超大直径盾构隧道穿越黄河施工控制技术研究

发布时间：2020-05-27 08:55

【摘要】：水底隧道以其不受气象条件制约、不影响航运及战略意义高等优点广泛应用于交通运输行业,盾构法作为水底隧道最为常用工法,正在向大深度、大断面、长距离迈进,目前隧道建设中大多开始使用超大直径(大于14m)的盾构,并逐渐成为水底隧道建设中的主流技术。济南市济泺路穿黄隧道开挖直径15.76m,是目前黄河上首条公轨两用的超大直径盾构隧道,是国内最大直径的盾构隧道之一。本文以济南济泺路穿黄隧道工程为依托对超大直径水底盾构隧道施工,开展相应的施工控制措施研究,取得以下主要结论:(1)结合工程地质条件及周边环境情况开展风险分析,确定盾构始发与接收、盾构下穿黄河大堤及盾构下穿济南绕城高速高架桥是该工程的三个重大风险源。(2)首先选用弹性薄板理论计算不同安全系数下端头土体的纵向加固范围,并利用强度理论和滑移失稳理论对其进行强度及稳定性验算;之后基于Terzaghi围岩压力理论确定端头土体的横向加固范围,并利用FLAC3D建立数值模型分析校核理论值的合理性,最终从经济性和稳定性角度确定端头土体加固范围,并制定完善的技术措施保障盾构始发与达到的安全。(3)首先对盾构法施工扰动机理,地层损失的原因,地表沉降的历时规律等进行分析。根据双线隧道的叠加Peck公式,计算出地表沉降最大值为9.016mm。再利用Midas有限元软件建立了双线盾构隧道施工阶段的三维有限元模型,所求结果与Peck公式基本一致,得出本工程最大地表沉降的预测值。其次,建立渗流计算二维有限元模型,得到在设计的工况内,最大逸出比降在允许范围之内,渗流量很小,得出悬河断面上不会出现由于结合部产生涌水事故的结论。最后提出控制盾构隧道掘进参数、二次补强注浆、监控量测等盾构下穿两岸黄河大堤专项施工方案。(4)确定盾构施工对桩-土平衡体系的破坏是造成桩基变形的根源,桩基承载力与桩侧及桩端摩阻力的关系是桩基沉降量的主要决定因素。利用Midas建立数值模型,分析单线和双线盾构施工对桩基及土体变形的影响,结果表明桩土体最大变形值为4.9mm,满足规范要求。并提出严格控制掘进参数,及时注浆的控制措施。
【图文】：

新城开发,城市轨道交通建设,主城区,济南

一轮建设规划（２０１５－２０１９）的基础上，新增轨道交通Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４及环逡逑线，其中Ｍ２线位主城区南北骨干线路，线站沿英雄山路、纬二路、济泺路布设，逡逑并穿黄河延至规划鹊山片区，见图１．１。逡逑＼邋ｆ邋ｆ逦遒交逦］逡逑ｖ邋（：逡逑Ｍ逦＂邋＊？邋ｆ邋ＩＩＩ邋ｉ邋ｍｌ逡逑ｊ逦？邋？邋逦逦邋，Ｔ—逡逑……．逡逑图１．１济南市城市轨道交通建设删（２０１６－２０２３年）线网逡逑济泺路是济南主城区与黄河以北新城区连接的主通道，，是支撑北部新城开发，逡逑实现携河发展战略的一项关键性工程。济南黄河隧道（济泺路穿黄隧道）位于济逡逑南城市中部，北接鹊山片区（功能定位为国家级旅游休闲度假区）、济北次中心，逡逑南接中心城区主干道济泺路，距建邦黄河大桥和济南黄河大桥的水平距离分别约逡逑６．５ｋｍ、５．１ｋｍ。隧道采用城市道路与轨道交通Ｍ２线同管共建方案，上层为双向逡逑６车道公路，下层为Ｍ２线，属于超大断面盾构法隧道。逡逑工程范围全长４７６０ｍ，其中隧道段长３７００ｍ，盾构段长２５１９ｍ，接线道路逡逑１０６０ｍ。采用２台①１５．７６ｍ泥水平衡盾构机施工

竣工图,穿黄,轨道交通

２．１项目简要介绍逡逑济南市济泺路穿黄隧道工程是济北新城发展的重要通道和携河发展战略的逡逑关键性配套工程，是实现城市新一轮规划发展及新旧动能转换的标志性工程。逡逑该项目采用设计、施工总承包（ＥＰＣ）模式，南起南岸老城泺口南路以南约逡逑３００米，北至鹊山片区Ｇ３０９，隧道主体及南北岸接线道路全长约４．７６ｋｍ，南岸逡逑预留东西向出入匝道，设置管理中心收费站等，红线范围内的所有相关工程的设逡逑计（初步设计、施工图设计及相关的“三改”设计、概预算、竣工图编制、３Ｄ展逡逑览片、ＢＩＭ、环境保护、水土保持等一切内容）、服务、采购、施工、调试、验逡逑收、移交及保修等，完成项目从设计到竣工验收的全部内容。逡逑工程设计为双通道穿越黄河，上部隧道为公路下部隧道为轨道交通Ｍ２线，逡逑包含上下行公路和上下行地铁两条隧道，如图２．１、２．２所示。隧道设计为双向６逡逑车道，时速６０ｋｍ／ｈ。逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.43

【相似文献】