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地铁暗挖隧道邻近建筑物风险控制技术

更新时间:2009-03-28

浅埋暗挖隧道穿越施工不可避免地会对地表建筑物产生扰动,保证建筑物的安全是穿越工程的关键所在[1]。某地铁区间的施工,地面结构依次穿越地表6座危楼建筑物,安全质量的风险非常之大,倍受建设单位的关注。故建设单位委托中冶地勘研究总院对本工程的安全性影响进行评估,通过计算分析暗挖区间下穿施工对既有建筑物的附加变形和内力影响,比选出最为合理经理的安全处理方案,为施工安全提供有力的技术保障。

1 工程概述

1.1 工程概况

某地铁区间设计里程为:K32+815.511~K33+641.231,总长825.72m,埋深13~17m。本区间为新奥法施工。区间沿线设置两处临时施工竖井及横通道。除以上两个临时施工竖井外,同时借助车站2号竖井进行部分区间左右线及单渡线的开挖、衬砌施工,区间及周边建筑物情况复杂。

1.2 水文地质情况

现场勘察过程中,于钻探过程中发现三层地下水,第一层为孔隙潜水,第二层为浅层承压水,第三层为泥岩裂隙水。

场地地层主要由四部分组成:道路结构层和人工堆积杂填土层、第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土层、白垩系泥岩层。各层地质特征具体分布详见表1,工程地质及水文情况见图1。

 

1 地铁区间工程地质特征布置表

  

时代成因地层编号岩土名称厚度/m层底标高/m分布情况Q4ml①1杂填土2-3.5206.68-198.32分布全线,顶部0.1-0.4m为路面层Q4al+pl②2粉质粘土2.80-5.30202.88-194.32分布全线,平均厚度3.87m。②3粉质粘土0.90-7.10194.85-199.52局部缺失,平均厚度2.94m。②6中粗砂0.30-1.80192.68-199.22局部缺失,平均厚度0.73m。K③1全风化泥岩3.90-9.40187.02-189.98分布全线,平均厚6.07。③2强风化泥岩9-16.3171.02-180.15分布全线,平均厚13.56m。③3白垩纪泥岩分布全线

  

1 地质及水文纵剖图

1.3 主要风险建筑物的概况

经过本项目专业技术人员和检测机构人员对地铁区间沿线危楼进行逐一检查,初步判断为各栋楼体均存在不同程度的开裂现象,随着地下周边建筑结构开挖,极易造成楼体的不均匀沉降,存在极大安全风险,主要风险建筑物概况表如下表2所示。

近年来,随着老龄化的加重,高血压、糖尿病等慢性疾病的增加,每年新增的脑卒中患者有200万人,其中会有70%~80%的患者会因疾病问题导致肢体运动出现障碍,从而影响生活质量,为家庭带来沉重的经济负担。脑卒中属于急性脑血管疾病,在中医当中属于“中风中的痿痹”,多是由于患者机体衰老,气血亏虚,脑髓失养,引起肝阳上亢,情志不畅等原因从而导致肝气瘀滞 ,痹阻于脑脉而引发病的疾病。因此改善脑卒中偏瘫患者肢体运动功能、提高患者的生活质量,是目前关注的主要问题。

 

2 地铁区间沿线主要风险建筑物概况表

  

序号加固区域加固范围/m建筑物名称建筑结构形式1区域1110F20344层砖混结构2区域2268F20404层砖混结构,预制桩基础F20417层框架结构,预制桩基础F20427层底框砖混结构F2043底层为框架结构,地上2层至7层为砖混结构,预制桩基础3区域388.5F2050底层为框架结构,地上6层为砖混结构

1.4 地铁区间结构施工方法

企业进行市场营销,首先要以顾客为本。要时刻以顾客的需求为主导,认真倾听顾客的建议。企业树立的形象,以及企业产品或者服务的好坏都不是由企业自身说的算的,而是由顾客的评价堆积出来的。只有是顾客评价高的企业才是形象好的企业,才是竞争力强的企业。因此,企业在市场营销为顾客服务的过程中,要切身的倾听顾客的建议或意见,对于顾客提出的意见要有针对性的解决措施,对于一些适合本企业发展的建议要适当的进行采纳。最大限度地提高顾客的满意度,从而产生顾客忠诚,成为企业的稳定客户,实现重复消费。顾客满意程度高,还会产生扩张效应,吸引更多的顾客,提高企业的经济效益。

自由贸易港所带来巨大贸易量必将对离岸贸易业务形成强大的需求。在自由港区建设中需将跨境贸易金融作为发展重点,积极参与国际市场竞争,服务于贸易实体企业融资需求,实现产融结合。

  

3 渡线段断面结构尺寸图

2 地铁区间周边建筑物检测评估结论

通过评估、分析新建地铁区间下穿施工对既有建(构)筑物的附加变形和内力影响,得到安全性影响的评估结论,并对设计、施工及监测提出相应的措施建议和重点监测区域[2] 。具体沉降参数见表3,控制指标如表4所示。

Consistent data on the prevalence of malnutrition in gastroenterology units have been limited to a few subsets of patients such as those with cirrhosis[32-36] and Crohn’s disease[37-39].

 

3 既有建筑物(两阶段叠加)变形计算汇总

  

编号沉降/mm位置差异沉降/‰位置指标超限判断F20348.7北侧墙0.44变形缝及东西侧墙超限,应采取保护措施F20409.9南侧墙0.35西侧墙超限,应采取保护措施F20419.8东部0.45东部超限,应采取保护措施F20429.7南侧墙及东部0.50东西侧墙超限,应采取保护措施F204312.1临近横通道位置0.49连接部位超限,应采取保护措施F205016.5南侧墙偏东位置0.75东西侧墙超限,应采取保护措施

 

4 既有建筑沉降控制指标

  

部位项目预警值(70%)报警值(85%)控制值F2034沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.23‰0.28‰0.329‰F2043沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.315‰0.383‰0.45‰F2042沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.21‰0.255‰0.3‰

 

续表

  

部位项目预警值(70%)报警值(85%)控制值F2041沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.14‰0.17‰0.2‰F2040沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.14‰0.17‰0.2‰F2050沉降变形7.0mm8.5mm10.0mm差异沉降0.175‰0.213‰0.25‰

3 地铁区间周边建筑物风险处理方案分析与对比

地铁区间位于解放大路主干道下方,采用新奥法施工,因其结构边缘靠近以上多栋民用建筑物,根据评估报告,并结相关施工经验,针对地铁区间建筑物保护可行的方案主要有以下几种:(1)地表打设袖阀管设置隔离墙;(2)洞内进行超前深孔注浆;(3)双排超前小导管注浆等方案等。通过方案比选,具体如下表5所示,方案1施工环境条件要求较高,现场不具备施工场地条件,方案2工期较长,无法满足业主工期要求,只有方案3既能满足施工要求,也能保证施工安全,且工期也较为合理,现场具备施工条件,综上,方案3为可行方案。

 

5 方案比选对比表

  

序号处理方案技术指标环境及客观条件安全指标工期指标建议1地表袖阀管注浆宽3m深9m,袖阀管间距0.5×0.5m,梅花形布置区域现场为1m宽树池和2-3m宽方砖步道,地下管线密集可控对工期影响较小2洞内超前深孔注浆拱部150度,初支结构外2m注浆加固,10-15m一环洞内施工可控影响工期4个月3洞内双排小导管注浆拱部150度,双排DN32小导管洞内施工可控影响工期30天综合考虑各项因素,经对比分析,建议采用洞内双排超前小导管加固处理方案

4 地铁区间周边建筑物风险保护措施的验算

经综合以上对比分析,建议采用洞内双排超前小导管施工方案,实施方便,对工期影响较小,且经理论验算,能满足周边建筑物沉降控制要求,按照双排超前小导管注浆方案实施后实际最终沉降量统计如下表6所示。

原1:32分光比裂化为1:16,小区光交、分纤箱、配线光缆均不动,本工程裂化新增15个EPON口、15个1:2分光器;至主干光交12芯光缆(0.5KM),至机房12芯光缆(0.6KM);估列费用如下;

区间隧道结构埋深自东往西逐渐加深,标准断面区间采用台阶法开挖,渡线大断面采用双侧壁导坑法开挖,渡线段断面结构尺寸如图3所示。

 

6 实际沉降量与理论沉降量对比表

  

编号沉降控制值/mm差异沉降控制值/mm双排超前小导管处理方案沉降/mm差异沉降/‰2034100.3294.310.242040100.24.940.162041100.24.810.132042100.35.970.222043100.456.630.33

从上表可以看出,采用双排超前小导管注浆方案进行地层加固处理,实际最终的结构沉降变形量均未超出理论沉降控制值,能保证周边建筑物的结构安全。

5 地铁区间周边建筑物风险源处理方案的实施

在区间侧穿周边建筑物等风险源的施工过程中,我项目严格按照“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭、勤量测”[3]的十八字方针进行组织施工,确保施工安全。

加固段支护参数:顶拱150度范围内双排小导管注浆加固,小导管为DN32水煤气管,内排导管t=3.25mm,长度2.0m,间距0.3m,外排导管t=3.25mm,长度3.5m,间距0.3m,注浆浆液为水泥浆,砂层富水地段采用水泥水玻璃双液浆,注浆压力0.4MPa~0.6MPa。注浆加固后的土体应满足,土体有良好的均匀性和自立性。

6 地铁区间暗挖施工工艺及加固措施的要点流程

依据实际工程进展,我项目在方案实施过程中,根据实际效果,对注浆加固方案,又进行了相应的补充计算分析,将工序变更为“先右线、后左线”,支护参数也进行了补充完善。

7 地铁区间下穿周边结构边缘的监测数据控制

自区间开始穿越周边结构建筑物等风险源区域开始,我项目对此暗挖区间安全状态全程实时监控,并按照实时观察洞内结构、变化量及变化速率(双控)三方面对其实施多控管理。

7.1 监控量测点的分级管理

本项目专业测量人员对地铁区间建筑物等沉降数据进行采集分析,以数据指导施工,确保地铁区间周边建筑物结构安全,自2016年5月开始区间主体开挖施工至2017年5月该段衬砌完成,项目部进行了全过程的监控,根据监测数据显示,区间周边建筑物最终沉降均小于10mm,未超控制值,满足安全要求,具体沉降数据如下表7中所示(因篇幅所限仅选了部分有代表性的点以作参考)。

城市地铁施工中,受环境和现场施工条件制约,新奥法暗挖施工工艺在地铁施工中仍占重要地位。但不管采用何种施工方法进行施工,对附近各类老式建筑物的结构安全和稳定性都难于控制,施工过程中极易造成建筑物不均匀沉降。本文以地铁区间侧穿周边建筑物的工程实例为依托,通过对周边建筑物调查鉴定、风险评估和方案比选,确定了最优方案,并在方案实施过程中,对风险源进行了全过程监控,通过对最终监测数据的统计分析,可以看出,区间新奥法施工时洞内采取双排超前小导管的注浆加固处理措施减少了开挖对周围土体的扰动,有效降低了地表沉降和周边建筑物的结构变形,确保了施工安全,方案可行,为其他类似工程的施工提供了借鉴。

7.2 监控量测数据分析

经过本项目专业测量及技术人员依据图纸相关要求及测量规范制定了地铁区间施工监控量测主要控制标准,根据“分区、分级、分阶段”[4]管理的原则将监控量测点的安全状态划分为红、黄、蓝三级管理。即根据风险发生后可能造成的后果影响大小及发生的概率,将风险分为一般风险,中度风险及重度风险,对应的预警级别分别为黄色预警,橙色预警及红色预警。

8 结束语

根据预警级别,一般风险,即蓝色预警,由工区(队)根据风险预案采取应对措施进行预控。中度风险,即黄色预警,由项目部部室主管或分管(主管)领导进行预控。重度风险,即红色预警,由项目部主管领导直接负责,进行预控。

 

7 地铁区间下穿危楼建筑物周边结构各类沉降数据分析表预警值:7mm   报警值:8.5mm   控制值:10mm   速率:2mm/d

  

测点编号初始值/m2017/5/222017/5/23上次观测值/m本次观测值/m本次沉降量/mm沉降速率/mm/d累计沉降量/mm初始值日期PNAW-JZWY10209.14433201.98901201.989130.120.02-0.052016/5/7PNAW-JZWY11209.21062202.04936202.049410.050.01-8.442016/5/7PNAW-JZWY12209.70495202.21918202.219290.110.02-6.552016/5/7PNAW-JZWY13209.19533201.83334201.83325-0.09-0.02-9.172016/5/7PNAW-JZWY14208.84363202.28327202.28319-0.08-0.01-8.762016/5/7PNAW-JZWY15208.83556201.86319201.86301-0.18-0.03-2.152016/5/7PNAW-JZWY16208.43140202.02203202.02185-0.18-0.030.242016/5/7PNAW-JZWY17208.81544202.12597202.126030.060.01-0.492016/5/7PNAW-JZWY18209.20038201.90237201.902370.000.001.452016/5/7PNAW-JZWY19209.19155201.73763201.737650.020.00-8.512016/5/7

参考文献

建设项目施工中应设置专门的保险管理岗位,配置专人主导项目保险管理的各个阶段,使项目保险管理系统化。因保险理赔过程中还涉及工程部、物资部、安全部、设备部等多个部门,由专人牵头和主导,能更好的执行保险策划和理赔。项目专业保险人员还应深入解读保险合同条款,并以合同交底的形式将条款的理解宣贯与项目其他管理人员,以做到人人知保险、人人懂保险,这样才能在出险后更加高效的统计损失和证明资料,避免错项、漏项,也能更加快速的获得经济理赔。同时加强保险管理人员的专业知识培训,使得投保策划全面可行、合同履约及时、理赔有理有据。

[1] 杨 山.浅谈采用地铁加固措施加强建筑物的风险管理[J].中国高新技术企业,2009(8):34-36.

[2] 牛晓勤.建筑工程常见风险的防范及处理[J].山西建筑,2012(6):109-112.

研究表明[8],Mn元素的增加可以改变铸态合金中Fe相的分布与形态,减小Fe元素对合金塑性的不利影响,同时能够细化晶粒、阻止晶粒长大和再结晶.在固溶过程中Mn会与基体形成Al6Mn相,这种相在合金中弥散分布,在合金发生塑性变形时,Al6Mn相会阻碍晶界的滑移,有助于提高合金的抗拉强度.

[3] 莫静英,许 伟.现浇混凝土非结构性裂缝的成因及处理[J].安徽建筑,2003(6):56-58.

[4] 些红涛,李 波,赵云胜.基于联系数的地铁隧道施工临近建筑物风险评价[J].工业安全与环保,2014(7):23-24.

 
葛金瑞
《兰州石化职业技术学院学报》2018年第01期文献

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