浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究

分类号；密级：Ｗ續／、ｆ专业学位研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电为隧道王程中的论文题目（中文）应用研究．ＳｔｕｄｙｏｎＡｌｉｃａ村ｏｎｏｆＳｈａｌｌｏｗＭｉｎｉｎ＾々ｐｐｇＭｅｔｈｏｄａｔＰｏｗｅｒＴｕｎｎｅｌＰｒｏｅｃｔｏｆＬａｎｚｈｏｕｊ研究生姓名张继威学位类别工程硕±专业学位领域建筑与±木工程学位级别硕±校内导师姓名、职称湛文武教授校外导师单位、姓名甘肃省电力设计院李玉涧高工论文工作起止年月２０１２年６月至２０１５年２月论文提交日期２０１５年３月论文答辩日期２０１５年５月学位授予日期校址：甘肃省兰州市 原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所．取得的成果。学位论文中凡引用他人己经发表或未发表的成果、数据、观点等，均己明确注明出处。除文中己经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研巧成果做出重要贡献的个人和集体，＾。均己在文中＞明确方式标明１＾本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：／＜，）关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权巧属兰州大■学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位沦文的规定，同意学校保存或向国家有关部口或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅．；本人授权兰州大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用任何复制手段保存和汇编本学位论文、。本人离校后发表使用学位论文或一。与该论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为兰州大学本学位论文研巧内容：□可公开，己，解密后适用本授权书□不宜公开在学位办公室办理保密申请。＂一＂（请在Ｗ上选项内选择其中项打Ｖ）：论文作者签名：导师签名作－户日期；；？Ｔｉｔ－日期 浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究中文摘要隨着我国基础设施建设的发展，浅埋暗挖施工技术的应巧越来越多。而地质、地形条件和结构断面等是影响其应用的主要因素。特别是沿河隧道工程条件中，若采用此方法一，由于般情况下，地下水位偏高地下水对浅埋暗挖法实施的成，功与否起关键作用。同时，降水深度大、面积大，对环境的破坏影响也很大，而且还会加大工程造价。＂兰州市西关什字＂本文依托ｌｌＯｋＶ变电站电缆送出工程项目，对兰州市富水砂卵石地质情况下采用浅埋暗挖法修建地下电力隧道进行研究，对富水砂卵石地层浅埋暗挖施工地层预加固技术与施工工艺、富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全评估和控制技术、穿越河堤偏压段隧道施工关键技术、施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略等方面进行了研究。研究取得Ｗ下成果：１）确定了适合施工地段砂卵石层注浆参数；优化了富水砂卵石层暗挖隧道施工工艺。一２）形成了套富水填止地层临近建筑物施工风险控制技术措施。３）形成了复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道穿越河堤偏压段施工关键技术。４）通过数据监测分祈，不仅提升了施工速度，而且保证了施工安全。本论文的研究成果可用来指导城市下穿电力隧道的设升及施工。同时，也将为浅埋暗挖隧道施工技术在相似地层条件下城市其他地下工程中的应用提供参考价值。关键词：电力隧道，浅埋暗挖，施工技术，应用Ｉ ＳｔｕｄｏｎＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｈａｌｌｏｗＭｉｎｉｎＭｅｔｈｏｄａｔＰｏｗｅｒｙｐｐｇＴｕｎｎｅｌＰｒｏｅｃｔｏｆＬａｎｚｈｏｕｊＡｂｓｔｒａｃｔＣｉｔｙｔｕｎｎｅｌｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｓｈａｌｌｏｗｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｒｅｓｔｉｌｌａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｏｌｏｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｅｃｔｉｏｎ、ｔｏｏｒａａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓｃｏｎｆｉｎｅｄ１；ｏｇｇ，ｐｇｐｈｙ，ｌｉｍｉｔｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅ．Ｉｆｃｉｔｙｔｕｎｎｅｌｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｎｅａｒｔｈｅｒｉｖｅｒ，ｅｎｅｒａｌｌｔｈｅｃｉｔｇｙｙｊｕｎｎ＇ｔｅｌｓｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｓｈｉｇｈ，ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒ化ｄｅｃｉｄｅｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｏｒ－ｌｏ巧ｆｏｒ化ｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅｒｅａｔｄｅｔｈａａｄｌａｒｅｓｃａｌｅｒｅｃｉｉｔａｔｉｏｎｗｉｌｌｂｒｉｎｇｐｇｐｐｇｄａｍａｅｔｄ化ｅｓｕｒｒｏｕｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｕｃｈａｓｓｅｔｌｅｍｅｎｔ、ｕｎｄｅｒｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｌｏｓｔｇ（ｇ＇ｅｔｃ．ａｎｄｉｔｉｌｌｉｃｒｅａｓｅｔｈｅＣＯ巧．），ｗｎ虹化ｅａｐｅｒｓｕｏｒｔｅｄｂ化ｅ０ｕｔｃａｂｌｅｓｒｏｅｃｔｏｆ１ｌＯｋｖｃｏｎｖｅｒｔｉ打巧ａｔｉｏ打ｐ，ｐｐｙ邮ｐｊｇｏｆｕａｎｓｈｎａｎｚｅｓｅａｒｃｈｅｓｕｎｄｅｒｅｃｏｎｄｎｔｈａｒａｖｅｓａｔｕｍＸｉｉｚｉｉＬｈｏｕｔｈｅｒｔｈｉｔｉｏｔｉｔｒｌｔｒｇ，ｇｇｗｉｔｈｍｏＫｗａｔｅｒａｎｄｕｓｉｎｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｍｉｎｉｎｍｅｔｈｏｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔ过ｏｗｅｒｔｕｎｎｅｌｉｎ，ｇｇｐａｎｚｅｎ－ＬｈｏｕｈａｖｅｂｅｓｔｕｄｉｅｄＡｎｄｍａｋｅｒｅｌａｔｉｖｅｒｅ化ａｒｃｈｅｓｏ打ｐｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｔｎｉｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｒｉｔｒａｖｅｌｓｔｒａｔｕｍｗｉｔｈｍｏｒｅｗａｔｅｒｙｇｇ，ｓｅｃｕｒｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｎｎｅａｒｂｙｂｕｉＷｉｎｇｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏ打ｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｅａｒｔｈｆｉｌｌｗｉｔｈｍｏｒｅｗａｔｅｒ，ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｔｒｕｔｉｔｈｒｈ化ｒｉｖｅｒｂａｎｋｍｏｎｉｔｏｒｔｒｕｅｏｆｃｏｎｓｃｏｎｏｕｅｉｎａｎｄｃｏｎｏｌｔｅｃｈｎｉｒｏｕｎｄｇ，ｇｑｇｓｅｔｌｅｍｅｎｔｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｒｅｓｉｄｔｉｓｕｓｅｄ化ｇｕｉｄｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｅｃｔ．ｐｊＴｈｅ＾ａｅｒｃａｎｅｕｓｅｅｓｉｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｐｂｄＵ）ｇｕｉｄｅ化ｄｅｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｌｉｏｆｏｗｅｒｔｉｍｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｉｔｉｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ化ｗｉｌｌｒｏｖｉｄｅｐ，ｐｒｅｆｅｒｅ打ｃｅｆｏｒ化ｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｈａｌｌｏｗＭｉｎｉｎｇＭｅｔｈｏｄｉｎｏｔｈｅｒｃｉｔｙｔｕｎｎｅｌＩｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｓｉｍｉｌａｒｎｄｉｔｉｏｎ．ｃｏｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｔｕｎｎｅｌ，ｓｈａｌｌｏｗｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ？ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｕｅ，ｑａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩＩ 目录中文摘要ＩＡｂｓｔｒａｃｔＩＩ胃录３第一章绪论１１１．选题背景与研究意义１１丄１选题背景１Ｕ．２研究意义３１．２嘛现状３１．２．１浅埋暗挖法概述３１．２．２国内外研究现状４１．３研究内容与技术路线７１．３．１研究容７１．３．２本文技术路线７第二章富水砂卵石地层浅埋暗挖施工预加固技术与施工工艺．．．．．．．．９２．１工程施工难点９２．２富水砂卵石地层注浆加固技术研究９２２１．．砂卵石地层注浆机理分析９２２２口．．砂卵石地层注浆设计２．２３．注浆效果评价１３２１４．３富水砂卵石地层浅埋暗挖隧道施工工艺优化２．３．１施工原则１４２．３．２施工方法１４２．３．３施工王艺１４２３４．．施工辅助技术１５２．４本章小结１６第Ｈ章富水填王地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的８安全风险评估和控制技术研究．１工程概述１３．１８３丄１工程概况１８３丄２工程难点１８３ ３．２线埋暗挖隧道临近施工分类和施工风险等级研究１９３．２．１浅埋暗挖隧道临近施工分类１９３．２．２临近施工环境风险的分级２０３．２．３工程风险源分布与等级划分２２３．３富水填±地层线埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的控制技术研究社３．３．１临近施工过程控制重点２３３．３．２临近施工具体控制措施２３３．３．３临近既有铁塔竖井施工风险控制方案分析２５３２．４本章小结９第四章穿越河堤偏压段隧道施工关键技术３１４１．１工程概况３４丄１工程位置３１４丄２工程难点分析３２４压特征分析３２．２巧埋偏４．２．１浅埋隧道的特点３２４３２．２．２偏压的影响分析４．２．３偏库段浅埋暗挖隧道力学数值分析３３４．３偏压隧道施工方案组合如４．４双层小导管预注浆施工工艺研究３８４．５施工监测结果分析４１４．５．１监测项目４１４．５．２监测结果分析４２４４３．６本章小结第五章施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略研究．．．．．．４４５．１监控量测项目４４５．２区间地表沉降施工监测４４５．２．１监控量测项目４４５．２．２监控量测设计４５５４７．２．３监测成果分析５５２．３应力监测５５２．３．１钢拱架受力５．３．２孔隙水压力５５５３二衬压力５５．．３５．３．４小结５６５．４王体水平位移监测５７５．４．１监测目的及部位５７５．４．２监测步驟５７５．４．３监测结果５８５．５施工监测过程控制策略研究巧４ ５５１５．．监测数据的反馈９５巧．５．２监测质量保证措施；５．６本章小结巧第六章结论与展望６１６．１主要认识与结论６１一６６２．２进步展望参考献６３在学期间的研究成果６５６６致谢５ 兰州乂学硕±研究生学化论文浅地暗巧施工技术在兰州化力隧道Ｘ程中的应用研究第一章绪论１．１选题背景与研究意义１丄１选题背景兰州市西关什字ｌｌＯｋＶ变电站电缆送出工程。工程施工范围包括：新建电力暗挖隧道分ＩＩ、ＩＩＩ配沿南滨河路北侧人行步道敷设。其中ＩＩ段长度为％８．５ｍ，设置直径４．０ｍ５，，的直线竖井座，Ｗ及直径５．２ｍ的直线竖井１座起点为小西湖污水累站中转塔西侧终点为小西湖立交桥西侧；阻段长度为４９６ｍ，设置直径４．０ｍ的直线竖井４座，Ｗ及直２座，径５．２ｍ的直线径井，起点为老地方轮胎对面终点为屯里河区水电局西津灌区累工工艺进行施工，结构形式采用２ｍＸ．３ｍ站西侧。新建电力隧道采用浅埋暗挖施．０２复合衬硕单孔结构。圓图－１ｌｌＯｋＶ１西关什字变电站电缆送出工程平面示意图浅埋暗挖电缆隧道全线位于黄河右岸的人行道下部，现有地面均高于其初始地貌，，，地形降低呈缓坡状现有的河堤和路面为后期的人为填方形成地势西高东低，海拔？１５１８ｍ１５２６ｍ。根据现场试验与室内试验结果，地层岩性自上向下分别为：素填±、１ 兰州大学硕击研究生学位论文浅埋暗挖施工巧乂在兰挪电力隧道工程中的应用研巧粉止、细砂、卵石四大类。（１）素填±；杂色，中密，分布不均，大部分地段主要成分科粉±为主，混有多量的卵石及少量的砖块、煤渣。局部地段Ｗ卵石为主，混有多量的粉±。分布在地表，？ｍ层厚０．８３．１。？（２）粉±；黄褐色，湿饱和，稍密。含云母、巧质，浦有植根和圆碌，大孔隙？？。１。不发育埋深０．８３．１ｍ，层厚．５６．７ｍ？（３）细砂：灰黄色。稍湿饱和，稍密，主要成分为石英、长石，砂质较纯，含？－有少量的粘性±，局部漏有１０％２０％的卵石。其埋深２．９３．６ｍ，层厚大于５．０ｍ。４一？（）卵石：青灰色，中密，主要由石英岩、砂岩、花岗岩组成。般粒径２０１２０ｍｍ，？于最大２００ｍｍ，分选性差，混有少量的漂石。其埋深５．２６．２ｉｎ，层厚大５．０ｍ。。其中，新建电力隧道主要穿越松散卵石层该卵石地层颗粒之巧空隙大，没有粘聚，地层就可能会打破原来的平衡而发生破坏。施工过程中开挖面和洞壁力，只要有扰动就会容易失稳。？４０依据勘探揭露，隧道沿线地下水均有出露，其埋深在．９．１ｍ之间，为赋存于卵石层中的空隙型潜水。地下水补给方式为大气降水及地表水渗透，地下径流方向自南向北，，排池进入黄河。由于电缆隧道沿黄河右岸所Ｗ地下水位主要受黄河讯期的影响，６、７、８、９月份为丰水期，１、２、３月份为枯水期，地下水年变化程度１．５ｍ左右。本工程沿线地形相对平缓、开阔，根据现场调查，沿线走径区域附近无滑坡、崩塌、泥石流、地下空洞等危及工程安全的不良地质作用。但电缆隧道穿越黄略沟和雷坛河存在洪水冲刷影响，据调查，其最大冲刷深度１．０ｍ。电缆隧道穿越黄略沟河床地段隧道顶部埋深需考虑１．５ｍ的洪水冲刷。工程主要有Ｗ下难点：（１）注浆施工成孔难度大、工程施工速度缓慢；（２）地层稳定性差，难Ｗ保证工作面稳定性；（３）隧道下穿两条排洪沟，此二处排洪沟常年流水，雨季水位上涨，黄河水倒灌‘使得隧道所处地层常年富水且降水困难，此类地层中带水进行施工可能引起砂的损失，对地层沉降量的控制难度很大。（４）隧道从桥墳基础、其他管线等构筑物下方穿越时，容易造成不均匀匀沉降，对构筑物的安全造成影响。（５）隧道及竖井整体位于黄河河堤高阶地存在严重偏压，使得隧道受压两侧受压不对称，加大了施工难度。由兰州电网新建的西关什字ｌｌＯｋＶ变电站电雞隧道隧道总长４１２０ｍ，其中暗挖段长＂＂１０６４．５ｍ。施工段沿黄河风情线线，地面车辆行人密集，且下穿小西湖立交桥和临近既有高压线路中转塔等多处风险源，地表变形要求苛刻，使得浅埋暗挖法在该处的应用２ 並州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究遇到了挑战。为了保证浅埋暗挖法在复杂条件下富水填止地层地层施工中的安全经济的应用，需要研究并总结出合理有用的复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道关键施工技术。本论文就是在迭种背景下提出的。１丄２研究意义本论文的研究依巧兰州市西关什字ｌｌＯｋＶ变电站电缆送出工程，研究成果除了在实际工程中进行直接应用和验证，还可对其他相似条件下的城市地下工程中进行应用与推一定的借鉴作用广，同时对交通工程隧道和地铁等其他工程也具有。、浅埋暗挖隧道施工技术，不但能满足工程的特殊要求和总体要求，还能够优化线路降低工程造价。本论文关于富水砂卵石地层注浆加固技术、富水填王地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全风险评估和控制技术、穿越河堤偏压段隧道施工关键技术、施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略等方面的研究。取得的研究成果将直接用于指导相关工程的设计和施工。１．２研究现状１．２．１浅埋暗挖法概述。根据施工特点，地下工程又可分为深埋、浅埋和超浅埋Ｈ类根据《铁路隧道设计一？规范》中的规定，隧道拱顶埋深若小于：３５Ｗｍ（ＶＩ级围岩）、１８２５ｍ（Ｖ级围岩），？￣Ｗ１０１４ｍ（ＩＶ级围岩），５７ｍ（扭级围岩），属于浅埋隧道。或者根据压力Ｐ和垂直±－Ｗ＞０．４０．６即属于浅埋隧道。柱重量肿的比值，根据统计的实测资料，当／Ｖ州但城市地下工程隧道的结构断面变化很大，除了考虑拱顶埋深外，还应考虑工程跨一＜＜度。般用覆跨比（拱顶覆±厚度Ｗ与结构跨度公比值）判断．６．，当０覆跨比１５＜化６时Ｗ。时，为超浅埋，均认为属于浅埋；当覆跨比埋深浅是浅埋地下工程的显著特点。在施工中，地层的开挖会引起明显的地面位移，也影响周边的环境。所Ｗ，施工队对开挖技术、支护和衬硕Ｗ及排水注浆等技术要求更高，也増加了施工的难度。如何有效控制浅埋地下工程施工引起的地表位移和变形，是此类工程设计和施工中研究的主要问题。充分考虑到地表变形的控制、环境影响、施工Ｐ１Ｐ１成本等因素，产生了很多浅埋地下工程的施工技术和方法。目前，在城市市政电力隧道的设计施工中通常采用Ｗ下呈类方法，即明挖巧筑法、顶管法、浅埋暗挖法。其中，明挖砲筑法最经济，但是施工往往受已有的地下管网的影一般在郊区使用管法的现代化程度最高响，在电力隧道应用最广泛，该方法；顶，但其缺点是在粉细砂和砂卵石地层中施工较困难，而且在富水的地层中其防水止水措施效果一一较差浅埋暗挖法受地层、断面的影响不大，且造价般，尤其是遇到些特殊区域时，；３ 兰州乂学硕＋研究生学位论文浅梢暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究具有很好的灵活性与适应性。第Ｈ种方法能够利用强调围岩的自稳能力和承受能力，保，同时能够在地下工程运行期间保证安全证正常施工进行。往往巧市浅埋地下工程具有上覆地层薄、地质问题多、围岩稳定性差＾斗及地层的变形大且承载力小等问题，采用浅，，埋暗挖法这种施工方法，将围岩的预加固使地表沉降将到最低能够保障施工安全同时对地上和地下构筑物稳定也能保证一种新的地下隧道施工技术，广泛应用在地铁浅埋暗挖法是近些年开始发展的、市Ｐ１Ｗ政地下管道等其它浅埋地下王程的设计与施工中，尤其是在第四系的各种地层中。ＰＷＷ施工方法主要有中隔墙法、单侧壁导洞法等。与其他方、正台阶法、双侧壁导洞法法尤其是明挖法对比，该法在拆迁改建、环境污染、对其它的干扰等方面具有优势。而盾构法虽然也有很多优点，。但是隧道断面对其影响很大，并且造价高如今中国人力资，浅埋暗挖法施工机械简单，经济环保源丰富，在隧道施工方面积累了大量的经验。因一此，尤其是城市地下工程，是种经济有效的方法。，该方法在我国地下工程施工中１２．．２国内外研究现状浅埋暗挖法最早是在北京地铁的建设实践中发展起来的，北京地区在施工技术和试验研究方面都有很好的王作基础，。由于浅埋暗挖法具有很多优点在国内外的地铁、电力、热力等市政公用管线等工程中广泛应用。浅埋暗挖技术首次应用在北京地铁复兴口折返线王程。其后多项地下工程采用了浅埋暗挖技术施工。北京地区的地层条件对浅埋暗挖施工技术具有很好的适应性，而且进行了大量的工程实践，并且不断推广应用，取得了丰富的时间经验和技术认识。城市地下工程的修建，尤其是在繁华的城市中也修建地下工程必然面临隧道穿越既有结构和重要建（构）筑物的情况，因此国内外对此都进行过研究和工程实践。国外的，并有相应的经验公式研究主要侧重于隧道施工引起地表沉降；国内则对盾构施工引起的地层变形及其对建筑物的影响进行了较为深入的研究，并提出了相应的控制措施。但在浅埋暗挖条件下引起建，（构）筑物的破坏尤其在砂卵石层中这样复杂条件下的施工国内外都研究较少。，（与盾构施工法相比，浅埋暗挖施工通常引起更大的地表沉降量因而对建构）筑物的危害也更大，目前国内外都将地表沉降量的控制标准确定为３０ｍｍ，其科学合理性尚有待研究，不同。事实上的建筑物对地层变形的敏感程度存在较大差异，而且达到同一，因此对不同的建筑物采用不同的控制标准则更为合理目标的技术难度也相差更大。一？深圳地铁期工程浅埋暗挖施工的地表沉降量普遍超过３０５０ｍｍ，但并未对既有建筑物造成严重破坏，而要控制在该标准范围内则要付出非常巨大的代价，。而对于穿越桥粧隧道开挖所引起的桥描的水平位移量和竖直位移量的控制标准则要求更为严格，其合理值的确定目前也有待研究。因此浅埋暗挖施工地表沉降控制发展的趋势是针对不同的地层条件和不同的建筑４ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗巧施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研巧物要求，采取不同的控制标准，Ｗ取得最佳的经济效益和环境效益。随着我国城市电力系统的高速发展，地下电缆送电工程项目的越来越多，浅埋暗挖法隧道近距离越来越多的需要穿越原来的一些重要建筑物。针对浅埋暗挖法将越来越多的面临送些情况，浅埋暗挖法的技术需要发展和继縷创新，尤其是在富水砂卵石地层进行隧道施工，如何最小￣一Ｗ１３１限度的控制地表沉降，将是重要课题。国外７０年代初开始将新奥法应用在浅埋地层地下工程施工中，至８０年代，通过不一断的探索己经将该技术不断地完善，广泛于城市地铁、市政工程等地下工程在些发达国家，如；美、德、法、日本等国家的隧道工程中新奥法应用成功的实例有很多。尤其是在德国，送种技术应用的很多。如法兰克福等地铁隧道中应用的很广泛，该技术一－在德国的应用已经达到了很高的水平。表１１为些国家采用新奧法施工的实例表－１１国外地下工程采用新奥法施工实例国家德国德国法国日本奥地利工程名称法兰克福地慕尼黑地铁９里尔地铁一北陆高速公维也纳地铁铁２５号号段号线４号路隧道９—７———施工年代１％１年１９７５７８年１９８５年１９８３８５年１９８３８５年地质及水黏止层、石灰第Ｈ纪菱铁粘王、砂烁等冲、洪积粘第Ｈ纪流砂层、粘±层和文地质条岩、含水砂碌矿砂层、泥灰王地质层砂巧石层、地下水位很高件层岩、遇水塑性和粘±—致——５——埋深１１１３ｍ８２６ｍ约１５ｍ１５ｍ８２０ｍ断面圆形、直径跨度．５，６．８ｍ，，１１ｍ跨度最大跨度最大跨度８．５ｍ断面约６８ｍ５，．６高度７．ｍ髙度５．８ｍｎ．４ｍ最大６０ｍ２高度８．６ｍ施工方法全断面台阶双侧导坑法，上、下台阶分超前侧壁导侧壁导坑法，使用掘进机法施工，使用使用挖进机段开挖，弃渣坑、分部开及反伊挖掘机，必要时拱反护捏掘机及反护挖捆用累输送至挖，人工开部插板支护机，环形、采取井点洞外挖部降水措施分反伊开挖留核也±主要支护错巧长错杆长采用钢支撑错杆长４ｍ喷厚２０ｃｍ，钢支撑钢筋，—４—形式３ｍ，钢筋３４ｍ，．５喷外加背板钢喷厚２０ｃｍ格内衬厚４０ｃｍ，网喷错厚２５ｃｍ，钢筋内衬栓厚钢支撑—－—’，１５１８ｃｍ支撑ＴＨ２１５０ｃｍＨ２００衬钢拱架钢筋栓内衬硕６０ｃｍ－ＴＨ４８，钢筋厚４０ｃｍ拾内衬厚—１５１８ｃｍ长度４２０ｍ６０ｍ４０ｍ—１２７７０ｍ７０８０ｍ５Ｉ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究我国在毛十年代末到八十年代初也开始在地下工程施工中采用新奧法，并于八十年ｕｓ￣２５］代中后期已经在相关的浅埋软弱地层使用新奥法。１９８４年首先在大秦线进行了应用，后来又成功应用于北京地铁中，然后在电力隧道、城市地下热力、深圳地铁、地下过街通道隧道中开始推广。如今，通过实践，该方法逐步完善，在市政、城市地下通道、￣一Ｐ６３Ｕ电力随道、地铁、等各种工程中得到了广泛的推广，己经成为套完整的施工技术。－２为我国浅埋暗挖法在我国的应用实表１例。表－２我１国部分采用浅埋暗挖法施工的工程￣￣北京地铁复国家计委地北京地铁天安广州地铁一号北京长安街过街通道兴口线下停车场口西客站线施工年代————１９８６８７年１９９２９３年１９９６９９年１９９７９９年１９９４年地质及水第四纪粉细粉细砂，无、圆碌第四纪轻亚粘粘王、粉质粘人工填±、砂粘止文地质条砂，无地下无地下水王、中细砂、王及风化粉砂地下水件水中粗巧砂层，止，水位在地主体结构１．５ｍ面Ｗ下＾０—在承压水位．２１．０ｍ１＾下９—２８５——埋深１１ｍｍ．４ｍ３．５．５．８．７ｍ０１．０ｍ断面形式最大跨度最大跨度Ｈ跨两柱两层卵形，最大跨最大跨度ｎ．５ｍ窩度，１４．６ｍ高度１３．０ｍ高度最大跨度度６．５ｍ４．０ｍ，，８．０ｍ９．５ｍ２２．２ｍ高度，＂２ｍ．施工方法台阶法施ＣＲＤ工法施洞柱采用逆作台阶法施工ＣＲＤ工法工，侧壁导王法坑超前开挖主要支护超前小导超前小导管，超前小导管，超前小导管，超前小导管，钢筋网形式管－钢筋网钢筋网钢筋网钢筋网，１扣１５ｃｍ喷厚３０ｃｍ，ｔｌ〇ｘ］〇ｃｍ，１５ｘｌ５ｃｍ，喷Ｕｘｌ５ｃｍ，喷厚１５ｘｌ５ｃｍ，喷网构钢架，检内衬喷厚３０ｃｍ，厚３０ｃｍ，网３０ｃｍ，，网构钢厚３０ｃｍ网构５０ｃｍ网构钢架，构钢架，抢内架，洽内柯钢架，栓内衬拾内衬衬—５０ｃｍ３０ｃｍ３０ｃｍ３０５０ｃｍ长度３５０ｍ１０４．８ｍ２２６．１ｍ５４３．１ｍ４５０ｍ通过在广州、上海、北京、深圳等大城市的各种地下工程中的应用实践，线埋暗巧法取得了非常好的成效一。随着该方法的广泛应用，些新的技术问题和困难也不断涌现，这些问题的出现也为我们进一步的完善该方法提供了研究契机，比如在施工过程中地下水如何解决、施工管理与安全问题、其它辅助施工措施的配套和质量管理等等。６ 兰州大学硕±研巧生学位论文浅巧暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究１３研究内容与技术路线１．３．１研究内容工中遇到的一论文依托于实际工程，对施系列技术问题进行研究，主要针对富水砂卵石地层浅埋暗挖施工地层预加固技术与施工工艺、富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全评估和控制技术、穿越河堤偏压段隧道施工关键技术、施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略等方面进行了研究。并对上述施工工艺和关键技术进行归纳、总结和优化。主要研究内容包括：（１）富水砂巧石地层浅埋暗挖施工地层预加固技术与施工工艺研究？富水砂卵石地层注浆加固技术研究？富水砂卵石地层浅埋暗挖隧道施工工艺优化（２）富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全评估和控制技术研究？浅埋暗挖隧道临近施工分类和施工风险等级研究？富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的控制技术研究（３）穿越河堤偏压段隧道施工关键技术？浅埋偏压特征分析？偏压隧道施工方案组合研究？双层小导管预注浆施工工艺研究？施工监测结果分析（４）施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略研究？区间地表沉降施工监测？应力监测？±体水平位移监测？施工监测过程控制策略研究１．３．２本文技术路线本论文采用的技术路线如图１－２所示。７ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在州电力隧道工程中的应用研究Ｐ研究思路］［—前期研究成果一？资料收集整理Ｉ程概况，ｒ１！１ｒＪ；［预加固技术安全评估施工关键监控量测和过ＩＩＩ与施工工艺控制技术技术程控制策略Ｉ￣￣Ｉ１１１１１１１ＩＩ＾＾Ｉ＾地施施影浅施预过地应水施层工工响埋工注程表力平工．注工分控偏方浆控沉监位监浆芝类制压案施制降测移测技优和技持组工策Ｉ施监过术化风术征合工略工测程？ＩＩ■险分？艺＇监？控Ｉ寧拆＊Ｉ测制级＇策ＩＶ＾＾▼数据、资料分析与研究Ｊ论文初稿Ｊ导师、专家意见；；论文定稿图－２本１文研究技术路线８ 兰州大学硕壬研巧生学位论义浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究第二章富水砂卵石地层浅埋暗挖施工预加固技术与施工工芝２．１工程施工难点富水砂卵石地层进行地下隧道开挖存在的施工难点有：（１）工程位置处地下水位较高，工程地质差，多处于砂层与卵碌石层中，部分为填层。此类条件下，围岩的稳性性差，故施工难度大。（２）注浆具有成孔困难、且效果较差的问题。（３）隧道下穿两条排洪沟和较多重要建（构）筑物和桥梁粧基和市政管线等重要结构，容易造成不均匀沉降，因此在进行暗挖作业时，需采取措施控制沉降，保证各建（构）筑物正常使用。２．２富水砂卵石地层注浆加固技术研究２．２．１砂卵石地层注浆机理分析所谓注浆一定的注浆压力下入到需加固的岩±，是在，将浆液利用注浆管将浆液注体中，浆液凝固后将±体固化并填充空隙，从而达到提高岩±体的物理力学性质的方法。注浆后，岩±体的地基承载力、渗透性能、抗剪强度等性能得到有效改善。总的来说，注浆方法主要有Ｗ下几种类别：渗透往浆、劈裂注浆、压密注浆、电动化学注浆和高压喷射注浆。由于砂卵石地层或卵石与砂层较松散，卵石么间空隙比较大，通常其注浆机理为渗透注浆和劈裂注浆相结合共同加固地层。Ｍａａｇ首先推导出了注浆浆液在砂止层中的渗透公式，另外国内外很多学者在注浆造论方面也开展了很多研究。在送些理论中，最主要的是球形和柱形扩散理论。（１）球形扩散理论：简化后的模型由Ｍａａｇ在１９３８年提出，在计算中，Ｍａａｇ做了如下假定：①±体是均匀的而且是各向同性的；②浆液符合牛顿体属性；③注浆管从底部开始；④浆液的扩散形式为球形。浆液扩散速度服从达西定律，如下：９ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究ｖ＝ｎ＝＾ｉ＝ｌ＝＾（２－１）ＰＰｄｒ３ｍ式中，Ｋ为浆液的渗透系数／ｄ）为注浆量（ｍ）。；Ａ为水的渗透系数（；０；片为粘度比注浆量为；＾－—＝－ＱＫＡｔ＝Ａｉｔｒｔ（２２）Ｐｄｒ因此－＝－＾ｄｈｒ（２－＾ｄ３）Ａｉｉｒｋｔ积分后得＝篮－－ｈ＋Ｃ（２４）４ｎｋｔｒ＝＝边界条件：当ｒ＝ｒ时好ｒ＝／２入上式，得，Ａ；时，Ａ，代：。０ｉ／－＝丄」■（２－５）馬矣隻（）Ａ％ｋｔｒｒ〇注浆量３＊＝＂瓜内－０（２６）１＾由于＝－ｈＨｈ（２－７），，３丄户－１。（）｜片ｈ＝—＾化８）４＾３ｋｔ所＝血－＼（２９）３的因此ｔ三恤（－２１０）３ｒ献ｊ〇－。）－傷（２（２）柱形扩散理论：浆液扩散速度为：１０ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究＝＝－ＶＫｉ＝ｉ（２１２）＾＾＾ｄｒＰＰ３－／ｄ）Ａｍ－式中：片浆液渗透系数（ｍ；水的渗透系数（／ｄ）注浆量（ｍ）；０；片为粘度比。注浆量为＝——＝－ＱＫＡｔ２ｉｔｒｔ（２１３）Ｐｒｄ因此＿ｄｈ＝皂已＾淑（２－１４）ｌｉｉｒｋｔ积分后得Ｑ－ｈ＝＾－＾Ｃ（２１５）ｌｉｔｒｋｔ＝＝＝＝：当ｒＨｒ／／：边界条件好，ｈ；。时，Ａ，代入上式得ｑ－＝追各■一（２－好／！虹１６）〇Ｉｎｋｔｒ〇注浆量＝－Ｑ％ｒｎ（２１７）＾由于＝—Ｈ－（２１ｈ８）ｈ＾］内＊？／虹三／，＝＾ｈ－（２１９）、，２ｋｔ所Ｗ］打Ｓｒ虹王ｙｉｔ＝＾－（２２０）２巧２邸＝ｒ（２－２１）’Ｉｎ３ｎ—＼ｊ］ｒｙ〇在注浆的过程，如果浆液的巧度与注浆的压力浆液粘度没有变化，就认为符合渗透理论。在注浆过程中，如果増加注浆压力时，浆液始终不会发生扩散，反而压力会导致±层劈裂现象，这时候就属于劈裂渗透。１１ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究２．２．２砂卵石地层注浆设计（１）注浆加固范围在控制隧道的开挖安全和地面沉降等问题上，合理的注浆范围是很重要的因素。注浆范围过大或过小都会存在问题，前者会导致工程量增加，后者会降低注浆效果。所Ｗ在设计注浆时需要确定合理的注浆范围。由于地面不具各施工条件，隧道开挖前，先进行隧道全断面超前深孔帷幕注浆，对。１．５ｍ隧道周边±体进行加固帷幕注浆采用长导管进行预加固，加固范围为开挖轮廓外，一次注浆循环步长为１２ｍ，搭接３ｍ。（２）浆液选择－根据工程特点及工程经验，采用水泥水玻璃双液浆作为注浆材料，通过浆液在地、、层的注入，使岩±体的内聚力得到提高裂隙得到充填并起到防水作用。一－些缺点使用水泥水玻璃浆液克服了单水泥浆液的，具有很好的注浆效果。充分考虑浆体的凝结时间、强度、施工难度和经济等方面的影响，浆液适宜的配方为：水泥＞￣为Ｐ０３２．５ＭＩａ。水泥水灰比为０．８：１：１７Ｃ．５ＭＰａ号或者Ｐ０４２１，ｊ泥浆的体积与水玻璃的’－１：０．６１：１应不低于４０Ｂｅ。体积之比宜为，水玻璃的浓度（３）注浆参数－帷幕注浆采用的参数如表２１。表２－１帷幕注浆参数表序号名称设定参数１半径０．５ｍ２注浆压力０．５ＭＰａ３注浆长度１２ｍ？ｍ４注浆速度１０ｌＯＯＬ／ｉｎ５后退式分段注浆长度２ｍ４（）注浆量计算注浆量可根据公式：１＝ｔ－ＱｉＲｏｆｉｎＬ（２２２）其中；３Ｑ—注浆量（ｍ）１２ 兰州大学硕±研究生学化论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究Ｒｍ扩散半径（）Ｌ注浆长度（ｍ）ａ—浆液充填系数？５—注浆材料损耗系数ｙ？—孔隙率巧）注浆工艺２－。注浆施工的主要工艺流程如图１所示施工准Ｓ注浆？管加工Ｉ浆液配置１＾测量布孔ＩＩ去注浆机钻孔ｉ￣清孔Ｉ｜ｉ顶入钢管ＨＩＡ封端止浆Ｉｉ注浆了效果检查＾ｉ＾图２－工艺流程图１注浆２．２．３注浆效果评价（１）单根注浆完成的标准：压力上升，流量减小。当注浆压力到达终压，并且注浆量大于８０％的设计时，注浆终止。（２）：注浆孔都达到设计标准本循环注浆结束的标准，没有漏法现象发生。（３）注浆结束后，在注浆体进行钻化，用皮、水或抽水等方法进巧检测，若地？基流量和渗透系数达不到设计要求，就需要补浆。进行检测的孔数应为为总数的５１０％。，尤其是地质条件差的地方（４）在钻孔的同时，应及时取样做相关试验，检验各项物理力学性能参数。这些１３ ’兰州大学硕＋硏究生学化论文浅巧暗挖施Ｔ技术在兰州电力隧道Ｘ程中的应用研究指标包括：密度，结石性质，浆液充填率及剩余孔隙率，无侧限抗压强度及抗剪强度，渗透性及长期渗透稳定性－。２．３富水砂卵石地层浅埋暗挖隧道施工工艺优化２．３．１施工原则浅埋＂隧道暗挖法施工应遵循加固管超前、严格注浆、短距开挖、加强支护、早封＂闭、勤量测的原则。２．３．２施工方法应采用短台阶留核屯、±法进行施工。具体施工步骤为：（１）隧道拱部采用人工开挖，并且要预留核也±；进行初期支护；短台阶的长度？宜为２．５ｍ４ｍ。（２）下部台阶亦采用人工开挖的方式；也要进行初期支护；最后进行导洞的封闭成环工作。＾二小导管＼初衬①Ｖ核也王＾＼．Ｉ＾Ｉ从作＼＼＼心成心古＼尽＼＼＾疋成图２－２台阶法施工步序图２．３．３施工工艺２－３砂卵石地层浅埋暗挖施工工艺，见图。（１）上台阶开挖及支护？弧形导坑开挖，然后喷３５ｃｍ的混凝王进行巧期支护，架格栅钢架，挂网，喷抢。。０５ｍ化５ｍ。、核也±留成台状格栅设计间距．，开挖距离为在不稳定部位可适当加密适当缩小步距。＾一－？＾总的施工顺序为：封闭掌子面＾打小导管注浆加固开挖上台阶并留核必±断？面轮廓的测量＾初喷拴３５ｃｍ＾钢架安装挂钢筋网＾法浆锁脚错管的搭设＾复喷抢。１４ 兰州大挙硕壬研究生学位论文浅巧暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应巧研究测量放线户地面监测超前小导管加工Ｍ打设超前＾浆小导管Ｉ￣￣ｊｒ￣上台阶±方开尾１￣格栅加工＂￣＞１上台阶＾栅架设打设注浆锁脚错管喷射上阶抢下台阶±方开挖下台阶栅封闭＾￣￣喷射下台阶格Ｉ＊，ｒ开始洞内监测￣￣初衬背后注浆Ｉ图２－３施工工艺图（２）下台阶开挖及支护采用边墙单侧交错的方式，先进行核也±开挖，再进行边墙开挖，然后进行格栅钢一工作完成后架的安装、拾的喷射；侧边墙的支护才能进行另侧的开挖和支护工作。边墙完成后再进行底板的开挖一，最后喷射抢和封闭工作。然后再进行下次施工循环。＾－总体的施工顺序为：左侧边墙开挖测量断面初步喷射混凝±４＆栅钢架安装＾挂网一复喷混凝±一右侧边墙开挖＾测量开挖断面轮廓初步喷射混凝王＾安装格栅钢架＾挂网＾复喷抢＾开挖底板＾测量断面＾初步喷射混凝±＾安装格栅钢架＾挂网－复喷混凝主。２．３．４施工辅助技术（１）施工止水技术？依据勘探揭露，隧道沿线地下水均有出露，其埋深在４．０９．１ｍ之间，主要赋存于。卵石层中，属孔隙型潜水为确保施工安全，洞内暗挖施工应做到无水作业。隧道全断面均在水位线下的，采用全断面超前深孔注浆止水帷幕。水位线在隧道底向上ＩｍＷ上的，从水位线上５０ｃｍ处向下全部断面采取超前深孔注浆止水帷幕。水位线在隧道底板向上ＩｍＷ内的，隧道采用真空轻型井点降水结合集水坑降水的方法进行共同降水。①真空轻型井点降水°真空轻型井点降水主要布置在水位线下３０ｃｍ，降水管长２．５ｍ，采用６０的外插角，５１ 兰州大学硕击研究生学位论文浅埋暗巧施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究°在底部另外加两个长２．５ｍ、３０外插脚的降水管；纵向间距取Ｉｍ，支管和主管相接，水从主管流出。根据掌子面渗水实际情况，在渗水较大、自稳能力差及施工困难较大的条件下，可采用水平真空轻型井点降水。在掌子面的中间布置１根４ｍ长的真空降水管。真空井点降水系统由井点管、连接管、集水管及抽水设备等相关部分构成。成孔方式采用冲孔法，降水管应斜插掌子面的前方。井孔直径应小于３００ｍｍ，孔深宜比滤管￣ｍ时换用粘±进行封孔。深０．５１．０ｍ，用干净的粗砂灌注密实，至接近地面Ｉ。降水时要随时检查有无漏气现象，及时采取应对措施补漏②集水坑降水，主要作为该系统的辅助措施集水坑设置在竖井及隧道底部，设置在隧道渗水部位。ｘｘ集水坑采用薄钢板焊接．６ｍ〇．６ｍ〇．８ｍ。，钢板厚度４ｒｍｎ尺寸为０，应有井盖另外由于本工程紧邻黄河岸边，黄河水位上涨超出隧道底板时注意加强对黄河水位、的测量及观察洞内水位的变化，在每个隧道内备好应急救援物资（挡板沙袋），当掌子面出现大量水源时，立即用沙袋将掌子面封死，防止黄河水位上涨带来大量地下水涌入隧道。（２）超前小导管注浆加固技术受卵石地层特点的制约）２５钢管每，注浆用超前小导管采用小直径短导管。采用０，￣根小导管长１．７５ｍ（孔距１００ｍｍ２００ｍｍ，孔眼直径为８ｍｍ）。小导管，并在管周布孔°°￣在拱部满布３００ｍｍ，纵向水平投影搭，外插５８。，环向间距接长度Ｉｍ角①小导管加工一端加工成锥形一５０ｍｍ小导管，另端焊铁盛。钻孔沿管壁的间隔为１，布成梅花形，°孔位夹角９０，孔径８ｍｍ。②注浆压力一？。根据地层致密程度控制注浆的压力，般压力在０．２ＭＰａ０．６ＭＰａ范围内⑤注浆材料及浆液比例．根据地质情况和要求，配置小导管注浆材料及酷合比。主要采用Ｗ下两种：ａ）在卵石圆烁地层中注浆，采用渗入１０％微膨胀剂的普通水泥配置浆液，水灰比？为．４５０．６０；＇ｂ采用３２．５Ｒ普通珪酸盐水泥和４０Ｂｅ的水玻璃配置双液浆。前者）在砂层中注浆，？水灰比为１；１１：１．２者体积比为１：１。；两２．４本章小结（１）针对本工程富水砂巧石地层，研究了Ｗ止水加固为目的注浆工法、注浆机理、＞。浆液配比１在精也设计注浆方案的基础上，通过现场试验熟悉和掌握帷幕、（＾及注浆工艺１６ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究小导管双液注浆工法，结合现场地质条件和实际施工经验，确定适合该地段砂卵石层注浆施工参数。为安全施工提供了保证，同时丰富了兰州地区该地层施工的工程经验。（２）针对富水砂卵石地层暗挖隧道的施工难点，通过理论分析、工程类比、现场实验等手段对施工工艺进行优化，并结合对施工辅助技术的研究和实施，成功解决施工中遇到的难题，促进工程的顺利快速完成，对类似地层条件施工具有相当的参考价值。１７ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究第Ｈ章富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全风险评估和控制技术研究３．１工程概述对城市浅埋暗挖法隧道临近施工，在新建隧道施工前，为确保既有环境体的安全使化必须全面了解既有建（构）筑物当前的状态。也就是说必须对新建隧道工程影响范围内的既有环境体进行现状调查和评估。临近施工的安全性评估应该包括新建隧道施工前的安全性鉴定、施工过程影响的分析和评价、施工影响后的危检性评价。在综合分析的基础上制定安全可靠、经济合理和技术先进的施工方案和技术措施，Ｗ确保既有建（构。）筑物和新建线路施工的绝对安全本节重点在分析浅埋暗挖隧道临近施工分类的基础上，依据工程实践，对临近施工的安全性评估与施工风险等级划分进行探讨，并针对各等级风险源进行施工方案优化，形成临近施工的控制技术。３丄１工程概况竺州西关什字ｌｌＯｋＶ变电站电绳送出工程其中雷坛河西暗挖段，其隧道走向沿黄河右岸南滨河路大致为东西走向，整个电雞送出工程中浅埋暗挖隧道共ＩＩ、姐两段，两■段之间Ｗ明挖隧道相连。主要考虑到使用明挖施工必然对南滨河路北侧的人行步道及绿化带造成破坏，对周边建筑Ｗ及小西湖黄河大桥和两条泄洪渠产生不利因素，后续重复建设引发不良的社会影响，因此，采用对公共交通和周边建筑环境影响小的浅埋暗挖施工方法成为本工程的必然选择。本工程沿线地层特性和地下水分布特征详见前述。３丄２工程难点（－１）（１）隧道穿越两条常年流水排洪沟图３，雨季水位上涨，黄河水倒灌使得隧道所处地层常年富水且降水困难，砂卵石地层带水施工可能造成砂体的部分流失，増加地层沉降量控制的难度。（２）填±地层中浅埋暗挖法隧道下穿建（构）筑物影响建（构）筑物的安全运营－２￣３－３（图３图）。８１ 兰州乂巧硕＋硏究生学位论文浅捕暗挖施Ｉ；技术在兰州中，力隧道Ｔ．程中的巧Ｗ硏究幽ｉｓ諭３－－图１隧道下穿黄略沟阁３２坚井临近既有线路中转铁塔图３－３隧道下穿小西湖立交桥３．２浅埋暗挖路道临近施工分类和施工风险等级研究３１．２．巧埋暗挖隧道临近施工分类一城市中浅埋暗挖法隧道施工，按重要性程度可将周边环境分为重要周边环境和般周边环境３－１。。施工周边环境分类见表１９ 兰州大学硕±研究生学位论文浅巧暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究３－工周边环境分类表１邻近施序项目重要周边环境一般周边环境＾￣￣＾１一）（既有建古建筑（市级及＾上、标志性建筑城市级及＾上）、般的中、低层＇１一（构（）、）筑高层民用建筑、般建筑使用时间较长基础条件差民用建筑、厂房、物的建筑物、需重点保护或特殊要求的建筑物、重要的烟因、车库等构筑物水塔、油库、加油站、气灌、商压线路塔等２既有地下地下商业街、地铁瞪道、热力隧道、大型雨污水管沟地下通道等构筑物及人防工程等３既有市政髙架桥、人行天、立交桥等面道桥桥梁桥等４既有市政污水管、雨水管、铸铁管（使用时间较长）、承插式电信、通讯、电管线接口洽管、煤气管、上水管、中水管、军缆等力管道（沟）等５既有市政城市主干道、支、快速路等城市次干道道路路等６水体自然、人工河湖等；３．２．２临近施工环境风险的分级（１）风险等级划分的目的①为制定隧道施工时临近既有线和建（构）筑物等环境的控制标准、防护措施与加固措施提供设计依据；②为隧道线路的选择、结构形式、施工方案等提供设计依据。（２）风险等级划分所依据的主要因素①临近既有建（构）筑物等环境与隧道的空间位置关系；②既有建（构）筑物等环境对施工引起的附加荷载和变形的抵抗能力；⑤既有建（构）筑物等环境的设计使用年限；④既有建（构）筑物等环境位置处的工程地质和水文地质条件；⑤浅埋暗挖法新建隧道结构的跨度和施工方法。（３）风险等级划分的程序①根据既有建（构）筑物等环境与新建隧道结构的相对位置关系进行分类；⑤根据既有建（构）筑物等环境的分类，结合与新建隧道的位置关系，进行临近施工环境安全分级；（）⑤根据临近施工环境安全等级确定评估等级，也即既有线和建构筑物等环境的调查与评估内容；（④调查既有建构）筑物的现状，并进行评估，进行承载力的确定，对现状进行等级划分；⑤依据上述结果，确定其风险等级；、⑥充分考虑其他因素，如施工跨度方法，并结合地质条件对风险等级进行修正。２０ 兰州大学硕±研究生学位论文浅强暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究（４）既有建（构）筑物等环境的风险等级划分根据其穿越的方式、环境安全和现状评估等级，来划分隧道施工对既有建（构）筑物等环境影响的风险等级。新建隧道施工对既有建一（构）筑物等环境影响的风险等级应划分为特级、级、二级、Ｈ级和无风险五个级别。一（进行既有建构）筑物等环境的风险分级时，综合考虑其他因素，可将低级的风险提高一个等级进行风险管理。－基于上述分析，临近既有建（构）筑物施工环境风险的分级见表３２。３－２表邻近既有建（构）筑物施工环境风险分级（据孔恒，王文正等，２０１０年）环境风险工程新建隧道与既有环境体的相对关系备注等级—２５ｄ敬重要桥梁（植体）临化强烈影响区（穿越水平距离小于．其他临近程度根据具体一（ｄ为植径），且破裂面影响植长大于１／２）情况可降低级一重要市政管线下穿或侧穿．５Ｄ）般可降，强烈影响区（＜０强烈影响区外低一级重要建（构）筑物下穿或侧穿，显著影响区（＞１．０Ｄ）其他影响区范围结合建筑物特点进行调整河流、湖泊下穿或侧穿二级重要桥梁（粧体）临化强烈影响区（穿越水平距离小于２．５ｄ其他临近程度根据具体一（ｄ为植径），且破裂面影响植长小于１／２且情况可降低级大于１／３）—般影响区重要市政管线下穿或侧穿，强烈影响区（＜１．０Ｄ）（＞１．０Ｄ）根据具体情况降低一级￣，显著影响区（重要建（构）筑物下穿或侧穿１．０Ｄ１．５Ｄ）三级重要桥梁（粧体）临近，强烈影响区（穿越水平距离小于２．５ｄ（ｄ为粧径），且破裂面影响植长小于１／３）一＜般市政管线下穿或侧穿，（１强烈影响区．０Ｄ）强烈影响区可根据具体情况上调一级一般市政道路及其他下穿或侧穿，显著影响区（＜１．０Ｄ）强烈影响区可根据具体市政基础设施工程情况上调一级一般既有建（构）筑下穿或侧穿，显著影响区（＞１００）强烈影响区可根据具体．重要市政道路工程情况上调一级２１ 兰州大学硕±研究生学位论文浅巧暗巧施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究３．２．３工程风险源分布与等级划分根据对浅埋暗挖隧道临近施工分类和施工风险等级的研究，为了更好地控制隧道施工对临近环境的影响，首先对本工程周围环境的现有情况进行了调査，评估，并对风险进行了等级划分－３。，为施工方案的制定提供了依据。风险源分布与等级划分见表３表３－３本工程风险源分布与等级划分￣￣￣风险源名ＭＨ风险源基本状况描述号称等级ｉｆｔ￣￣￣一Ｉ１＃轻Ｉ段级ＩＩ段１＃竖井东側原有跨河线路中转塔在竖井外边皮只有井东侧原５ｍ，在竖井开挖时因为水位线在地面Ｗ下４ｍ左右，因有跨河线此在竖井开挖时引起铁塔沉降及倾斜。路中转塔２一０＋００隧道下穿级ＩＩ段ＩＩ段８处排洪沟隧道穿越处宽度为１３．５ｍ，深度约０＋００８－０２１．为７，两条排洪．３ｍ，挡墙埋深未知设计隧道拱顶高程与沟底高程５；基本持平沟；ｎｉ段皿段０＋４６６处排洪沟隧道穿越处宽度为４０ｍ，深度约为０＋４６６－５０６１０ｍ，挡墙埋深未知，设计隧道拱顶髙程与沟底高程基本持平，；此二处排洪沟常年流水雨季水位上涨，黄河水将倒灌°。３二？隧道下穿级ＩＩ段ＩＩ段３＃竖井４＃竖井约５２ｍ隧道穿越小西湖立交桥黄河０巧４７－０＋２９小西湖立大桥桥壞，隧道中也距北侧桥場９ｍ、南侧桥教４５ｍ．；０交桥及人穿越黄河大桥南北两侧人行天桥巧墳，隧道中也距北侧行天桥桥墳２ｍ、南侧桥域４ｍ；桥窗粧基深度、类型均未知。４二级ＩＩ段０＋１２８－０＋１３８，此砖房为地上隧道下穿ＩＩ段段隧道旁穿现况砖房－＋－＋？两处现况０１２８０１３，基础埋深０５Ｉｍ。层公共厕所．隧道结构与房屋结８－房屋，构之间水平距离为０＋３％段陵道Ｉｍ；ＩＩ段０＋３９２下穿现－一０＋３９２０＋３９？况砖房，此砖房为地上层，０。基础埋深．５Ｉｍ隧道６结构与房屋结构之间水平距离为Ｏｍ。５＋７？０＋３８７＆２００隧道下穿Ｈ级ＩＩ段：ＩＩ段：０１８给水管线，上方顺行，管０＋－多条市政１８７项标高１５１８．５ｍ，距拱顶３．５ｍ左右；？０＋３８７，０＋２０＋３巧管线（顺７７军缠１根，上方顺行，管线标高０＋２７７－行）１５１９．２ｍ，距拱顶４．２ｍ左右。＋０３３７；＋０００？０＋＆田段；０３３４２００给水管线，上方顺行，管ｎｉＳ：？，距拱顶１顶标高１５２１．２ｍ．４４．５ｍ之间；＋？（＞〇（）（）？＋０＋００００３３４军缆１根，上方顺行，管线标高０＋３３４？１５２１．７２ｍ．，距拱顶１９５ｍ之间。６竖井内多Ｈ级ＩＩ段；ＩＩ段：４＃竖井路灯电雞１根及军缆１根；６＃竖井军绳１条市政管阻段根。（线田段：＃，Ｄ２００给水管１竖井路灯电缆１根；军缆１根１＃＜１）２１线根；２竖井电缆及军缴各１根：００给水管线根；３＃坚井路灯电缴及军缆各１根；少２００给水管线１根；４＃６＃１２喔井电缆及军鎖分别各根、根。２２ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗巧施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究３．３富水填±地层浅埋暗巧隧道施工对临近建（构）筑物影响的控制技术研究３．３．１临近施工过程控制重点（１）控制地面沉降本标段浅埋暗挖隧道位于兰州市南滨河路黄河风情线人行道下方及黄河河堤处穿过，为保证风情线的优美景色及开挖后不对河堤进行影响，不对兰州市民的休闲生活造成影响，必须严格控制地面沉降。（２）控制建（构）筑物的沉降及变形本标段浅埋暗挖竖井及隧道临近及穿越地面多处建（构）筑物，并且与多条市政管线交叉、顺行。施工时隧道内采取经济可行的措施对其地层进行加固，并且在地面采取相应措施对建（构）筑物进行加固处理，并制定相应的监控量测方案。（３）富水段隧道止水本标段大部分隧道均处于地下水层影响范围内。对隧道开挖影响极大，极易发生巧塌。因此注浆止水是本工程的重中之重。（４）隧道穿越两处排洪沟本标段ＩＩ及阻段共穿越两条排水沟，ＩＩ段采用浅埋暗挖法施工，面段采用明挖暗做法施工，并采取相应的止水及加固±体措施。（５）黄河水位线上涨根据天气情况，，密切关注黄河水位的上涨情况对黄河水位线超出隧道底板时及时。采取相应的措施，防止黄河水渗流入隧道内３．３．２临近施工具体控制措施３．３．２．１竖井临近既有铁塔施工措施为严格控制既有铁塔的变形，达到控制标准要求，通过对比试验，研究提出了超前钢管隔离植注浆加固措施。（１）在铁塔结构外边缘３ｍ处南侧及西侧采取地面打设双排钢管隔离粧注水泥浆加＜距０固Ｄ５０钢管．５ｍ梅花型布置，稳固铁塔周围±体。隔离粧采巧粧，间，每侧钢管植各超出铁塔结构外边缘３ｍ，深度在竖井底板Ｗ下Ｉｍ，并在植顶做冠梁形成整体，起到隔离粧的作用，冠梁采用私０的螺纹钢纵向及横向连接起来，并涛筑宽９０ｃｍ、厚３０ｃｍ的Ｃ２５混凝王，形成稳固的口框型体系。（２）在轻井水位线Ｗ下采取全断面帷幕注浆止水措施。并视情况在竖井底増设大口井降水。°（３）竖井开挖时应沿竖井周圈斜向下２５增设铺杆（采用恥２小导管，长３ｍ，间２３ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道王程中的应用研巧距６０ｃｍ梅花型布置），加注水泥浆（４）加强竖井收敛、沉降及铁塔沉降、倾斜的监控测量。３．３．２．２隧道下穿排洪沟施工措施，工程进行加固地层与隧道防渗、疏导相结合通过论证后，充分利用围岩自稳能力，保证工程质量线太平桥站—北京西站区间线路下穿雨水方沟，并参考了北京地铁九号及其它相似地层隧道下穿排污冲沟时的技术保护措施，对此次隧道下穿排洪沟施工提出了Ｗ下保护措施。（１）－隧道穿越ＩＩ段０＋００８０２１．５处排洪沟施工措施：①降低此段隧道髙程，使拱顶离程位于挡墙基础下Ｉｍ（隧道覆±至少４ｍ）；②该段隧道拟采用全断面止水帷幕注浆法，并对周边±体进行注浆加固；。⑤虽然目前排洪沟没有地表水流，但考虑到雨季会有水拟在上下游増设围堪，将０３ＯＯＰＶＣ导流管埋设于围堪底部；④同时应加强过程中的监测工作。（２）隧道穿越阻段０＋４６６－５０６处排洪沟施工措施：①将拱顶设置于挡墙基础下方Ｉｍ处，Ｗ降低隧道的裔度；②由于此段隧道位于地下水位Ｗ下－，与ＩＩ段０＋００８０２１．５处排洪沟处处理措施类似，拟采用全断面止水帷幕注浆；⑨由于此处排洪沟常年流水，且在夜间水流较大，每年四五月份，黄河水位上涨，河水将倒灌入排洪沟内，此，因此处在上下游设置围張，围張采用止袋对上下游进行筑巧截流，城宽２．５ｍ，高３．０ｍ，中间设置宽度Ｉｍ的粘±质也墙，两侧装满粘±的编织袋堆码。蝴底埋设０６ＯＯＰＶＣ导流管。④对洞内和挡墙进行实时监测。Ｓ．３．２．３隧道下穿小西湖立交桥及人行天桥保护措施经与市政相关部口、工程经验丰富的专家等多方研讨，结合Ｗ往施工经验及数值模拟结果，采用加固±体、超前降水等施工辅助指施确保暗挖施王对小西湖立交桥及人行天桥的影响降到最低。采取的具体措施为：（１）调查小西湖立交桥的参数；适当调整隧道参数；（２）施工前采用超前深孔注浆加固，降低地下水对施工的影响；（３）加固周边±体，进行水泥浆注浆加固，采用双排钢管隔离粧的形式，钢管直径５０ｍｍ，间距０．５ｍ；（４）穿越施工过程对桥梁的沉降和倾斜进行全程监测；（５）对隧道内的变形进行监测，根据情况采取保护措施。３３．２．４隧道下穿房屋的保护措施根据Ｗ往工程经验，对地层进行加固的同时严格做好排水防水，对建筑的沉降倾斜２４ 兰州大学硕＋研究生学位论文浅埋暗挖施；Ｃ技术在兰州电力隧道Ｘ稍中的防用研究及裂缝的发生持之有效的监测，确保隧道安全下穿。具体措施为：（１）施工前采用超前深孔注浆加固，降低地下水对施工的影响；一。（２）对房屋临近隧道侧地层进行水泥注浆处理，注浆方式采用ｃｐ５〇钢管斜向下３００．３ｍ打入并注浆，钢管长０．５ｍ，间距。注浆范围应超出房屋基础范围２．０ｍ；（３）穿越施工过程对房屋的沉降和倾斜进行全程蓝测。３３．２．５隧道下穿多条市政管线（顺行）保护措施在施工前应对隧道开挖后的地面沉降和变形进行数值模拟，施工过程中通过监测将管线沉降与±体局部分层变形的数值控制在前期数值模拟所得出的预期范围内，减少突发风险事件发生的概率，确保工程整体安全有序的进展。采取具体措施为：（１）对地下水位Ｗ下的断面采取帷幕注浆加固。（２）用双排小导管注浆对隧道拱顶地层进行，浆液采用改性水玻璃（导管ｃｐ３２，长°°２？－＝．５ｍ１０１８），上层小导管注水泥水玻璃浆液（采用的２小导管，Ｉ２．５ｍ，，仰角与°°３０－４５水平成仰角）。（３）加强各部位的监测。３．３．２乂竖井内市政管线保护措施除Ｗ上措施外，对竖井内的管线外露部分应当再采取其他的保护措施。３－４对竖井内的交叉市政管线采取悬吊保护措施见图。至片、提ａｔ巧Ｓ二式五二：■：了三棺二含奇奇己—些兰窗ｊＫ＾７．记二恥请巧＼？—爸巧／Ｉ口、：Ｓ舒芒ＩｎＩ｜￡ＩＩＩ＼：鄭，ｉ■ｊ—＾韦巧草空／Ｋ是《三话到。１ＤＤＣ７Ｘ／地盤郎＼＾￣氏４Ｌ：：：辦图３－４管线悬吊保护错施示意图（单位：ｍｍ）３．３．３临近既有铁塔竖井施工风险控制方案分析３．３．３．１工程位置及控制标准ＩＩ段１＃竖井设计井深为１０ｍ，其东侧５ｍ处为既有跨河线路中转塔，该塔为ｌｌＯｋｖ高压线塔，塔顶距离地面约１５ｍ，基础埋深超过５ｍ。既有中转塔距离竖井非常近，在竖井开挖卸载作用下，井外±体位移场和应力场相应改变，引起±体滑移和地面沉降，２５ 兰州乂学硕＋研究生学位论文浅地暗挖施Ｘ巧术在兰州屯力隧道工胜中的应Ｗ研究，将影响中转塔的安全运营塔身产生不均匀沉降甚至倾斜。１根据兰州隧道施工有关规定，滿认临近既有跨河线路中转塔的ＩＩ段＃竖井施工风险一－等级为级，参照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７２００２）相关规定，并考虑既有铁塔的沉降倾斜现状，此次对铁塔变形的控制标准如下；铁塔基础沉降１０ｍｍ，塔身主体偏移５ｍｍ（即基础倾斜度为０．０４％）。３．３３２．．施工风险控制方案及数值分析针对上工程难点和施工风险，为严格控制既有铁塔的变形，达到控制标准要求，通过对比试验，研究提出了超前钢管隔离枯注浆加固方案。（１）钢管隔离粧作用原理一，方面隔离植通过提高±体的抗剪能力枯自身的粧侧阻力降低±体的变形，减小一沉降。另方面，支护结构上的±压力可通过隔离粧来降低。（２）计算模型说明采用ＭＩＤＡＳ进行模型的计算，范围为隧道顶部到地面，横向Ｌ：Ｘ及纵向均取距离竖井外皮１０ｍ范围，考虑超前顿管隔离巧注浆加固效果。王层由上向下分别为：素填±、３１．所示粉王、细砂、卵石。±层参数如表。表３－４±层参数表３°编号地层密度ｃｍ（ｋＰａ）摩擦角／（ｇ／）弹性模善黏聚力１素填．６５１５±１０００２０２０２粉±．８８２３０００３０２４１３细砂２．００２８０００５３２４砂卵石２．２０４００００２４５图３－５有限元模型２６ 兰州大学硕±研巧生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究－１３６２７建模采用实体单元，利用莫尔库仑模型，竖井和隔离粧设定为弹性体，共分７％３－５）个实体单元，１７个实体单元节点（图。按照开挖方案所确定的施工步骤进行施工阶段模拟，分别对①不采取任何加固措施和②采取超前钢管隔离粧注浆加固方案两种工况进行分析和比较。（３）计算结果分析计算结果如下表，从计算结果可１＾＾看出，钢管隔离植加固的效果明显。未加固时，基础的最大沉降量和两侧差异沉降量分别为１５．３３２ｍｍ和１０．７７６ｍｍ。采用加固措施Ｗ后，最大沉降和差异沉降为８．７６５ｍｍ和４．１３２ｍｍ，可见加固的作用显著。利用公式＝＾Ｌ计算出基础倾斜度小于０．０４％，说明加固后铁塔变形在控制标准内（Ｚ为基础倾斜度，ＡＡ为差异沉降－，Ｌ为基础两侧点距离。为了便于竖井施工过程的控制，表３６列出了）铁塔沉降值对开挖深度的分配化例。表３－５不同工况铁塔变形结果表工况１：不进行任何加固措施观测项目基础最大累计沉降值／ｍｍ基础两侧累计差异沉降值／ｍｍ最终观测值１５．３３２１０．７７６工况２：钢管隔离巧注浆加固．观测项目基础最大累计沉降值／ｍｍ基础两侧累计差异沉降值／ｍｍ最终观测值８．７６５４．１３２表３－６铁塔沉降对开挖深度分配（／％）？？？？？０２ｍ２４ｍ４６ｍ６８ｍ８１０ｍ２５３０２０１５１０３３．３工风险控制方案实施．．３施（１）钢管隔离植布置在铁塔结构外边缘３ｍ处南侧及西侧采取地面打设双排钢管隔离植注浆加固，用＜１）稳固铁塔周围±体。隔离植采用５０钢管粧，间距化５ｍ，梅花型布置。钢管植距铁塔结构外边缘３ｍ，枉底深度在竖井底板Ｗ下Ｉｍ，巧顶施做冠梁形成整体。冠梁宽９０ｃｍ、厚３０ｃｍ，采用Ｃ２５混凝±，纵横向主筋为私０，形成稳固的口框型体系。钢管隔离粧３－６所不平面布置见图：２７ 兰州人学硕±硏究生学位论文浅辅暗挖施技术化兰州屯力隧逍．１；釉中的巧Ｗ硏究５００＊言＊、。、？〇、０〇〇．＿片１。＼／罢細雜／／呂。＾有铁塔ｅｆｆ。；、。／＼ＩＩ段１＃竖井．＼＼Ｗ－、化：。。。变＼，。。°。。。。。。、处〇〇〇。。。３－６（单位圏钢管隔离粧平面布置图：ｍｍ）（２）注浆过程①注浆管制作注浆管由０５０热化无缝钢管加工制作，钢管前端呈锥形。钢管呈梅花形在中间设置？．，８ｍｍ，０ｍｍ２００ｍｍ，但钢管尾部０ｍ范围内不设置溢浆孔直径间距１０１，最后在钢）筋设置〇６ｍｍ环形输筋。５０热乳钢胃０６钢筋加焊＾。°°０８孔！！＇一一－Ｉ０００一—「「０．２１．０ｍｍＩＩＬ圏３－７注浆管制作示意图②注浆参数设计注浆材料按Ｗ下原则选取：对于无水粗砂及砂碌（卵）石地层选择单液水泥浆；对一，水玻璃双液浆于在有水的粗砂及碌石地层选择水泥。初始注浆参数如下：注浆初压０？０．４ＭＰａ；注浆终压０．６ＭＰａ；浆液扩散半径不小于．５０ｍ；注浆速度１５３０Ｌ／ｍｉ打。③注浆施工要点一注浆选用双液变量注浆机，采用全孔次性注浆。根据情况采用间歇注浆和分段注浆。注浆自下而上进行。注浆应注意严格控制时间，在规定时间内注完，同时保证各管件的连接紧密。（３）竖井开挖和初支竖井±方开挖采用对角开挖的方法。按１／４对角线对称开挖，严禁全断面开挖。开，６ｍ，，挖应分层进行，开挖后及时安装钢協架楠架竖向间距化竖向焊接连接筋铺设内２８ 兰州大学硕壬研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究外钢筋网，格栅安装完成后分层喷射混凝±封闭开挖面。竖井初衬采用喷射Ｃ２０混凝王。３－８具体开挖顺序见图。燈图３－８竖井开挖顺序示意（４）施工监测和保护措施按照监测方案的要求，加强竖井开挖过程中井壁收敛及铁塔沉降、倾斜的监测，判定铁塔运营的安全状态，，Ｗ及检验采用的工程措施的可靠性确保施工的顺利进行。施工中采取的保护措施为；，，应停止开挖①对井壁变形要严格控制若变形过大，采取相应措施防止继续变形，同时做好地面防水入渗工作。②竖井开挖时严格控制每层的开挖深度，，并注意及时进行支护尤其是井筒裸露后。一一。③隔离巧必须达到定的深度和具各定的刚度优先进行隔离巧施工，Ｗ防止造成地面沉降。３．４本章小结针对富水填±地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全评估和控制技术存在的难点，采用了理论分析、数值模拟Ｗ及现场调查实验等多种手段进行了深入研究，取得了Ｗ下研究成果：（１）通过对城市浅埋暗挖法隧道临近施工的安全性和风险进行等级划分，为新建隧道施工前制定安全可靠、经济合理和技术先进的施王方案和技术措施提供了理论支持和指导，，。在新建隧道施工前通过全面地对既有建（构）筑物的现状进行调查和评估对比所提出的安全和风险性等级划分标准，将本工程施工风险源找出并进行等级划分，为接下来的方案制定和技术措施的实施提供了有力的保证。（２）针对工程所有风险源进行巧入研究，提出施工控制标准和方案，并通过数值分析方法对方案进行了优化一，形成套在富水填止地层临近建（构）筑物施工风险控制２９ 兰州大学硕±巧究生学位论文浅巧暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用研究技术，使得隧道施工在各风险点安全通过，将施王对建（构）筑物的影响降到最小。该技术的成功实施对在类似条件下进行浅埋暗挖施工具有相当有价值的参考作用。（３）针对本工程各风险点的施工难点，采取了隔离植注浆加固技术、超前深孔注浆加固技术及管线悬吊技术等风险控制技术，监测表明这些技术成功地控制了建筑物、桥梁巧基、线路中转塔和市政管线等重要建。（构）物的变形３０ 兰州乂学硕±研究生学位论文浅巧暗挖施Ｊ；技术在兰州山力隧道工程中的应Ｍｊ硏究第四章穿越河堤偏压段隧道施工关键技术４．１工程概况４丄１工程位置－－本工程中的阻段１＃坚井３＃竖井（Ｋ０＋０００Ｋ０＋２４５）么间浅埋暗挖穿越黄河河堤高阶地偏压处，此处隧道埋深从２ｍ到５．５ｍ，所建隧道及竖井沿黄河河堤东西走向，主－要穿越河堤高阶地，隧道与河堤相对位置如图４１所示。２５００地表－＇一■？－－＼、／２．５＊＾麵讓脚ｌ｛Ｈｆｌ游、．一纖驟‘‘－Ｗｍ－－．滅ｉ阁４－１偏压地段隧道结构与河堤相对位置示意図３１ 兰州大学硕±研巧生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力瞪道工程中的应用研究４丄２工程难点分析（１）偏压段隧道主要穿越砂卵石地层，且埋深较浅，地层自稳能力较差，易塌方，工作面；Ｕ及河堤边坡的稳定性是本工程难点。（２）浅埋偏压地形易造成衬御受力不对称至整体，易造成衬硕的开裂、破坏，甚向河堤处滑移，因此控制隧道开挖的初期变形非常关键。（３）在我国的隧道施工中，对于浅埋偏压地段，尤其对富水的浅埋偏压隧道，隧道的安全通过问题仍没有一个良好的，可达成共识的解决方案，因此加大了设计及施工难度。４．２浅埋偏压特征分析４．２．１浅埋隧道的特点。与深埋隧道对比，承载拱的成形困难是浅埋隧道的主要缺点而大部分浅埋隧道都有偏压现象的存在。尤其是松散堆积物、软弱围岩和风化带对隧道升挖影响较大。在隧道开挖过程中可能出现拱顶下沉、隧道收缩、地表开裂、开挖断面失稳等现象。所要采取一定的技术措施，防止地面沉降的发生。地表发生下沉与隧道的埋深有关。埋深越大，开挖下沉主要是发生在隧道周边。埋深越小地面沉降就会发生。，承载拱不能形成，埋深浅的隧道不能形成承载拱，地表会下沉，所Ｗ必须采取措施，防止支护结构下沉、一些辅助施工技术提高其支撑力，并采取。浅埋隧道中掌子面前方沉降量较大，所Ｗ需对前方地层的改善的辅助方法进行研究，比如管棚、水平高压旋喷等。同时，为了保证施工安全和工程质量，提高效益，保证施工进度，应采取正确的施工方法和支护措施等方法。４．２．２偏压的影响分析偏压是隧道工程比较普遍的现象。所谓隊道偏压，是指各种原因造成出现不均匀的围岩压力，导致隧道中的支护承受偏压。地形地质和施工是造成隧道偏压的主要原因。隧道中的荷载受偏压的影响：，可用简化的模型计算和分析假设王体中存在的破裂面是一斜直线，其角度为和片（如图４．２）。ＦＦＨＧ发生下沉ＦＤＢ、ＥＣＡ公，导致两边的王体（）发生下沉。同时下沉过程中又收到原状±的阻力；ＥＦＨＧ止体的重力Ｗ，两边±体？０８、＇ＥＣＡ的重力为Ｗｒ和Ｗ１：原状±阻力为Ｆ，ＥＦＨＧ下沉，ＨＧ，两边受到的阻力为Ｔ或Ｔ面上的垂直方向总压力Ｑ。３２ 兰州大学硕±研究生学化论文’浅埋暗巧施工技术在兰州电力隧道工超中的应用研究職巧Ｖ地￣Ｄ；图４－２偏压踐道受力简图：根据静力平衡，垂直总压力如下’’２＝－Ａ－＋Ａ公棘＋义片ｔ地０（４１）０奸））］＊隧道内的水平侧压力等于垂直总压力侧压力系数：＝．－内侧：ｅｈＪｌ（４２）ｊｙｉ＝？－外侧；£ｈＡ（４３）ｉｙｊｉ、、式中：Ａ知：内外两侧拱顶到地面的高度ｍ（）；Ｂ；坑道的跨度（ｍ）；３；围岩的／重度（ｋＮ／ｎｉ）；０；顶板±柱两侧摩擦角’义，；Ｉ：内外侧的侧足力系数；°：地面坡坡度角（ａ）；°：围岩计算摩擦角（口）；一Ａ，内外侧任意点到地表距离如。，）隧道侧壁平均围岩压力：ｅ＝ｈ±ｈ．（４－４）２式中：２２６１：侧壁顶部围岩压力（ｋＮ／ｍ）；的：侧壁底部围岩压力（ｋＮ／ｍ）。４．２．３偏压段浅埋暗挖隧道力学数值分析对于隧道围岩的稳定性与支护方法的研究成果很多，尤其是经验类比法和弹塑性法。但是岩±体作为地质构造的载体，具有各向异性的特点。其边界条件和加荷条件非３３ 兰州乂学硕＋研究生学化论文巧埋暗挖施Ｋ巧术在兰州电力隧道＿ｒ．程中的巧Ｗ研究常复杂。所Ｗ用简单的解析方法很难得出满意的结果。而数值方法对于模拟岩±体的结构和复杂力学问题比较方便实用，其边界条件、计算参数等在计算模拟中较容易实现。因此数值分析方法对于研究隧道工程的稳定性和应力应变分析，非常实用。通常用来模拟隧道岩±体的具体方法主要有有限元法、有限差分法和边界元法等。本文主要通过利用有限元法对浅埋软弱围岩隧道进行数值分析。４．２．３．１有限元计算模型本模拟中进行建模时，根据施工特点及地质条件，采用二维有限元进行分析。共分４９１个单元，节点４９０个，隧道围岩和加固圈采用平面单元，而支护结构采用弹性梁单元。随着与围岩距离的増大３？５，开挖引起的影响越来越小至消失。影响范围应为倍隧道跨度，埋深取值５．５ｍ．。模拟计算的边界就取隧道跨度的Ｈ倍有限元采用的计算模型如图４－３所示。画力口固圈图４－３有限元模型图４．２．３．２地层及结构物理力学参数相关的物理力学指标应通过现场和室内试验获取。在隧道中，超前支护与围岩的强，超前支护的目的就是加固围岩并限制塑性区发展度有很大差别，提高围岩的连续性和整体性，所Ｗ进行模拟时需进行概化处理，即采用偏大于支护加固地层的物理力学参数４－１模拟计算，具体参数如表所示。４－表１物理力学参数３°ｋＮ／ｍｋＰａ）黏聚力Ｐａ编号地层及材料密度（弹性模量（／ｋ摩擦角／）２２４００００２４５１砂卵石２砂卵石加固圈２４．５５００００５０４５—＿３初衬２３１７５０００００３４ 兰州乂学硕卡妍究生学位论文浅地暗巧施Ｔ．技术在兰州中．，力隧巧Ｔ點中的巧Ｗ硏究４．２．３．３数值模拟计算及其结果分析（１）位移场分析①上台阶施工过程位移分析上台阶开挖后的位移场如图４－４，从图中可Ｗ看出，竖向最大位移量在上台阶底部，为１．１ｍｍ。最大水平位移值在左右拱脚位置，其值为±０．２７ｍｍ。－上半断面初期支护施作后，位移场见图４５所示，发生位移的部位没有改变，但位移量均变大，分别为２．３ｍｍ、±０．５３ｍｍ。从竖向位移图可Ｗ看出，，隧道左侧王体沉降值及其沉降范围都在逐渐加大这是由。于偏压的影响，左侧±体的变形要大于右侧Ｄ？ＩＳＦＬＡＣＥＭ巨ＮＴＤＸｍｕｌｌ丽＊－４’＂册沁。…＊Ｘ８９－ｅＭ－ｏｃｓ＼…严￣＝＾ｉ；游＾造説＾ｆ２Ｉ黃＾ＫｘＴ？一：：：画－……－。。４圓３８＊￣ｒｍｍＭｉ？：：ｉｉｍ■｜．－２．的巧化００４Ｄ芭ＶＰＬＡＣＢＩＥＮＴＤＹ．…■Ｉ品－■＊＂版－ｌｅ咖＂－……ＣＭＩ；；；９．４８ｅ－４■。况００丢齡＝；ＩＰ＂２＂Ｓｅ－〇Ｇ４｜ＷＩ７１．…化備巧沪／ｉ■．－－．－１７０２０给００４图４－４上台阶开挖后位移场ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴＤＫＵＮＩＴ帅－—■〇：：曲＊誦臟｜臨＂Ｗ？ｅ－ＤＤ４＇＼Ｔ１１化一細－－。ｈ。。。Ｘ＂．㈱■誦１＂。５？＂心／厂、Ｘ■＇—１邏ｅＯ的ｆ‘化心ｆ＜！（｜－－５－■．２１２２８８００５’ｔ．’—！＊＇，！＞５■：４＾－．圓乱；ｒ：：：．：？－￣誦化。。４＇－４；晋Ｔ＇＾Ｈ画－６－ｍ：３．７巧３０００４Ｐ．謂■，化－砸誦——｜；桃■．５日１１１私００４３５ ＇兰州乂学硕＋研究生学化论义浅巧暗巧施Ｉ术在兰州屯力隧道Ｊ；技；程中的持ｗ研究ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴＤＹＵＮＩＴ（ｍ）＾２１６ｅ－３杯ｌ〇．０５７００街ｙ姆７％■—３专、＂胃ｅ－００３架：：，１％Ｉ１’－＊＂巧巧ｅ－００３把閑１５％＋６巧ｅ－００３１．２６＊－１＇４Ｂ６Ｓ６ｅ００３Ｊ忘Ｍ；＋８２防Ｓ４ｅ－Ｄ０４！记－巧贿編０４■历％｜Ｐ＇＾Ｋ—抵３．７ｅ－００＜４４４７％？＾１Ｋ－＊１－ｉｊｇＪ８６５化ｅ００４＾ｅ２－嫌Ｉ！＾＾．６５４Ｘ００５＾－讓巧ｅ－剛＊＂＊＊？＊＾＾＾＾■＾？＾＊＊＊＾＊＾＊＂＊下頂戊■．２．９３４６２ｅ－００４图４－５上台阶初期支护后位巧场②下台阶施工阶段位移场分析４－６在开挖后的位移场如图。图中可＾＾＞１看出，最大竖向位移发生在隧道底部隆起），（其值３．３ｍｍ；最大横向位移发生在左右边墙靠近底部拱脚处，其值为±１．２ｍｍ。在整个隧道施工过程中，±体各个方向位移均在不断増加，且左侧要大于右侧。ＫＳＰＬＡＣ掛ＥＮＴ防叫■州．。側誦３■［＂％■＋８７８６７７６－００４＋。２６弗ｅ－ＯＭ；設，３＇＇＋５浓５９６６－００４？巧叫５拥４４－ｒｒｉ．４０５５５６００４抓＇ｅＢ。Ｗ５１４－００４。＂－１访ｅ放ｅ截ＩＴＶＩ■ＪＨＵ－－Ｌ１４３６０９ｅ０Ｇ４ｍ＇－．．２－加４Ｋ■＇８巧５〇６＊０＾＾，－加４ｊｌＷ１４湖９１６３＇．５杂■护三．…齡。０４＝ｍ■｜：；Ｅ■－－１１６５９０ｅ００３口ＳＦＩＡＣＥＭＥＮＴＤＹ＝■〇：：證师？－＾１６１９０３６－００３／Ｈ．…３０７０６－００３Ｉ．１？８８６Ｓ６ｅ－００４＿ＪＩ．１ｎ％。。碰■圓ｒ＋５巧巧ｅ－０！常１．０４＇因，？＾斷－。的１＊苗］－阳４＇；＂化＿０Ｉ？＂。，；－５－，７８６１６ｅ００４图４－６下台阶初期支护后位移场３６ ＇浅埋暗巧施兰州乂巧硕＋硏究生学位论文Ｉ；巧术么兰州山力隧道Ｉ；指中的巧Ｗ研究（２）应力场分析在新奥法施工的过程中，初期支护为主要的受力结构，二次衬彻则主要作为安全储备加Ｗ考虑。①上半断面初期支护后的应力场４－上半断面初期支护后，结构的轴力如图７所示。１ＤＥＬＥＭＥＮＴＦＯＲＣＥ日ｅａｒｎ订ｒｕｓｓＦｘＵＮＩＴｋＣＷ－５＋■■．６０３０４ｅ００１２３．％１－６＋■．４２９２８ｅ００１；＾ｒ圓００％．Ｍ７＋．２５巧化００１固０．０％－８占．０８１７６６＋００１０．０％－８．如孤Ｏｅ＋００１３８％．－９７３４２４６＋００１Ｉ３．８％＊－Ｌ的阳５ｅ＋加２ｉ；３．８％－一》—－＋／＾＼１．１３８６７６００２３８％／＼，－…－＋－１么、、受．２２１３０６００２■■０．０％＋■■■因１．３０３９２６００２Ｉ画１＋■ｍ園．３８６５４６００２■句踢８％３．Ｐ３１．４６９１７ｅ＋００２１７７％ＩＭｒ．＞＋１．巧１７９ｅ００２１１．５％．１．的４４２ｅ＋００２１１．５％－１７０＋．１７４６００２１５４％—１？巧犯６ｅ＋〇〇２３Ｓ％Ｂ－１＋．紙。９ｅ００２圓４－７上半断面初期支护受力③下半断面初期支护后４－８，所示下半断面初期支护完成后结构的轴力如图。１ＤＥＬＥＭＥＮＴＦＯＲＣＥ＇ＢｅａｍＨｒｕｓｓＦｘＵＮＩＴｋＮ（）Ｈ－８怎郎２６ｅ？的１圓１２０％獅爪＋。。１■０％８－＋圓１．０做３ｅ００２■＾４．０％－１．１３４６８６＋００２ｒ．ｒ．＾０．０％－１．２２４的ｅ＋００２０．０％－＋１．３１３３８ｅ００２００％＋■Ｓ１．４０２７３６００２８．０％■－／＼．＋１４９２０８６００２（＼■〇．〇％－＋如２＾＼１．５８１４４ｅＩ■■８０％＋■■■１．６７０７９６００２■■■００％—－＋■■■画１．７６０１４６００２■圓００％■ｉ■Ｈ１．６４９巧ｅ＋００２．１２０％－…－１圍．的朗４ｅ＋００２国８０％－２＋田．０２８１Ｓｅ００２Ｉ■ｓｏ％■－２．１１７５４６＋００２■２０．０％２＋圓．２０６９０ｅ００２ＩＩ■■１２。％－２＋．２９６２５ｅ００２圓４－８下半断面初期支护受力③各阶段受力表－２所在各施工阶段初期支护各部位受力见表４示。３７ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在昔州电力隧道工程中的应用研究表４－２初期支护受力表施工阶段部位轴力（ｋＮ）上半断面初支左拱脚１８８．２拱顶化５右拱脚１６５下半断面初支左拱脚２３０拱顶１５５右拱脚１８５从表中数据可看出，在施工过程中，初期支护最大受力部位出现在左侧拱脚处，而未出现在拱顶。４．３偏庙隧道施工方案组合针对上述偏压段隧道施工难点和受力特征，采用如下施工方案：（１）地下水位Ｗ下断面采用超前深孔帷幕注浆。（２）竖井偏压地段的拱架和连接筋加密（拱架５０ｃｒｎ每楠、连接筋间距５０ｃｍ），错°杆斜向下呈２５设置在周圈（０３２小导管，长３ｍ，间距６０ｃｍ梅花型布置，加注水泥浆）。（３）采用双排小导管注浆加固拱顶地层，注浆采用改性水玻璃（小导管直径２５ｍｍ，°°＝￣１）（２５长度１．７５ｍ，仰角８０，上层小导管往水泥冰玻璃双液浆采用９小导管，王°°７５ｍ￣４５１．，仰角３０）。隧道侧墙用小错杆加固，采用直径３２ｍｍ小导管，长２．５ｍ，间距０．５ｍ，浆液用水泥浆。（４）在隧道开挖前对河堤边坡及坡脚采取加固措施，对边坡采取挂同错喷措施，°ｘ８ｃｍ为（６１５〇ｌ５０ｍｍＷ上５０ｃｍ处采取斜向下２５喷射厚度为，网片规格；在坡脚打ｐ＠设３ｍ长的２注浆错管对坡脚进行加固，错管间距为５０ｃｍ。４．４双层小导管预注浆施工工艺研究巧层超前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。（１）注浆加固范围及双层超前导管布设）２５普通花地层的加固采用水泥浆和改性水玻璃注浆加固，注浆管用双层０管。°上层小导管？；从格栅中间穿进，环向间距３００ｍｍ，纵向间距１０００ｍｍ，仰角为３０°°４５７５ｍ，，１５０为圆也角范围进行布礼；导管长度为１．注超细单液水泥浆，对地层３８ 兰州大学硕±研巧生学位论义浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工程中的应用硏究预加固。：从格栅中间穿进，环向间距为２００ｉｍｎ下层小导管，纵向间距为５００ｉｍｎ。导管长°°°１５ｍ８￣１０（１５０度．７，仰角及外插角为，注意角度不宜过大或过小），Ｗ为圆也角范围进行布孔。注改性水玻璃浆液，对地层预加固。（２）导管加工制作一一先将钢管截至所需长度，端制作为圆锥形（长１００ｍｍ），距另端ｌＯｃｍｍ处用＆６ｍｍ钢筋箱焊接。一侧除了距离钢筋锥７００ｍｍ处不布孔外，在其他部位间距２００ｍｍ设置溢浆孔，呈梅花型设置。－９导管加工见图４；私態钢筋制作的加强牺１１？？益浆孔ｙ柳柳巧曲６０Ｐｍ丰Ｉ？側助卿，４说明：１．本图单做ｉｍ，比列示意２．；括号巧为长导管尺寸。图４＊９小导管加工示意图（３）导管安装？由于区间隧道全断面及拱顶Ｗ上４５ｍ范围内均为砂卵石层，施工时用（２〇ｍｍ钢ｐ。管制作风管，将吹风管缓缓插入±中，用高压风射孔，成孔后将小导管插入插入小导管时如果困难，使用风镜顶入。需将管内的砂石掏干净。导管四周的缝隙要进行封堵，并将化口封盖。导管安设后喷射格进行封闭，Ｗ防止跑浆。（４）浆液选择区间正线隧道内设双层超前导管－，其中上层长导管预注水泥水玻璃浆液，下层短导管预注改性水玻璃浆液。５－（）水泥水玻璃浆配制２＜＞：①水泥：粒径ｄ９０２０■ｌｍ，比表面积８０００ｃｍ１：１（注浆原材料，水灰比小于重＾量比）。’②水玻璃：浓度不低于４０Ｂｅ，水灰比小于１：１（重量比）。两者的体积比为１：１。（６）改性水玻璃浆液配制３９ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在呈州电力隧道工程中的应用研究酸性水玻璃：主要成分为碱性水玻璃和稀硫酸。’￣。注浆材料：①水玻璃：模数２．８３．３浓度不低于４０Ｂｅ；②硫酸：浓度＞％％。’￣浆液配比：①甲液：浓度１０２０Ｂｅ水玻璃；％－。②乙液：１０２０％稀硫酸（７）注浆①注浆参数的选择注浆中采用的参数如下表：表４－３注浆参数表项目指标水泥－水玻璃浆改性水玻璃浆液２注浆初压；（ＭＰａ）０．０．２注浆终皮：（ＭＰａ）０．４０．４浆液扩散半较（ｍ）０．２０．２５注浆速度：（Ｌ／ｍｉｎ）＜５０＜３０一备注：，，：浆液量按公式岭其中：点浆液扩散半径（ｍ）注浆管长度（ｍ）地—一？层孔隙率，ａ地层填充系数，取化８，公浆液消耗系数，取１．１１．２。±壤孔隙率参数见下表：表４＊４±壤孔隙率参数表±壤名称孔隙率（％）？４冲积中、粗、砂烁巧６粉砂？３３４９±２－亚粘８６０．５？粘±４１５２．４②注浆设备配备与工艺相配备的专用成孔、注浆、攪拌等设备。成孔设备采用成孔深度＞３ｍ的高压吹管。注浆设备采用双液注浆粟，揽拌水泥浆液采用人工揽拌方式其注浆压力不小于５ＭＰａ，排浆量大于５０Ｌ／ｍｉｎ并可连续注浆。揽拌改性水玻璃采用风动揽拌方式，揽拌水泥浆液采用人工揽拌，揽拌桶容积要满足注浆量要求。除配备相应的其他辅助注浆设备。还应当配备相应的检验和测试设备。４０ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究⑤注浆工艺注浆前首先要准确连接各管路。。同时还要实施压水试验，检测各管路的密封性管路畅通后，将配好的浆液倒入粟贬浆桶中，开动注浆粟，再通过小导管压入地层。－。注浆施工工艺流程见图４１０用喷射海凝王封闭掌子面？注浆液一？打入花管Ｊ联结注浆管与花管冲洗花管封堵孔口＿Ｉ制配浆液＿？注浆？封诸花管面—？结束图４－工工艺流程见图１０注浆施④注浆关键技术措施＾ａ？ａ。注浆时的注浆终压力０．２ＭＰ０．４ＭＩ，并保持压力的稳定当出现串浆或跑浆时，应及时培塞串浆孔，再注浆时需清洗、清除管内杂物再注浆。注浆管和小导管应采用活接头进行连接，Ｗ保证操作的方便和灵活性。注浆顺序应从两侧向中间、从上而下进行。注浆过程应专口派人进行观测记录注浆过程中的情况。包括记录注浆压力、流量、注浆时间等。４．５施工监测结果分析４．５．１监测项目－。根据偏压段施工监测需要和有关规范规定，监测项目见表４５表４－５监测项目简表序号监测项目监测仪器１隧道拱顶沉降ＤＭ１２精密电子水准仪、巧钢尺２地表沉降３隧道及竖井收敛收敛仪４河堤边坡位移棘卡全站仪４１ 兰州乂巧硕＋研究生巧位论义浅埋暗校施Ｘ技术在兰州电力隧道」；點中的巧Ｗ研究４．５．２监测结果分析通过本段隧道施工中的监控量测，掌握了各个测点的监测数据，这些数据有地表沉、，降的，有隧道竖井结构收敛的也有河堤边坡位移的。由于地表沉降隧道拱顶沉降的一情况与般地段的沉降情况类似，因此我们这里主要讨论隧道、竖井收敛Ｗ及河堤边坡位移的监测。４．５．２．１隧道及竖井结构收敛监测一－１１通过监测，得到些断面的收敛结果，如图４所示。累计收敛值（ｍｍ）３．００＾＇ＪＩａＸ，■０．００＾一■■一＂＂＂＾＇每若拉－６－２＾６－２２ＴＰ７－３－－１１巧ｒ＾１１１８２０－３．００心二＞；＿－ｔｏｏ－９．００ＳＤＳ＾－－ＩＳＤ化２ＳＤＳＬ３ＳＤＳＬ４）（ａ隧道收敛历时曲线凶累计收敛值（ｍｍ）４．００２．００＊＇—￣￣—＇－■－■■【０．０日－４：００＾？？？＊－－－－６．００－８．００＿＿＿＿一一一一—一＿—－．００１０－．１２００［———■—？ＳＪ化－ｋ一＾ＳＪ化－４１ＳＪ化２ＳＪＳＳ（ｂ）竖井收敛历时曲线图图４－１１隧道及竖井收敛曲线圈，净空收敛变化为缓慢变化，较为稳定从净空收敛监测数据和分析曲线图可Ｗ看出，对隧道施工也没有太大的影响，隧道及竖井的整体结构没有变形和损坏。４．Ｓ．２．２河堤边坡位移监测－从图４１２可看出，在施工过程中河堤边坡的位移均未超过６ｍｍ，说明加固措施４２ 兰州人巧硕十研究生学位论文浅埋暗巧施Ｔ技术在兰州电力隧道Ｔ稱中的巧用研究起到了作用，控制住了偏压施工对河堤边坡的影响。紧计位移值（ｍｍ）１．００－．１００￣２ｎ＝ｒ－ｉｒ１－二扣二－－巧巧ｎ节１２ｒ召１Ｍｔｏ：ｒｉ〇９－２．００＼曰期－３．００－６．００＿＿一――＿＿＿＿—＿－７．００１—＾—＊￣￣＾＾Ｗ１Ｗ２Ｗ３Ｗ４４－図１２河堤边坡位移历时曲线凶４．６本章小结通过对偏压隧道施工数值分析Ｗ及双层小导管加固地层技术进行研究，总结如下：（１）在复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道穿越河堤偏压段的工程难点中，通过理论分析、数值模拟及施工方案优化合理地实施了双层小导管加固地层技术，使得隧道在偏压段安全通过，同时也保证了隧道及竖井开挖后黄河河堤边坡的稳定。（２）通过对浅埋偏压隧道特征、双层小导管加固地层方案和注浆工艺的研究，形成了在复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道穿越河堤偏压段施工关键技术，对今后类似条件下工程施工提供了可ｔｕ借鉴的工程实例。４３ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州由力隧道工辑中的应用研究第五章施工过程中地表沉降的监控量测和过捏控制策略研究５．１监控量測项目结合工程实际情况，监测内容主要包括地面沉降观测、隧道拱顶沉降监测和竖井收敛监测；对于重要地段，如临近既有铁塔和过小西湖立交桥Ｗ及过河堤偏压段，除加密地表沉降观测点外，还增设了桥粧、河堤位移监测和沉降监测等项目；同时选择典型断面进行拱架受力、孔隙水压力和二衬压力等应力观测，Ｗ及对小西湖立交巧下进行±体５－。分层位移和沉降观测。监测施工顺序如图１所示按照龙测频■■■■■—■、测最妄化值Ｉ预聲Ｉ是加密监ｉｌｌ颜率Ｉ工施工丄丄丄ＩＩ停止施工Ｉ＂知施工监理１１施工Ｉ￣ｆＺＥ＾加密监ｉ麵率繼监测巧措施Ｉ１１Ｉ１硏Ｉｐ气图５－１监测施工顺序图５．２区间地表沉降施工监測５．２．１监控量测项目区间段大部分都是下穿人行步街及绿化带内，普通区间段的隧道上方地表并无重要一。建筑物，因此在般地段主要进行地表纵向及横向沉降监测４４ 兰州乂学硕＋研究生学位论文巧地暗挖施Ｘ巧术在兰州屯力隧道＿；ｒ駐中的应Ｗ研究５２２．．监控量测设计（１）监测目的，由于地层的扰动地下工程开挖过程中，引起围岩的应力应变。这些变化反映到地表，通过地表发生沉降来反映。因此地下围岩的变形可Ｗ通过地表的变形来反映。尤其是对于城市隧道工程，应当在施工过程对地表的沉降进行详细的监测，确保施工的安全顺利进行。（２）监测仪器ＤｉＮ－ｉｌ２精密电子水准仪及其配套钢钢尺，仪器图片见图５２。Ｉ變图５－２ＤｉＮｉｌ２精密电子水准仪（３）监测方法（１）基准点与工作基点的布设工作基点的平面布置（见图５－３①基准点与）。西关什字１１０ＫＶ电缆隧道及线路工程路径示意图？＊准，点Ｕ■工作点黄河严瓣Ｍ巧１ｍ黄雌．产￣￣＊——己＊＊ｉ＾差所？ｎ巧ｆＦＴ下巧ｒｉ，ｆ＊—Ｉ山＊？Ｉ；＊？ｇ图５－３区间基准点、工作基点布设平面图②基准点与工作基点的埋设本工程暗挖区间线路全长超过１０００ｍ，因此，基准点与工作基点的及时埋设对于观测的及时性、准确性具有重要的保证意义。首先，基准点与工作基点须埋设在地表沉降影响范围Ｗ外的稳定区内；其次基准点应不少于Ｈ个，工作点设置多个，两者可进行互相验证；基准点与工作基点的埋设应用４５ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技乂在兰州电力隧道工程中的应用研究。标准地标粧，安置需稳定，不受其他影响必须将其埋入至原状±。如果是设置在硬地面上，需将原状±＾上清除掉，埋到原状±内。或者采用螺纹钢打入地下作观测植，并采用钢管套进行保护－，如图５４所示。丄７Ｄ＇－［Ｉ图５－４基准点埋设示意图（单位：ｍｍ）地表沉降的基准点和工作基点可与本工程的建筑物沉降、管线沉降等观测项目共用。⑤基准点与工作基点的联测基准点埋设完毕并稳定后，按国家二等水准测量的要求进行高程的引测。基准点和工作基点的联测也应按国家二等水准测量的要求进行。基巧点和工作基点应Ｗ不少于Ｈ个月的间隔进行定期的检测－，根据实际情况也可适当调整（相关要求见表５１）。５－表１国家二等水准测量技术要求￣￣￣＂＂＂￣ｍ视线长度前后视距任一测站前后视距累视线髙度往返测高差不符环巧合差级如）差恤）计差（ｍ）（ｍ）值（ｍｍ）（ｍｍ）＜＜５０＜１３＞０－．３４Ｋ４Ｖｆｖ／等一（－—环线长度注：Ｋ测段、区段或线路长度ｋｍ）；ｆ（ｋｍ）（２）监测点布置与埋设一区间正线地表沉降监测点布置在隧道上方￣５０ｍ，全线每２０设个观测断面，每断面３２５－５个测点，竖井每断面布置测点，地表沉降测点布置详见图所示，区间竖井地５－６所示表沉降测点布置平面图详见图。４６ 心州大学硕±硏究牛论文浅巧暗挖施工技术在兰州屯力隧道工程中的应用硏究＿学仿监测点监测点ｆ？？ＩＩｆｆ＾７）０（广Ｏ－围５－５区间地表沉降测点布置剖面示意图图５６区间地表（临竖井）沉降测点布置剖面图入测点？。测点采用〇＞２２长５００１５００ｍｍ监测点的埋设需先钻孔，再放半圆头螺纹５－７钢筋制成，四周用水泥砂浆填实，如图。所有测点用。将钢筋埋入至原状主层Ｗ下红油漆标记并统一编号。ＩＬＯｈ地面层［、、＼、＞＊■４？＊．＞＊？ｆ＜．？Ｉ＾一＇原±层＞图５－７地表沉降的监测点制作（３）监测方法及精度要求。采用精密水准仪及钢钢尺测算地表监测点的高程，量测精度为０．１ｍｍ（４）沉降值计算沉降值为监测点相邻周期的高程之差。５．２．３监测成果分析５．２．３．１纵向地表累计沉降，绘制了纵向的地表沉降对于纵向的地表累计沉降，我们根据监测得到的监测数据－累计沉降历时曲线图５８所示。，如下图４７ 兰州人学硕±硏究生学位论文浅埋暗挖施Ｘ杖术化兰州４ＵＪ隧道Ｉ；稱中的巧Ｗ硏究累计沉降值（ｍｍ）＇Ｉ＇Ｉ０—．００Ｘ－２＇。—昭丄－造始金如＂胆－５公左＾码气扫选我．００Ｓｒ；ｓｉｉＰ朋期￣ｒ－ｆｃｄｉ＾Ｊ＾：ｒ：ｒｒｆｒｔＴ：ｒ＾－１０．００＂＇＇－，Ａ－－，７－－－－，－－．－Ｔ－，－—５１．００－２０．００－２５．００－３０．００▲画￣０日１０７１０日１１０８（ａ）区间地表沉降历时曲线圏０１累计沉降值（ｍｍ）＇＇＇‘０．００Ｉ一—－——－－－－ｒ日１２１１６１２１１７１１１１８１０－－Ｕ１１９１０１１１０９－５．００期＿与先仁叫一－弓－－－与１０．００苗三入■ＪＬ■■－１５．００－２０．００？？气子辛术心…一－２５．００－３０．００１１１＾？＾■＇＾■乂９０１０１１１１２化）区间地表沉降历时曲线图０２ｍｍ黑计沉降值（）＇＇＇Ｉ＇＇＇０．００ＩＨ－５－ｉ２－－－ｉＫ６－２—－６＾２２－－—－－－－－＂－－－－－－－ＨＨＷｉｉＨ７３１４１８２£Ｈ９＾目山９３０－２００——————————＇－６．００自南…－－８．００－１０．００－１２．００—＾１１３１１４１巧（Ｃ）区间地表沉降历时曲线圏０３４８ 兰州乂巧硕＋硏究生巧位论文巧捕暗巧施Ｉ；技术在兰州电力隧道Ｔ．程中的巧用研究祟计沉降值（ｍｍ）０．００－－１－－－－－－－－—２０１１５１２１６１２１１７１１１１８１０Ｕ９ＴＯ．０自南－４．００＿－１０．００－１２．００—？＂—＊￣１１１１９０１１７８１２（ｄ）区间地表沉降巧时曲线图０４累计沉降值（ｍｍ）２．００Ｉ１〇１￣￣＇＇■＇＇＇？００－５－１２＼１１—２２１１－７－－－－－－－－－Ｕ＾１１１１７３１Ｕ８２０１１９１０Ｕ９３０２．００片＼日期ｘＸＸ－＿寺＾４义皆如＾车．００是少心—６．００ｍｍ．■＂＾￣＂￣１２３１１２１１２２２４（ｅ）区间地表沉降历时曲线图０５累计沉降值（ｍｍ）＞１０．００Ｉ５．００菲＇命、￣０．００Ｋ－－－－－－－－￣－－２９—－７＇２８－８－７－－－－－－ｔＭＨＨｔｔＭ６９２５ｉｄ－ｉＭｉ４５．００＾嗓－．－１０．００琢绣鱗５户把公谋．ｖｆ汝，曰期－的－＿＿＼—一—马缉＿，＿１５ＧＧ－２５．００－３０．００Ａ＂ｎ＾＾１２５１２６口７１２８—（ｆ）区间地表沉降巧时曲线图０６４９ 洩邵Ｊ．兰州人学硕±硏究生学你论文．暗挖施：巧术在兰州屯力隧道ｒ稱中的巧Ｗ研究累计沉降值（ｍｍ）２０．００Ｉ－１０．００说．Ｉ．Ｉ．，０．００＾－－－」－－－－１１＿４＿２９＿＿ｉＬ占单＿１二巳９＿＿１Ｌ６迎＿＿山。２＿－ＪＬＳ二巳＿＿Ｕ二＆如＿二ｌｉ４＾．；２〇ｑ〇－３０．００■４ａ００－－－－＊－＊＾１２９１３０３１１１３２（ｇ）区间地表沉降历时曲线图０７累计沉降值（ｍｍ）－－－－－－－－－巧－－－－－－１１日９＾／＾１１姑２８１１６１７１１７６１１８１１９１４１１９２３１１１０１５￣－５．００＼ｆ＾＾Ｓｏｃ－眉带．００１０—＿，５。。－２０．００－２５．００￣￣Ｘ３３１３４３５１１１３６化）区间地表沉降历时曲线圈０８図５－８纵向地表累计沉降历时曲线图５－８结合图分析，，，施工的初期阶段对周边影响较小随着施工的进行对上层地表－２０ｍｍ的影响逐渐显现出来，，达到最后的，均出现了的沉降随后连续的小幅度的沉降一相对稳定：。地表沉降主要分Ｈ个阶段第阶段为初期，为缓慢沉降期，该阶段累计沉降值占总的沉降值大概为１０％；第二阶段为中期，为快速沉降期，该阶段累计沉降值占总的沉降值大概为７０％，该期间出现了大幅度快速沉降，经现场巡视地表没有裂缝也无巧塌，可能由于拱顶沉降和地表沉降存在时间上的，拱顶监测和收敛监测也有明显变化差异，地表沉降略滞后拱顶沉降，可能形成了微小的空洞，随后压实，出现了Ｗ上的情况，为沉降稳定期，该阶段累计沉降值占总的沉降值大概为２０％。因；第Ｈ阶段为后期此施工中的控制也不能有任何的马虎，时刻都要警惕安全。Ｓ．２．３．２横向地表沉降一为了更好地说明横向的地表沉降和方便绘制横向的地表沉降槽，我们选取了般区间段的起始监测断面５－９。选取的断面示意图如下图所示：５０ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力礎道工程中的巧用研究Ａ１Ａ２Ａ３？Ｔ＾圓５－９隧道横断面监测示意圍根据选取的监测断面上的布点测得的沉降数据，我们很容易的绘制出该断面地表的－最终沉降槽曲线。该监测断面上的沉降监测重点的数据如下表５２所示。表５－２横向起始监测断面地表沉降监测数据（单位；ｍｍ）点号＼时间Ａ１Ａ２Ａ３２０１１－０５－１２０００２０－－－Ｕ６－２２－１１０５１９．０１．９１－－－－－２０１１０５２６５．４２５．５３５．７４－－－－－２０１１０６０２６．２３７１１７．．２２－－－－－２０１１０６０９７．７３８．１８．１０８－２０－－－－１１０６１６７．２８８．２２７．０３２０－－－－－１２３．４１０６７７７．９２７．３９－－－－－２０１１０６３０７．６５７．９２６．６９２０－－－－－１１０７０７７．２６８．１５６．９９－２０１１－０７－１４７－－．巧８．４４７．００－２０１１－０７－２１７－－．７０８．４０７．２４－０７－２８－７－－２０１１．８６９．５０７．７６－－－－－２０１１０８０４７．６０９．５３８．１２－－－－－２０１１０８１１７．５７９．２．６６８９－０８－８－７－－２０１１１．９１９．５５８．４２－－－－－２０１１０８２５８１．２．６９．２４８９２０－－－－－１１０９０１７６０．１．９５３８．２－－－－２０１１０９０８７２６－８２８．９．５５．２０－－－－－．５１１１０９１５７９．】０７．８斗５１ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工巧中的应用研究由上面的监测数据可Ｗ看出，３个观测点最终地表沉降值分别为７．５１ｍｍ、９１。．０ｍｍ、７．８４ｍｍ隧道施工过程中的横向地表沉降没有超过１０ｍｍ，更没有超出预先提出的３０ｍｉｎ的监控标准。说明区间段的施工是安全的。５．３应力监测５．３．１钢拱架受力－Ｆ－钢拱架变形胳测每个断面布置３个点，编号为Ｆ１３。如图５１１所示。测点采用钢筋测力计法，，通过频率接收仪进行观测得到数据从而推算钢拱架应力。Ｆ１ＩＩＦ３５－１图１钢筋计布置图５．３丄１监测仪器的介绍－工程中采用ＸＢ－１２０型振弦式钢筋测力计（图５１２），其广泛应用于各种监测，用于钢筋所受应力测量，同时还可测量温度。－ｍ：－ｎ：ｉ｜ｐｃＪｖｉ５－图１２振弦式钢鑛测力计５２ 当州大学硕±研究生学位论文浅巧暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究５－３本型号测力计的技术指标如表所示：表５－３测力计技术指标－型号ＸＢ１２０—２５０…＜规格０００２８Ｄ４０１测量范围最大压应力最大拉应力最大压应力最大拉应力（ＭＰａ）１００２００１６０２５０分辨率（％Ｆ．Ｓ）呈０．０５查０．０４’温度测量范围Ｃ－２５—＋６０‘温度测量精度Ｃ±０．５５．３．１．２监测仪器的埋设与安装。在加工场地可先将钢筋计和钢筋焊接在现场制作，可将钢筋截下后再讲钢筋计焊接上。焊接的时候应在焊接部位焊绑条，涂上巧青，并包上麻布，防止混凝±的影响。为了保护好仪表仪器，焊接时应包湿棉纱，同时不断綻冷水，可避免仪器温度过高。焊’Ｃ接时仪器测量的温度值应低于６０。５．３．１３监测仪器的使用原理振弦式钢筋测力计是利用弦振频率与弦的拉力的变化关系来测量测力计所在点的频率。其基本原理是利用谐振频率与应变的正比关系。因此可用来测量应力应变、一般传感器相比温度等参数。与，其优点是其输出的频率经过电缆传输，信号不会减弱，能够保证测量数据的完整性。所Ｗ这种测力计适合各种条件下测量。测力计在制作出厂后一，其中钢弦具有定的初始拉力Ｔｏ和初始频率ｆ〇，应变计固定在混凝±上后，应变筒就会随着混凝±的变形发生变形，通过弦拉力变化就能测出应变量。假设弦的张力ｒ，自振。频率／，两者关系用下式表示Ｔ二－Ｋｆ（５１）式中；，系数义与弦的长度、单位长质量有关。很显然，有２２＝－＝－Ａｒｒｒ－Ｋ（５２）〇（／／〇）５．３．１．４监测结果分析一采用频率仪采集钢筋计的频率，根据钢筋计的频率内力公式，将量测数据直接换＾一算成相应的钢筋轴力２、Ｆ３的内力－。。测点Ｆ１、１时间曲线如图５１３所示５３ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力瞪道工程中的应巧硏究６Ｉ－４＞＿＿－＿＿＿一．—，室２／巧巧／￣＾，０！月２曰８月４曰８月６日８月８日８月１０日８月１２曰８月Ｍ日８月化日８月１８日－２＇日期）Ｆ２铜（ａ测点筋计时程曲线—２Ｉｉ／‘‘￣￣￣＾■＾＾＾＾＾０＾Ｙ－避＿２＼—Ｓ－４＼＊￣＊？？－－？６－８８月２日８月４日８月６日８月８日８月】０日８月１２日８月Ｈ目８月１６日８月１８日曰期（ｂ）测点Ｆ１钢筋计时程曲线．———，ｒ巧＼八叫一＊玲－３Ｙ時一一、—４－５８８６８８８０８２８８６８８月巧月４日月日月日月１日月１日月Ｈ日月１日月１明曰期（Ｃ）测点Ｆ３钢筋计时程曲线－图５１３钢筋计时程曲线图从测量结果可得出：—整个断面主要受压力，，两侧所受压力较小，拱顶处所受压力较大其值在５．５６ｋＮ之间。在开挖时，右侧和拱顶部位有较大变化。当开挖造成围岩卸除后，两侧扰动围岩向洞内变形，随着初衬施工完毕，，，挤皮钢格栅，导致钢崩计受力加大围岩逐渐稳定钢筋计的受力和变形也趋于稳定。该断面钢筋计的压力最大值为６ｋＮ，远远小于普通钢筋强度设计值，说明钢格栅拱５４ ＇浅巧暗挖施．技术在兰州屯力隧道［兰州大学硕＋硏究生学化论文Ｉ码中的巧Ｗ硏究架受力安全。通过钢筋计时程曲线可レッ看出该断面钢筋计的受力变形趋于稳定，此时为施工二衬的最佳时机。５．３．２孔隙水压力采用振弦式孔隙水压力计ａ－，量程为１．６ＭＰ，安装于边墙两侧，如固５１４所示，编号分别为Ｓ１、Ｓ２。孔隙水压力计的安装与钢拱架的安装同时进行。Ｓ２Ｓ１ＪＩ点〇Ｉ５－图１４孔隙水压力计安放位置－通过对断面Ｋ０＋２６０孔隙水压的观测，得到数据如表５４所示。－４不同观测时期孔隙水压：Ｐ）表５（单位／ｋａ－－７－４－－－－－－－－－－－－－测点１１１１７８１１７１５１１７２０１１７２４１１７２８１１８５１１８１０５１１．０１．５３．０４．０１０．５１３．５７乂８．５５２０．１．９１．３２．０５．６８００．０５．４３．８孔隙水压力监测结果反映；监测断面处水压很小，隧道施工期间变化不大。５二衬压力．３．３二衬压力监测在Ｋ０＋１２８和Ｋ０＋２６０两个断面进行。鉴于本隧道断面较小，每断面３５－－布置个测点（图１５）。利用ＸＢ１５０型振弦式±压力计，量程１Ｍ化。±压力盒需要。固定在钢拱架上，正面朝钢拱架，背面朝混凝±拱圈±压力盒的安装在工作中很重要。在钢拱架完成之后、喷射混凝±前进行安装，同时安装导线。需要注意安装过程中避免导线被模板挤断，并且在斑筑完混凝±后，要做好导线处的防水。５５ 兰州大学硕±硏究生学位论文浅巧暗挖施Ｔ＿技术在兰州电力隧道工程中的应用研究Ｔ２Ｔ３ＴＩ１图５－１５二衬压力测点布置±压力盒的所测的压力值非常小，变化不大。５－二Ｐ．５表衬压力检测结果（单位：／ｋａ）－－－－－－－－－－－－监测断面测点１１８２０１１８２５１１８３０１１９１０１１１９２０１１０５Ｔ－１１７７６．６５．８７．８６．８衣２．Ｋ０＋－１２８Ｔ１２施工中破坏Ｔ－１３２．６３．５４．５３．３２．８４．３－Ｔ２１８．．．９９．６８．３９．８７６８９－１６２Ｋ０＋２６ＯＴ２２５．７６．９５．．７２６５．．Ｔ２－３４６６６５７６１６．５６．１．．．．５．３．４小结（１）通过对钢拱架内力监测，可Ｗ了解到在整个开挖支护过程中，围岩对钢拱架所产生的压力变化情况，从而可Ｗ在出现突发情况时Ｗ便及时采取必要的应急加固措施，，因此在整个围岩卸除过程中进行钢拱架内力监测是十分必要的。（２）钢拱架内力监测结果表明，在整个施工过程中钢拱架所受压力远远小于其强度设计值，说明钢拱架受力是安全的。（３）孔隙水压监测所得数据均较小且比较稳定，虽然该工程属富水施工，但由于施工单位采取了有效的降排水措施，从而保证了整个施工过程的安全性。（４）二衬压力测量数据表明，嵌于二衬混凝王中的钢拱架是受力的，表明加固措施是必要的。测试数据同时表明，钢拱架变形已基本稳定，最大应力远小于允许应力，结构是安全的。５６ 兰州乂学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧迸工程中的应用研究５．４±体水平位移监测５．．４１监测目的及部位通过对隧道上方地层王体的位移监测，可Ｗ得到隧道上方不同深度地层±体随施工过程的位移情况（其中隧道中线上方±体主要随掌子面向前推进发生纵向位移，而隧道两侧±体主要发生横向位移），进而可Ｗ反映出施工对隧道周围±体＾及周围环境的影响。监测部位为隧道下穿小西湖立交桥段，隧道与桥粧位置关系及监测断面测斜管布置５－１６所示如图。一■■？测斜皆．－．．．ｔ＾一－－一、。湖立巧巧ｔｅｒｌｊ：，ｒ图５－１６监测断面测斜管布置５．４．２监测步驟５．４．２．１埋设测斜管（１）埋设前，需在预定位置钻孔。孔深依据基坑深度确定。（２）测斜管安装。将测斜管组装后埋入孔中，并注水，向管中灌水。同时要保证测。。斜管不发生弯曲埋设完后，巧沙子或注浆填充管子周围空隙３测斜管固定好后，将污物清洗干净，保证导槽内部的通畅。（）Ｓ．４．２．２测量实施工程中采用滑移式测斜仪。其基本原理是将探头放进测斜管的底部，使其沿导槽上一下能够自由滑动：，从下到上间隔定距离读数１将测斜探头和读数仪连接，同时检查仪器能正常工作与否。（）２将探头插入测斜管，使滚轮嵌入到导槽内，滑到孔底，从下至上每０．５ｍ读数。（）一３测量完毕后，将探头调转，，插入同对导槽内按相同步骤再测相同位置测（）；量的结果应相同或相近，，符号应相反，误差应小于１０％否则重测。４处理数据。将所测数据导入计算机中，利用相关的软件处理分析。（）５７ 兰州大学硕十硏究生学位论文浅巧暗挖施工技术在兰州电力隧道了程中的巧用研究５．４．３监测结果＋２６００＋２６５５－对Ｋ０和Ｋ断面监测结果如图１７所示，其中（１）和（２）为纵向位移，其余均为横向位移。位巧值（单位Ａｍ）位移值（单位／ｉｒｍ）－１０１２３００．５１１．５０－５０．５ｒ－１１＾）＼１‘．５／ｆ１．５Ｊ１５＼帮－２．己２．５＼＼■．Ｘ３？另＼＼ａ）Ｋ（Ｈ２６０纵向位移监测（ｂ）Ｋ０＋２６５纵向位移监测结果位移巧（单位ＡｎｒＯ－３０３６９－２－１０１２３０．５？０－５２？恐２．５／＼３Ｊ２．５＼／，Ｘ３．５）Ｉ｜不［ＩＩ＋２＋２６０（ｄ）Ｋ０６０右测点横向位移监测（Ｃ）Ｋ０左测点横向位移监测图５－１７Ｋ０＋２６０和Ｋ０＋２６５断面监测结果５８ 苗州大学硕±研究生学位论义浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工趕中的应用研究５．５施工监測过程控制策略研究５．５．１监测数据的反馈－８监测数据的反馈程序如图５１。监测结果Ｉｈ位移＾率胃巧＾＾？继巧续施工甲！Ｉ顯级管理ＩＡｍ委Ｔ是一超￣￣Ｉ殊ＩＩ级管理＾ｆｚ措？是施位移速率是否否等超Ｉ级管理—暂停施工Ｉ图５－１８监测数据反馈程序框图通过监测数据的反馈，保证了隧道下穿建筑物的安全施工，．为浅埋暗挖法施工提供了安全和技术保障。５．５．２监测质量保证措施（１）监测要有计划有步骤进行，按相关规范的要求贯穿整个监测过程。（２）使用的仪器及传感器在施工监测过程中要保证测量的精度和可靠性。（３）监测数据应保证其真实性和可靠性，实行专口负责制。（４）监测的项目应根据工程的具体情况来定，监测仪器应预先设置预警值，监测结果若超出范围。，应及时向相关人员和部口报告（５），保证能够及时发现，不利因素应安排经验丰富的人员进行现场监测和记录，消除工程隐患。（６）监测数据应详细、清楚的记录，各种原始记录、文字、表格、国标等应报送监理审查。５乂本章小结（１）通过对区间地表沉降和隧道净空收敛的分析，得出结论认为，在富水填±地层隧道施工王艺下，，区间段不仅达到了施工速度的提升而且还保证了隧道和周边结构的安全和可靠性。５９ 兰州大学硕±研究生学位论文浅巧暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究（２）通过对小西湖立交桥和偏皮段施工等各风险点的监测与分析，得出结论认为，本工程所采用的施工方案成功地控制了建筑物、桥梁植基、线路中转塔和市政管线等重要建（构）物的变形。（３）通过对监测数据的反馈技术和监测质量保证措施的实施，实现了复杂条件下。富水填±地层浅埋暗挖隧道的信息化动态施工，使得施工过程可控，确保了施工安全６０ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究第六章结论与展望６．１主要认巧与结论（１）通过富水砂卵石地层浅埋暗挖施工地层预加固技术与施工工艺研究得出１＾下结论：①针对本工程富水砂卵石地层的特性，对Ｗ止水加固为目的注浆工法、注浆机理、浆液配比和注浆工艺进行了研究。在精也设计注浆方案的基础上，通过现场试验熟悉和掌握帷幕、小导管双液注浆工法，结合现场地质条件和实际施工经验，确定适合该地段砂卵石层注浆施工参数。为安全施工提供了保证，同时丰富了兰州地区该地层施工的工程经验。②针对富水砂卵石地层暗挖隧道的施工难点，通过理论分析、工程类比、现场实验等手段对施工工艺进行了优化，并结合对施工辅助技术的研究和实施，成功地解决了施工中遇到的难题，促进了工程的顺利快速完成，对类似地层条件施工具有相当的参考价值。（２）通过富水填王地层浅埋暗挖隧道施工对临近建（构）筑物影响的安全评估和控制技术研究得出Ｗ下结论：①通过对城市浅埋暗挖法隧道临近施工的安全性和风险进行等级划分，为新建隧道施工前制定安全可靠、经济合理和技术先进的施工方案和技术措施提供了理论支持和指导。在新建隧道施工前，通过全面地对既有建（构）筑物的现化进行调查和评估，对比我们所提出的安全和风险性等级划分标准，将工程施工风险源找出并进行等级划分，为接下来的方案制定和技术措施的实施提供了有力的保证。②针对工程所有风险源进行了深入研究，提出施工控制标准和方案，并通过数值分析方法对方案进行了优化一，形成套在富水填±地层临近建（构）筑物施工风险控制技术，使得隧道施工在各风险点安全通过，将施工对建（构）筑物的影响降到最小。该技术的成功实施对在类似条件下进行浅埋暗挖施工具有相当有价值的参考作用。③针对本工程各风险点的施工难点，采取了隔离粧注浆加固技术、超前深孔注浆加固技术及管线悬吊技术等风险控制技术，监测表明这些技术成功地控制了建筑物、桥梁植基、线路中转塔和市政管线等重要建（构）物的变形。（３）通过对穿越河堤偏压段隧道施工关键技术研究得出Ｗ下结论：①通过对偏压隧道施工数值分析Ｗ及双层小导管加固地层技术进行研究，合理地实施了双层小导管加固地层技术，使隧道在偏压段安全通过，同时保证了隧道及竖井开挖后黄河河堤边坡的稳定。６１ 兰州大学硕±研究生学位论文巧巧暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应用研究②通过对浅埋偏压隧道特征、双层小导管加固地层方案和注浆工艺的研究，形成了在复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道穿越河堤偏压段施工关键技术，对今后类似条件下工程施工提供了可Ｗ借鉴的工程实例。（４）施工过程中地表沉降的监控量测和过程控制策略研究①通过对地面沉降和隧道净空收敛的分析，得出结论认为，在富水填±地层隧道施工工艺下，区间段不仅达到了施工速度的提升，而且还保证了隧道和周边结构的安全和可靠性。②通过对小西湖立交桥和偏压段施工等各风险点的监测与分析，得出结论认为，本工程所采用的施工方案成功地控制了建筑物、桥梁粧基、线路中转塔和市政管线等重要建（构）物的变形。⑤通过对监测数据的反馈技术和监测质量保证措施的实施，实现了复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖隧道的信息化动态施工，使得施工过程可控，确保了施工安全。一６．２进步展望本文结合实际工程对富水砂卵石地层浅埋暗挖施工地层预加固技术与施工工艺、临近建、（构）筑物影响的安全评估和控制技术穿越河堤偏压段隧道施工关键技术及施工过趕中地表沉降的监控量测和过程控制策略等方面进行了初步研究，得出了比较好的结论，为了使该施工技术更好地全面应用于兰州市地下电力隧道建设工程中，将来可开一；展更进步的研究工作，包括Ｗ下主要方面的内容（１）本论文的相关研究未考虑施工过程路面动荷载（行人和机动车）的影响，所Ｗ动荷载对施工技术的影响是下一步需要研究的内容。（２）黄河从兰州穿城而过，兰州城区建设规划中电网要求是全部入地，势必会涉及到穿河隧道工程，而本论文的研究未渉及穿越黄河的浅埋暗挖隧道施工相关技术的研一。究，因此相关的研究将在下步开展６２ 兰州大学硕女研究生学位论文浅埋暗挖施工技术在兰州电力隧道工括中的应用研究参考文献业标准－［１］中华人民共和国行，ＪＴＪ０２６９０地下铁道设计规范［Ｓ］．中华人民共和国发布，人民交通出版社发行，１９９３．－［２］中华人民共和国行业标准，ＪＴＧＤ７０２００４公路隧道设升规范［Ｓ］．中华人民共和国发布，人民交通出版杜发行．，２００４３紅．［］李晓．隧道新奥法及其量测技术［Ｍ］北京：科学出版社，２００２．－［４］欧，島永立．浅埋暗挖法电力隧道的设计与施工［Ｊ］．华北电力技术，１９９５２：２０２４．阳晓梅（１）：，２００４．閒王梦恕．地下工程巧埋暗挖技术通论．安徽教育出版社［的合肥［６］刘德志．大管棚预注浆超前支护技术在市区浅埋大跨度隧道施工中的应用［Ｊ］．铁道建筑，２００２－（Ｉ）：１５１６．７－［］殷波，．管井降水在区间地铁施工中的应用［Ｊ］．铁道标准设计２００３１０７８７９．王欣，（）：１－［引钱４：虎．迎接我国城市地下空间开发高潮［。．岩±工程学报，９９８，２０（１０）：１１２１巧，［９］王明年，杨其新．地下工程施工与管理（上）Ｍ．成都，西南交通大学出版社，２００２．［１０］王毅才．隧道工程（下）曲．北京：人民交通出版社，１９９２．［ＩＩ］孙均，侯学渊．地下结构［的．北京：科学出版杜，１９８７．２－［１］刘建航．Ｒ．上海市政工程管理局，，侯学渊市政工程施工技术手册对构筑物影响预测和防治［］１９９０．［１３］王梦恕．地下工程浅埋暗挖技术通论［［Ｍ］．合服；安徽教育出版社，２００４．１［１４］施仲衡．地下铁道设计与施工［Ｍ］．西安，，９９７．，张弥陕西科学技术出版社［巧］铁道部基本建设总局．铁路隧道新奥法指南［Ｍ］．中国铁道出版社，１９８８．［１６］关宝树．隧道工積施工要点集［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３．７．［１］黄成光．公路隧道施工［Ｍ］．北京：人民交通出版杜２００１，化一［］］彭泽瑞．北京地铁复八线±建工程施工技术［Ｍ］．北京：中国科学技术出版社，２００３．工中大管棚施工方案设计－［１９］习志刚，张振刚．地铁车站暗挖法施［Ｊ］．铁道建筑，２００４，口：４５４７．）工技术－［２０］杜彬，李俊喜．隧道大管棚支护施［［Ｊ］．铁道标准设计，１９９９，（７）：巧２８．［２１］刘辉．浅埋暗挖法和盾构法在地铁修建中的違应性问题研究巧］．成都：西南交通大学硕＾学位论文，２００４．２２－［］丰科勇．砂层地质降水与止水帷幕施工技术［Ｊ］．科技情报开发与经济，２００４，１４（１０：沾２３５４．）ｉ－巧引曾晓清，，曹志症隧道工程施工过程中的力学分析［Ｊ］．同济大学学报，１９９８巧：ｓｉ２５巧孙钩）２４Ｃｈ——［］ｉＴｅＣｈａｎｇ，ＣｈｉｅｈＷｅｎＳ．Ｗ．Ｄｕａｎｎ，ａｎｄＲｉｃｈａｒｄＮ．Ｈｗａｎｇ．ＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆａＴａｉｐｅｉＲａｐｉｄ，ＴｒａｎｓｉｔＳｙｓｔｅｍＴｕｎｎｅｌｔｏａｄｊａｃｅｎｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００－巧８１，１６）：１５１．，（１［２５］Ｓｉｇｌ０．，ＡｔｚｌＣｚ，Ｄｅｓｉｇｎｏｆｂｏｒｅｄｔｕｎｎｅｌｌｉ打ｉｎｇｓｆｏｒＳｉｎｇａｐｏｒｅＭＲＴＮｏｒｔｈＥａｓｔＬｉｎｅＣ－７０６Ｊ〕．ＴｕｎｎｅｌｉｎｄＵｎｄｅｒｎｄＳＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００１１４（４）：４８１４９０．［ｇａｎｇｒｏｕｐａｃｅ，，［２６］ＷｏｎｇＬＨ．，ＰｏｈＴ．Ｙ．Ｃｈｕａｈ比Ｌ，ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｓｅｈｉｓｔｏｒｉｅｓｆｒｏｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｅｎｔｒａｌＥｘＳｉｎ—ｓｗａｙｉ打［Ｊ］．ＣａｎａｄａｎＧｅｏｔｅｃｈ打ｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ１９９６３３３２７４６．ｐｒｅｓｇａｐｏｒｅ，，（５）：７＾［２７］Ｒｏｗｅ．Ｒ．Ｋ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｃａｕｓｅｄｂｙｓｏｆｔｇｒｏｕｎｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｒｅｃｅ打ｔＴ－ｔｒｅｎｄｓ［Ｊ］．Ｃａｎａｄｉａｎｕｎｎｅｌｌｉｎｇ，Ｃａｎａｄａ．ＴｈｅＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，１９８６：９１１０８．［２８］Ｒｏｗｅ．Ｒ．Ｋ＆Ｋａｃｋ．Ｇ．Ｊ．Ａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓｉｎｄｕｃｅｄｂｙ－ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ：Ｆｏｒｔｈｃａｓｅｈｉｓｔｏｒｉｅｓ［Ｊ］，ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，１９８３（２０）：２９９３１４．６３ 兰州大学硕击研巧生学位论义浅埋暗挖施工巧术在兰州电力隧道工程中的应巧研究［２９］贺长俊，蒋中庸，刘昌用，邹彪．浅埋暗挖法隧道施工技术的发展「Ｊ］．市政技术，２００９，２７２－６３．（：１１）［３０］路美丽，刘维宁，孙晓静．盾构法、暗挖法结合修建地铁车站在我国的应用前景［Ｊ］．都市快轨交－１通，２００４７２：２５３０．，（）巧，朱嫌，何孝贵，马丽．北京地铁浅埋暗挖施工技术综合评价与分析［Ｊ］．城市轨道交通研１］牛志平—究，２００５８６４７．，（）：１１１１６４ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施工挂术在兰州电力隧道工稱中的应用研究在学期间的研究成果—、发表论文１．张继威隧道敷设ＨＯｋＶ电瓣可行性研究的探讨化中国建材科技，２０１３，ＮＯ８（２０１、１８９）－２．，，（８．电力系统配电运行设备检修与维护机２０１３ＮＯ６１９７１９）张维威，中国建材科技二、参与课題＂。－－．（２０１１０３０３／０５）。１国网兰州供电公司科学技术进步奖水平定向钻的研究与应用＂＂－２（１１－１／１。．国网兰州供电公司科学技术进步奖兰州供电公司东部光环网改造实施方案２００３１３）＂＂兰州电网无功现状分析与无功优化规划－－１）３．国网兰州供电公司科学技术进步奖（２０１０２０４／１。１＂＂－（１１－／４．国网兰州供电公司科学技术进步奖智能配电网异常运行管理系统２０２００５０８）。＂＂－５２０２０－０６／０６。．国网兰州供电公司科学技术进步奖直流电源智能在线管理系统（１１）＂＂６．国网兰州供电公司科学技术进步奖ｎｏ千伏高巧电缆在线监测技术系统研究及应用（２０１３－０１－０４〇／０９）＂＂７兰州电网高次谐波抑制方案研究（－１－．国网甘肃省电力公司科学技术进步奖２０１０２６／７）。＂＂８．国网甘肃省电力公司科学技术进步奖复杂条件下富水填±地层浅埋暗挖电力隧道施工技术研究－－（２０１３０３８／８）〇６５ 兰州大学硕±研究生学位论文浅埋暗挖施王技术在兰州电力隧道工程中的应用研究致谢、、、在己年的研究生学习期间，本人得到了众多老师前辈同事同学和朋友、记＇的关记帮助和大力支持。值化论文完成之际，谨向他们表示衷的感谢。本论文是在导师堪文武教授的指导下完成的。在Ｅ年的学习、研究及论文选题、撰写等过程中，始终得到导师的悉记指导。导师深厚的理论修养，敏锐的学术感觉，严谨的治学态度，无私奉献创新的科学精神使我受益匪浅，他广博的知识和诲人不倦的精神深深教育着我们、血和淳淳。我的论文的完成包含着导师的也教诲。值此论文完成之际，谨向辛勤培养我的导师致Ｗ崇高的敬意和诚攀的感谢。感谢我的家人在经济、生活和精神上给予我的支持，今天学业的顺利完成，与他们的不断鼓励与默默的奉献与理解密不可分。、！！最后，感谢出席我答辩会的各位专家老师和同学们谢谢你们张继威２０１５年３月６６