地铁隧道穿越区地下工程结构设计分析

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月7期   作者:刘剑锋
[导读] 在我国发展中,我国的交通轨道与以往相比已经实现了全面的优化更新。

        刘剑锋
        (湖北建科国际工程有限公司,湖北武汉,430064)
        摘 要:在我国发展中,我国的交通轨道与以往相比已经实现了全面的优化更新。因此,在针对地铁轨道设计过程中,需要确保地铁轨道的工程施工合理、精准。在施工记录中,通过地铁隧道盾构技术,可以在施工完毕后实现场地穿越。因此,通过对桩基的整个技术设计,完成地下室主体结构的设置,优化地下室底板。本文将就地下隧道穿越区域地下工程结构设计分析展开讨论,阐述地铁隧道的施工要素,并根据整个地铁隧道的工程结构,论述在地铁盾构场地时对于整个结构设计的影响给出处理措施。
关键词:地铁工程;穿越区;地下工程;结构设计

        在建造过程中,我国的铁路建设整体已经进入快速发展时期。因此,在地下工程中,如何保证地下轨道能够达成设计要求,提升整个运营期间的运营力,提高轨道的抗病害能力,将是后续改进的主要目标。针对轨道安全性以及运营寿命而言,地铁轨道的地下工程非常重要,受多个因素影响,在工程作业期间,其自身亦有可能出现事故、病害问题。不同位置的施工病害以及处理措施有本质区别,多种病态如不有效处理,会导致地铁隧道穿越区地下工程结构设计出现问题。因此,如何在地下轨道穿越区地下工程设计结构中,有效的进行施工,将是本文探讨的重要目标。
1.工程概况分析
        为了确保本文的数据具有可行性,本文将拟定某工程。在本文介绍中,某工程总建筑面积为120000m2,且整个项目包含塔楼、商业住宅。商业住宅均配备地下室,其中主体楼25层,总共高度120.4m,地下室两层,地下室长度为170m,宽度134m。作为一个结构单元,其地下室以上为4个结构单元,在工程设计中,整个抗震等级为6度,设置地震组。其整个地震组的加速度值均属于IV类场所。整个结构的抗震设计等级如下,其塔楼5层以下,剪力墙二级,框架二级。5层以上,剪力墙二级,框架三级,相关的地下一层为三级,地下二层为四级。在施工完毕后,整个施工过程中及地铁盾构将从地下室标高5m处穿越[1-2]。
2.地铁桩基设计
        在桩基设计中,根据整个工程情况,可以确定工程地质情况、条件,根据整个桩基设计,包含不同的素填土。其中,一层素填土包含了淤泥质粉质粘土以及粉质粘土、夹粉土。在工程结构中,其地下室处于淤泥质粉质粘土,在地铁轨道,则属于粉质粘土层。按照整个施工底板而言,在底板距离5m处,在地下室可以采用中径700mm的灌注桩。将其柱底标高设置为85高程-41.0M,完成承载力的特征值,数值可设定为3000kN[3]。在整个塔楼以及地铁隧道中间,以下的两侧柱均采用800mm的中间过渡桩身,并将其整个柱体标高设置为58.0m。根据整个智力持力层,分析其地质土层为粉质粘土加粉涂层,在其单桩抗压极限承载力中,其特征值不大于3000kN。在设计中,考虑到整个盾构穿越时的影响,因此在设置中,其整个洞沟的隧道在3m内不得设置相关建筑物,以避免在事故过程中,出现意外情况。在通过隧道的高层建筑中,其建筑自身有可能会发生沉降。如不有效处理此种沉降,经过长期积累,将对轨道交通的正常运行产生较大影响。因此,在设计过程中,可以参照其他城市的经验。例如,在设计过程中,可以将整个桩基埋入稳定的持力层,且根据单桩抗压极限承载力的特征值,将其设定为3000kN以内[4]。在桩基设计中,可以对整个盾构扰动产生影响。考虑隧道底以下5m区域内的土摩阻,加强整个地铁相关范围内部的配筋。提升终身的配置率增加,整个钢筋的加密处理。


3.地下室地板设计
        在地下室底板设计中,根据整个塔楼的核心,可以采用预定的方法、技术,将其整体的厚度设置为2500mm,塔楼柱下承台厚2000mm。通过不同区域的设置,可以保障在承台以及地铁隧道内部结构的符合建设要求。在一般情况下,在沉降后,其整个封闭条件可以根据塔楼的主体封顶,并在沉降稳定后进行封闭。考虑到工程地下室主体施工完毕后,其地铁盾构进行施工场地,因此盾构穿越将会对底板组成产生一定的副作用,对自身结构产生不利影响,在底板沉降后,场地穿越前及地下室主体施工,需要相关的施工单位进行风力计算。在完成相关计算后,其整个塔楼的核心最大沉降值需要保持在41.1mm[5]。在沉降后,其整个平均沉降值保持在22mm。当整个地铁通过参与场地时,会对地下土层产生隆起作用,如此时在浇筑后,底板胶带不封闭,底板将成为悬空板,地下土层隆起将会对整个底板以及承台产生附加分距,对建筑工程产生一定的危险。因此,在地下底板沉降后,其地下室主体施工完毕即可完成封闭[6]。按照差异沉降,满足要求。在成交后,新旧混凝土交际处增设注浆管,如出现局部开裂的情况,可以采用注浆堵漏的方法。在施工期间,根据整个盾构,完成加密设置,保障整个观测点以及观测次数能够及时、优化,达成洞沟施工参数的控制,保证地下室以及上部主体结构的安全度。此外,为了保证隧道穿越地下地板时,可以对地下地板以及隧道土体完成加压。在建设过程中,可以对整个土体进行加密以及注浆处理。在隧道顶板处,设置梅花形注浆管道,以保障地下主体使用控制指标,将整个注浆压力保持在0.2Mpa。
4.地下室主体设计
        在地下室设计过程中,可以根据地下室的西南角以及东北角地铁,穿越外墙,完成转换。其整个最大梁跨度为36m,梁高为5m。按照要求,可以完成构件的配筋。在底板可以通过附近做水平拉直,使其整体能够共同承担弯曲与内力。在地铁范围17m处,根据地铁隧道穿越,可以设立支柱。采用斜撑转换产生附加的水平率,在胶带封闭前,水平力影响较为明显。因此,施工阶段可以在后期带中,设置传力撑,以保障整个支撑梁按照构建要求进行配筋,完成复合配筋[7]。
5.结束语
        综上所述,在地铁轨道穿越地下建构过程中,需要根据整个工程设计,保障地下室的底板。通过集中分析,确保在建造过程中能够符合盾构穿越的有效性。减少在建筑过程中出现的不利影响,通过论述,可以完成实际工程的检验,在工程设计中采取切实可行的措施。
【参考文献】
[1] 迟睿. 有关地铁隧道结构设计的研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2016, 000(021):884.
[2] 牛斌. 行洪区长大地铁区间隧道结构设计及措施研究[J]. 现代隧道技术, 2020, v.57(S1):758-764.
[3] 黄强兵, 姜紫看, 邓亚虹,等. 穿越地裂缝带地铁隧道结构分段长度优化研究[J]. 水文地质工程地质, 2019(2):109-117.
[4] 王国波, 彭祥军, 郝朋飞,等. 近距离地下穿越结构地震响应研究综述[J]. 岩土工程学报, 2019, v.41;No.344(11):56-66.
[5] 徐福田. 可调节配重顶进技术在箱涵上穿地铁隧道施工中的应用[J]. 现代隧道技术, 2019, 056(004):182-187,204.
[6] 谷永赛. 对软土地区地铁隧道穿越既有桥梁桩基托换施工技术的研究[J]. 建筑技术开发, 2019, v.46;No.408(06):42-43.
[7] 黄中磊, 吴玥. 地道近距离穿越地铁隧道的设计研究[J]. 黑龙江交通科技, 2020, 043(002):142-144.

作者简介:
刘剑锋,(1978.09-)男 ,汉族,本科学历,高级工程师,就职于湖北建科国际工程有限公司,项目经理,研究方向:地下工程与隧道
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