PBA工法在北京地铁10号线区间超大断面隧道施工中的应用 - 图文-.doc

・施工技术・“PBA”工法在北京地铁10号线区问超大断面隧道施工中的应用袭产锴(中铁十八局集团有限公司,天津300222摘要:北京地铁10号线与4号线联络段长度为56m,单拱大跨三线断面隧道,,通过多方案比较分析及数值模拟计算分析,采用“PBA”工法施工,取得了良好效果,同时总结出一套适用于浅埋大跨单拱超大断面隧道施工的施工技术。介绍PBA工法的主要工艺流程及施工技术。关键词:北京地铁10号线;单拱大跨隧道;PBA工法;施工中图分类号:U231文献标识码:B文章编号:1004—2954(200812—0142—031工程概况北京地铁10号线一期(,采用矿山法施工,其中K2++(图1,此段区间长度56m,单拱、三线断面隧道,开挖高、、,洞身从第四纪地层的细砂、砂卵石中通过,拱顶覆土厚6m。以上地段施工的特点是:(1地处北京闹市区大街下,对施工要求高;(2超浅埋、单拱大跨、超大开挖断面;(3地层条件差,开挖后的围岩自稳能力差;(4在开挖影响范围内有上水、雨水、污水、天然气、热力、电力隧道等重要管线,要求将地表沉降控制在50mm以内,尤其是4,800mm上水管,为1958年修建的混凝土承插管,对地层变形控制要求更为严格。图1北京地铁10号线与4号线联络段平面示意(单位:mm因本段区间施工难度高,风险大,被列为北京地铁10号线一级风险源。2施工方案比选北京地铁在以往的施工过程中已经积累了丰富的经验,对于单拱隧道浅埋暗挖施工方法,大致有台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法,地铁10号线苏州街站一海淀黄庄站区间与4号线渡线联络段暗挖穿过部分地质条件复杂,结构上方管线密布,在此地层、埋收稿日期:2008—08—28;修回日期:2008一10一06作者简介:黄广锴(1977一,男,工程师,1999年毕业于西南交通大学土木工程系地下工程专业。深条件下,,因此,需对施工方案进行研究比较,寻求一个既有利于控制地层变形、确保既有市政设施安全,又能保证结构施工安全的施工方案。:第一种明挖或盖挖类施工方案;第二种为常规暗挖施工方案,根据区间断面跨度,可采用双侧壁导坑法;第三种为“PBA”工法。,且沿区间隧道走向,结构上部有多条管线,黄广锴一“PBA”工法在北京地铁10号线区间超大断面隧道施工中的应用埋深都在地表下3m之内,侧向还有1800mm×2300mm的小型电力隧道。针对以上3种施工方案,结合该区间的实际情况,明挖法和盖挖法因管线改移量很大明显不适合采用。双侧壁导坑法和PBA工法这两类施工方案均能适用于大跨、有一定覆土的区间隧道,通过对这两种施工方案技术可行性、工期、造价、安全风险控制、地表沉降控制等各方面进行比较分析如表1所示。衰1双侧壁导坑法和PBA工法施工方案优劣对比由表1可知,PBA工法较优于双侧壁导坑法。,还需要通过更详细的理论分析才能最终确定。通过建立复杂的三维模型,采用数值分析的方法,分别模拟各施工方案的施工步骤,比较区间隧道按不同工法施工时对地表沉降及管线沉降影响的差异,分别对两种工法的施工影响进行计算分析,着重从地表沉降、管线沉降、支护结构沉降、边桩变形及应力、地层应力分布等5个方面分施工阶段提取计算结果,进行详细理论分析,相互比较,从而得出有益结论,以指导实际施工。目前,地下结构常规和公认的计算方法有两种,即荷载一结构模型和地层一结构模型。地层一结构模型认为地下空间的结构体系是由围岩和支护共同组成,围岩既是荷载的来源,又是支护的重要组成部分,它是以地下结构和周围岩土介质为分析对象,从地层的初始应力出发,采用岩体力学方法计算围岩和支护对围岩应力和位移场的作用。地层一结构模型适用于几何形状和围岩初始应力状态、地质条件等较为复杂的地下工程,尤其是需要考虑围岩的各种非线性特征和施工过程对隧道稳定性影响时,采用地层一结构模型较为有利,故本工程采用地层一结构模型分别对两种施工方案进行数值模拟分析,如图2所示。经过数值模拟计算分析,PBA工法和双侧壁导坑法施工分别导致地表沉降为45mm和57mm,故确定本段区间隧道采用PBA工法的施工方案。。区间结构・施工技术・(aPBAI法模型网格∞双侧壁导坑法模型网格圈2两种工法的数值计算模型最浅埋深约6in,开挖面净跨达