北京地铁东四车站暗挖施工的优化工艺及关键技术研究

摘要

随着地铁建设在城市的发展，经常需要在既有建筑物周围修建地铁。由于受城市施工条件的限制，暗挖法仍是城市地铁工程施工的主要方法之一。 本文通过对北京地铁五号线东四车站暗挖施工的具体做法进行分析，总结了暗挖法施工在东四车站的成功经验。东四车站暗挖下穿朝内菜市场，工程地质条件差、地下水丰富、工艺复杂、施工风险大、工期紧张，为尽早形成完整的受力体系、减小上部建筑物的沉降值，通过施工方案的比对确定了施工方法，同时针对不同地层水文情况差异采取不同的注浆措施保证了后续作业的安全；通过采用控制混凝土浇筑长度等措施保证混凝土的密实性；通过降低水泥水化热、降低混凝土的入模温度、加强温度控制等措施提高了大体积混凝土的抗裂性能，较好的解决了开挖衬砌过程中有可能出现的不安全现象。 通过暗挖南侧过路段施工过程中的全过程地表监控量测，根据对各施工阶段监控量测数据进行横向、竖向及从时间效应上进行分析得到施工后建筑物沉降值偏大，在对其产生的原因进行了深入分析后，对施工方案进行了优化，通过用3D-sigma有限元分析软件模拟施工地层应力位移变化进行施工力学转换机理分析，得出最优化方案，有效地控制了建筑物及地下管线的沉降，确保了上部建筑物的安全。文中对暗挖施工地面沉降的控制、提高防水作业效果等进行了有益的探讨，对类似下穿建筑物的地铁施工具有一定的借鉴作用。

目录

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致谢

1 引言

2 工程概况

3 优化的施工工艺及措施

3.1 暗挖施工准备

3.1.1 施作明挖段

3.1.2 暗挖场地布置

3.1.3 破除护壁桩

3.2 暗挖施工顺序及方法

3.3 施工方法

3.3.1暗挖进洞施工工艺——开挖小导洞

3.3.2 纵梁、钢管柱施工

3.3.3 中洞拱部开挖、衬砌

3.3.4 中洞仰拱开挖衬砌

3.3.5 边跨导洞4、5、6开挖

3.3.6 边跨仰拱衬砌

3.3.7 边跨侧墙和顶拱衬砌

3.3.8 拱顶注浆及破除中隔壁

3.4 施工过程的数值模拟分析

3.5 针对性技术措施

3.5.1 各导洞困难地质条件及开挖针对性措施

3.5.2 注浆措施

3.5.3 顶纵梁混凝土浇筑保证混凝土密实的措施

3.5.4 顶纵梁、底纵梁大体积混凝土抗裂措施

3.5.5 防底纵梁基底压缩变形的措施

3.6 暗挖段防水施工方案

3.6.1 暗挖段ECB防水板施工

3.7 施工注意事项

3.8 暗挖辅助方法

3.8.1 施工降水

3.8.2 大管棚支护

3.8.3 超前小导管注浆

4 实施性施工组织及效果评价

4.1 施工安全、工期、质量风险分析，管理和处理措施技术经济评价

4.2 施工顺序、施工方案制定，对比设计的改进及理由

4.3 辅助工法的适应性

4.3.1 施工降水工法的适应性

4.3.2 大管棚施工工法的适应性

4.3.3 超前小导管注浆工法的适应性

4.4 初期支护施工方法及合理性

4.5 施工中出现的问题，原因分析、处理措施，对其技术和经济评价

4.6 工程中重大变更的原因、方案及经济分析

4.7 典型地面沉降曲线分析

4.7.1 横向分析

4.7.2 纵向分析(南北方向)

4.7.3 从时间效应上分析

4.7.4 沉降估算

4.7.5 实测朝内菜市场沉降情况

4.8 施工运输组织方案及优化建议

4.9 控制沉降措施的分析和评价，合理控制标准的制定

4.9.1 控制建筑物、地下管线、地面沉降的措施

4.9.2 措施的分析与评价

4.9.3 制定合理的沉降控制标准

4.10 内衬混凝土施作与防水施作的配合，对防水层有效性的评价

5 对设计的评价和改进意见

5.1 对车站结构方案和具体细节的评价

5.2 改进意见

6 对实施性施工组织的反思和考虑

6.1 修建浅埋暗挖车站最合理的施工方案、方法、辅助工法等

6.2 控制工期的措施

6.3 控制投资的措施

7 监控量测及结果分析

7.1 监控量测实施情况

7.1.1 朝内菜市场的沉降观测

7.1.2 地表量测点布置(图7-2，图7-3)

7.2 基于监测结果的施工工艺调整

7.2.1 对施工降水的评价

8 结论

参考文献