地铁隧道施工如何保护既有建筑物_开题报告

一、文献综述

引言：谈及地铁隧道施工国内外的发展和现状

（一）国内研究现状

随着我国国民经济的迅速发展，城市人口快速增长，交通供需矛盾日益突出，大型城市交通拥堵越来越严重。城市轨道交通具有运能效率高、能耗低、污染小、快速、准时及安全等明显优点，成为解决城市交通问题的主要手段。目前，中国的北京、天津、香港、上海、广州、深圳等城市都有了地铁，许多城市的地铁也在紧锣密鼓地修建之中。因为地铁的舒适、快捷和便利，成为人们出行的重要交通工具，地铁也就成为了许多城市交通的重要组成部分，各地也出现了不同的地铁文化。在我国城市地下空间具有开发利用的广阔市场。中国轨道交通自20世纪60年代，北京有了第一条地铁以来，发展缓慢。直到十五期间（2001-2005）才开始迅猛发展。现代盾构掘进机集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。随着我国对地铁隧道的需求增大和地铁隧道施工机械及方法的不断发展，地铁建设热潮开始在我国的许多城市兴起，但在地铁隧道施工过程中，不可避免的会对地面既有建筑物产生影响，为降低施工风险、避免和减少损失，有必要对地面既有建筑物进行保护。

 我国地铁建设最为迫切的就是地面交通更为拥挤的老城区，老城区建筑物老旧而且密集，无论地铁埋深大小，都会扰动地下岩土体，使其失去原有的平衡状态，而转向新的平衡状态，在这个过程中地下岩土体及地表面势必发生或大或小的位移及变形会对周边及邻近建筑物造成较大的危害，轻则开裂，重则倒塌。因此，地铁车站深基坑施工中保证周边近距离建筑物安全和有效控制建筑物基础沉降、变形十分重要。为了解决这一工程难题，国内外学者进行了大量的研究，其中借助计算机，综合相应的参数数据和计算理论对地铁隧道基坑及其维护结构进行仿真模拟，分析施工过程中的稳定性能，对基坑稳定性做出预测和分析验证。我国目前尚没有一个完整的地铁开挖引发的建筑损害评价标准，地铁施工引起的地面沉降允许值往往由专家们根据经验规定。同时大规模城市轨道交通建设必然带来不同地铁线路间交叉和换乘问题,出现大量节点车站。受地下空间的限制以及换乘需要,新建地铁工程不可避免地要近距离穿越既有地铁线路。穿越方式有上穿、下穿和侧穿3种,其中下穿既有地铁线路工程,特别是暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道工程技术难度较大。

目前，国内对隧道上方建筑物保护的研究较多，但对深基坑周边邻近建筑物保护的研究较少,并且深基坑周边建筑物基础形式、建筑物基础所处地质条件等各不相同。对立交隧道穿越民房的施工技术进行研究和总结,通过加强超前支护及对初期支护径向注浆、地面加固、隔离桩、桩基拖换、对建筑物本身做维修加固处理等措施将建筑物变形控制在可靠范围内。此外，调整地下连续墙槽幅宽度，减少相应的施工时间，也可以减少对旧基础的不利。施工前在连续墙基坑外侧打双排深层搅拌桩，可以起到止水及减少施工振动传递的作用，减少连续墙施工过程中塌孔的几率，降低施工振动对建筑物基础的影响。对拟穿越的邻近建筑物周围土体进行注浆加固，提高土体固结度和密实度，增加建筑物自身承载能力和抗变形能力，当临近建筑物破坏的风险较大时，可在地面设置隔离桩，并对建筑物基础进行处理，控制地层沉降，对需要截桩的建筑物进行桩基托换，建筑物本身可通过增强支撑、柱子、墙体等途径进行加固。 目前我国主要是采用这类的方法保护既有建筑物。

 我国岩土工程数值模拟技术已经非常成熟，特别是三维数值模拟能够更好地模拟实际工程。三维计算模型不但可以较为真实地模拟初期支护，包括锚杆与格栅钢支架的物理力学参数与在实际隧道中的位置，而且还可以模拟真正的开挖过程，不但能够看到隧道的开挖对开挖面内的影响，还可以看到对开挖面以外的影响，可以根据这些准确的信息和数据，采取有效准确针对性更强的对策对既有建筑物采取保护。另外在选择开挖方法上，尽量选择短台阶法，CD法，CRD法等减少对土体的扰动，尽可能快的减少围岩暴露时间，做到随挖随喷，随挖随支，重视拱脚锁脚锚杆、初支系统锚杆的施工质量，保证初支早成环。加强现场监控量测，及时反馈信息，根据实际情况修正设计参数。

（二）国外研究现状

    从19世纪末以来，国外地下工程施工陆续发展起来，地下开挖施工的理论也在不断的进步，在早期的松弛荷载理论，认为稳定的岩体有自稳的能力，不会产生额外的荷载，一旦岩体不稳定时，需要用支撑来防止坊塌，此时在一定范围内，作用在支撑上的竖向荷载与其上面覆盖土层的重力存在一定的联系，但是松弛荷载理论存在一些不合理的情况，与实际情况有一定的差距。20世纪50年代提出了现代支护理论，即岩承理论，该理论则更接近地下隧道工程方面的实际情况，被广泛地应用到实际的工程施工中。岩承理论更加偏重于对发展过程的分析和对工程的控制，并且充分利用岩体自身具有的承载能力的优点，其主要代表性的施工方法是新奥法，喷射混凝土及锚杆加固，以量测技术为主要特征，尽可能的保证岩体原有的强度，发挥岩体自身的承载能力，从而控制地基沉降，有效降低对既有建筑物的影响。

国外发达国家较为广泛地采用了新奥法，实现了真正的信息化设计与施工，采用了先进的喷射混凝土工艺，较为成功的解决了喷射混凝土回弹，防排水设计与施工工艺得到较好的解决，新的支护手段在不断改进，多种通风形式及静电吸尘等先进通风设备成功采用。盾构施工技术，已成功采用了直径14.14米的巨型盾构机掘进，已采用了11.93米的TBM进行公路隧道施工，同时采用TBM超前施工导洞在多个国家的长隧道施工中得到应用。另外，沉管隧道以美国、日本、荷兰为代表的国家，较成功的解决了沉管隧道的结构形式、防水、基层处理、结构抗震等关键技术问题。

综合国内外在地铁隧道施工对既有建筑物的保护，总结有以下几方面：

重视设计质量、减少设计失误

建立健全保险机制和突发事件应急处理

加强施工环节质量的控制及弥补施工工法的缺陷

    四、注重防水、堵水设计，以防为主，防堵结合

••••••   五、监控量测贯穿整个施工，准确掌握数据，做出预测，必要时调整施工方案

     在今后采用信息化监控设计与施工的新技术中，现场检测成为与设计、施工相并列的三个基本要素之一，同时检测技术自身也将在实践中得到不断的完善和发展。

二、^范文提纲

1地铁施工的常用方法及其对周边的影响

1.1地铁施工的常用方法

1.1.1明挖法

1.1.2盖挖法

1.1.3暗挖法

1.1.4盾构法

1.2地铁施工对周边的影响

2地铁隧道施工对既有建筑物影响的其他因素

2.1地下工程降水排水对地基的影响及解决方法

2.1.1地下工程降水排水方法

2.1.2地下工程降水排水对地基影响的解决方法

2.2基坑的变形及控制措施

2.3盾构法施工的方法及步骤和盾构法施工中对既有建筑物的保护措施

3结合工程项目阐述地铁隧道施工中如何保护既有建筑物

3.1工程特点：穿越城市密集居民区、产房及办公楼属于浅埋暗挖法

3.2采取措施

3.2.1高压旋喷与排桩咬合的组合方式止水

3.2. 2双液浆全断面注浆、初支回填注浆和地表注浆

3.3结论：隧道拱顶和地表沉降的最大值均在允许范围内，注浆加固土体整体性较好，对既有建筑物未产生影响和破坏。

三、参考文献

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[9]徐吉民.北京地铁军博站下穿施工对既有线影响的研究[D].北方工业大学，2012

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