重大项目衔接的交通组织和交通管理、投融资模式和机制可再进行深入探讨研究，切实保证规划的落实实施，引导老城区综合交通发展。

参考文献：

[1]杨明，过秀成，汤祥，等.城市老城区交通问题解析与近期改善对策研究[R].武汉：中国城市交通规划年会暨学术研讨会，2011.[2]李开兵.基于历史保护的老城区公共交通改善研究[J].交通科技，2009（4）：123-124.[3]杭力.扬州老城区交通改善策略[J].交通与运输，2013（7）：90-91.[4]熊文俊.东莞市S256、S358城市下穿隧道设计分析[J].广东科技，2014（4）：96-97.

第五篇：地铁盾构隧道课程设计说明书

柱下独立基础课程设计

计算书

[基础工程] 课程设计

姓

名：

学

号：

班

级：

指导教师：

吴兴征

课程编号：141238 总学时：1.5周周学时：40h学分：1.0 适用年级专业（学科类）：三年级，土木工程专业 开课时间：2017-2018 学年春学期

河北大学建筑工程学院

2018年6月

基础工程课程设计

姓名

学号

目录

第一章

课程题目介绍...........................................................................................1 第二章

荷载计算...................................................................................................3 第三章

内力计算...................................................................................................5 第五章

施工图绘制...............................................................................................6 参考资料...................................................................................................................7

第 2 页

第一章

课程题目介绍

如图1所示，为一软土地区地铁盾构隧道横断面，有一块封顶块K，两块邻接块L，两块标准块B以及一块封底块D六块管片组成，衬砌外D06200mm，厚度t350mm，采用通缝拼装，地层基床系数k20000kN/m3。混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级（可用8.8级）M30，管片裂缝宽度允许值为0.2mm，接缝张开允许值为3mm。地面超载为20kPa。试计算衬砌受到的荷载，并用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力，画出内力图，并进行隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算及一块标准管片配筋计算。

q=20kN/m250010001500人工填土kN/m3褐黄色粘土kN/m38KL1738L273B2***53500灰色砂质粉土kN/m3灰色淤泥质粉质粘土kN/m3c=12.2kPa B1138D***502925灰色淤泥质粘土kN/m3c=12.kPa  图1 软土地区地铁盾构隧道横断面

说明：

1）灰色淤泥质粉质粘土上层厚度1350mm，根据后3位学号ABC调整，1350ABC50基础工程课程设计

姓名

学号

（mm），故在本设计中灰色淤泥质粉质粘土上层厚度取为：135065504600mm。

2）采用惯用修正法进行内力的计算。3）课程设计计算书、图Email形式提交。

第 2 页

基础工程课程设计

姓名

学号

第二章

荷载计算

计算时，统一单位：kN、m；水的重度为：w10kN/m3；其中C50混凝土的弹性模量取：E3.45107kPa，26kN/m3；衬砌圆环厚度取：h350mm，衬砌圆环弯刚度：。

其中由于在计算荷载与衬砌内力时，所使用公式是建立在线弹性体系的理论基础上，所计算得出的内力值与荷载成线性相关，所以可以在进行荷载内力组合之前的荷载计算时就考虑荷载的分项系数，从而使得在计算各个分项荷载所产生的内力值时，就已经考虑了荷载的分项系数，则在荷载的组合效应分析中，可以直接将荷载所产生的内力值进行组合，不需要再次考虑荷载的分项系数！

图4中的细实线示意了荷载位移测试数据经过拟合后的双曲线。

1200040%Q(KN)70%Q(KN)100%Q(KN)均值线中值线最优分布顺义Q(kN)***000100001020s(mm)3040

图4 给定荷载相应沉降量的概率密度分布、均值和中值曲线

第 3 页

基础工程课程设计

姓名

学号

表2给出y值分别服从正态和最优分布时的模型参数值。

表2 给定条件下各场地y值假定服从正态分布与最优分布时的模型参数

分布类型 正态分布 最优分布 灌注桩 CFG桩 锚杆 灌注桩 CFG桩 锚杆 场地

40%Qmax

给定荷载Q(KN)

70%Qmax

100%Qmax

参数1 参数2 参数1 参数2 参数1 参数2 2.1 4.54 1.1 0.73 4.92

0.28 1.07 0.09 0.13 4.96

4.3 8.98 2.31 9.21 8.98 0.84

0.55 1.82 0.12 4.53 1.82

7.43 14.94 4.12 9.43 2.69

1.02 2.84 0.22 7.85 0.19 68

189.54 171.74 0.05 280.33 备注：参数1和参数2对于正态分布为均值和标准差；对数正态分布分别为对数均值和对数标准差；伽玛分布为形状和尺度参数；威布尔分布为形状和比率参数；耿贝尔分布为a和b。

第 4 页

基础工程课程设计

姓名

学号

第三章

内力计算

在以上计算出衬砌圆环所受到的荷载后，可以采用惯用修正法进行衬砌圆环的内力计算。其中衬砌圆环内力计算公式如下。

该模型包含两个参数h1和h2，可写为：

QS

h1h2S

（1）

式中S为位移量，单位为（mm）；Q为荷载值，单位为（KN）；h1和h2是双曲线拟合参数的荷载位移曲线。这些曲线拟合参数在物理上是有意义的，h1和h2的倒数分别等于初始斜率和渐近值。

第 5 页

基础工程课程设计

姓名

学号

第五章

施工图绘制

根据设计与计算结果，绘制出CAD图纸两张（见附件），其中图纸包括衬砌圆环构造图一张、标准管片B构造图一张：

图纸简略情况如图7所示。

第 6 页

基础工程课程设计

姓名

学号

参考资料

[1] 赵明华, 徐学燕, 邹新军.基础工程（第三版）.高等教育出版社, 2017.[2] 周景星, 李广信, 张建红, 虞石民, 王洪瑾.基础工程（第二版）.清华大学出版社.2015.注意事项：

[1] 所有图形要有图标题，放在图形的下面。并在正文中引出。比如，荷载-沉降曲线如图3所示（请不要使用图3-2等编号，全文统一编号，表格也类似）。

然后下面插入图形

[2] 所有表格要有表标题，放在表格的上面。并在正文中引出。比如，荷载-沉降的计算成果如表12所列。

[3] 不允许在正文引述中出现，如上图，如下表等表达。要具体引出图表编号。[4] 每一章要重新开始一页，也就是在每一章的最后插入分页符即可。[5] 所有公式的要采用公式编辑器

完成输入，尽量（课上已强调过）不要使用插入 的形式。

具体参见文件141238S HBUWu FE 741 word formula and symbol.doc。

第 7 页