论文盾构和矿山组合工法在越江隧道中应用是关于矿山组合工法方面的论文题目、论文提纲、pc组合工法桩论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
摘 要：地铁区间隧道多采用盾构法施工,当遇到坚硬岩层时,单靠盾构法难以完成,多采用“矿山法+盾构法”施工.以武汉地铁3号线越江隧道为例,详细介绍了“矿山法+盾构法”中组合段关键节点设计和施工方案,为类似工程提供一定借鉴.
关键词：地铁；越江隧道；盾构法；矿山法；空推；进出洞
1概述
轨道交通线网主要位于市区繁华地段,地铁区间通常为浅埋隧道,为减小对地面交通、管线等的影响,多采用盾构法施工.但一条隧道难以保证所遇的均未单一地层,开挖过程中若遇到硬岩、孤石群时,仍采用盾构法施工将会加速刀具磨损、降低掘进速度,频繁更换刀具不仅增加工程造价,且施工安全风险大.为了加快进度,减少施工风险,可根据地质条件采用“矿山法+盾构法”相结合的工法.
如武汉地铁3号线王家湾站——宗关站越江区间,隧道穿越范围分属长江Ⅰ级阶地、汉江河床、Ⅲ级阶地3个地貌单元,穿越的地层有强透水的砂层、微透水的粘土层、中风化岩层,地质条件复杂.中风化岩层地段采用“矿山法+盾构法”相结合的工法,即“矿山法开挖初支,盾构法管片衬砌”,结合本工程对盾构在矿山法隧道内空推、进出洞等提出有效施工方案,为类似地铁施工提供一定技术支持.
2工程概况
武汉地铁3号线王家湾站——宗关站越江区间线路出王家湾站后沿龙阳大道向北敷设,过琴台大道后向东切割汉阳体育基地,在江汉二桥下游30多米处穿越汉江,最后沿建设大道东侧地块敷设至宗关站,区间全长约2322m,区间平面、纵剖面分别见图1、图2.
2.1工程地质
本工程地貌形态分属汉江河床、长江Ⅰ级、Ⅲ级阶地3个地貌单元.汉阳段属长江Ⅲ级阶地,汉口段属长江Ⅰ级阶地,区内汉江河道顺直,河床宽约230m,两侧岸坡较陡,江底地形总体平顺,标高在4.4～8.2m之间.长江Ⅰ级、Ⅲ级阶地前缘地形平坦、开阔,总体向长江倾斜.
汉口Ⅰ级阶地段,区间主要涉及地层为4-1细砂、4-2细砂、4-2a粉质粘土、4-3中粗砂.
汉阳Ⅲ级阶地段,区间主要涉及的地层为10-2粘土、13-2残积土、17b中风化灰岩、17b-1中风化泥灰岩、18a中风化灰岩.
汉江河床段,江底地层自上而下依次为2-1粉砂、粉土、3-4粉质粘土、4-3中粗砂、19a中风化石英砂岩、20b-1强风化泥岩、20b-2中风化泥岩.
2.2水文地质
汉口Ⅰ级阶地孔隙水含水层主要为粉细砂、中粗砂层,其含水层和汉江河床透水介质直接相通,和汉江有较好的互补关系,水量丰富.
基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,补给方式主要为上覆含水层的下渗补给,其水量及渗透性主要由基岩裂隙的密集程度及贯通性控制.基岩以泥岩或泥质岩为主的岩体中的裂隙多以密闭型为主或为泥质充填,一般裂隙水贫乏.
3施工工法选择
隧道穿越范围分属长江Ⅰ级阶地、汉江河床、Ⅲ级阶地3个地貌单元,穿越的地层有强透水的砂层、微透水的粘土层、中风化岩层,根据地质条件的不同,各段工法的应用范围如图2所示.
3.1王家湾站——区间风井
本段属长江Ⅲ级阶地,隧道穿越的地层主要为粘土层、中风化灰岩,地质条件较好,且隧道埋深较深,地面环境条件较为简单,本段采用矿山法施工.
3.2区间风井——宗关站
3.2.1汉口段
本段属长江Ⅰ级阶地,隧道穿越的地层主要为强透水性的砂层,且地下水和汉江有较好的互补关系,水量丰富,为确保隧道施工的安全,采用泥水平衡盾构施工.
3.2.2江中段～区间风井
本段属汉江河床向长江Ⅲ级阶地过渡段,受江底冲刷线控制,隧道埋深深,地质条件复杂,其中中风化灰岩饱和极限单轴抗压强度约48.5 MPa,岩石强度高,盾构法施工将会加速刀具磨损、降低掘进速度.
为确保江中段施工安全,本段以泥水平衡盾构施工为主；对于局部硬岩地段,在确保工程安全的前提下采用“矿山法+盾构法”组合工法,即“矿山法开挖初支,盾构法管片衬砌”.
4盾构和矿山法组合段关键节点设计
为提高断面利用率,硬岩段隧道设计为圆形断面,根据盾构通过的需要分为盾构接收段和盾构空推段.盾构机主要参数如下：刀盘直径6.52m（长0.8m）；前体直径6.49m（长2.2m）；中体直径6.48m（长3.5m）；盾尾直径6.47m（长度4m）.
4.1盾构和矿山法隧道接口设计
当矿山法隧道先完成施工时,盾构推进进入矿山法隧道,为确保掌子面土体稳定,防止地下水涌入矿山法隧道,根据盾构机尺寸（主体长约10.5m）,硬岩隧道靠近盾构隧道处14.3米作为盾构接收段,共有3段组成,即0.5m厚C25素砼封堵墙、13m的C15素砼回填体、0.8m厚C25钢筋砼洞门,具体如图3所示.
4.2盾构空推段衬砌设计
4.2.1矿山法隧道初支设计
为满足盾构空推施工需要,矿山法隧道设计为净空6820mm的圆形断面,比盾构刀盘大150mm.初支采用超前支护+格栅钢架+喷射混凝土方式,具体参数根据围岩条件和监控量测结果进行调整.初支和管片之间空隙采用豆砾石及注浆充填.矿山法隧道支护结构如图4所示.
4.2.2导台设计
为保证盾构机保持良好的推进姿态,确保管片拼装质量,在矿山法隧道仰拱90度范围设置钢筋混凝土导台.钢筋混凝土导台的中心线和隧道中心线重合,且对称于隧道中心线.导台结构如图5所示.
5盾构接收段施工
根据以往的工程经验,盾构进出洞施工风险较大,本工程盾构接收段邻近汉江,施工不当将直接影响工程的安全.施工期间的流程如图6所示：
矿山法开挖硬岩隧道并完成初期支护、后完成接收段施工,盾構后部注浆密封,凿除洞门,完成盾构接收.
总结:本文关于矿山组合工法论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
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