洞门凿除方案

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1、武汉地铁二号线越江隧道工程盾构始发洞门凿除施工方案一、工程概况武汉地铁二号线越江隧道工程盾构区间采用两台泥水盾构由武昌端向汉口端掘进。盾构机将于8月中旬左右完成整机调试后进行始发，由于地连墙采用钢筋砼结构，所以盾构在始发时必须将前方洞门范围内的钢筋砼凿除，并将钢筋全部取出。二、洞门端头土体加固范围和加固效果检查1、加固方案盾构始发井端头地层加固采用三重管法高压旋喷桩加固，左右线平面加固区域12.2m（线路中线两边各6.1m）×9m（纵向），立面加固深度12.2m，加固区为隧道及隧道外径上下各3m，旋喷桩采用Φ800@600m。根据水平、垂直取芯检查结果在加固区内实施补充注浆。盾构始

2、发端头立面加固示意图盾构始发端头平面加固示意图2、加固体强度和整体稳定性验算2．1强度验算（1）验算模式将加固土体视为厚度为t的周边自由支撑的弹性圆板，在外侧水土压力作用下，板中心处的最大弯曲应力，支座处的最大剪力，按照弹性力学原理求得，强度验算公式为：σmax=±β×w×r2/t2≤σt/k1β=3÷8×（3+μ）τmax=3×w×r/4/t≤τc/k2其中：r——工作井端墙开洞的半径，r=D/2；t——加固土体的长度；σt—加固土体的极限抗拉强度，一般可取其极限抗压强度的10%，即σt=qu/10；k1、k2——安全系数，一般取K=1.5；w——作用于洞门中心处的侧向水土压力；

3、μ——加固后土体的泊桑比，一般取μ=0.2；τc——加固后土体的极限抗剪强度，取τc=qu/6；按照洞门处地层情况，洞门中心压力为侧向土压力（不计水压力）。地面超载p按照20KN/m2计，强度和稳定性检算按照该工况计算。（2）土体物理力学参数的选择由于洞门所处地层以粘土和淤泥质粉质粘土为主，取淤泥质粉质粘土平均物理力学参数进行计算：淤泥质粉质粘土平均物理力学如下：γ=18.55KN/m3，C=14.65KPa，φ=7.5则：Ka=tg2(45-φ/2)=0.770；tgφ=0.132。加固体抗压强度按照1Mpa考虑。（3）计算w=p*Ka+γ*H*Ka-2*C*tgφ=20kN/m

4、2*0.77+18.55kN/m3*14.4m*0.77-2*14.65kN/m2*0.132=15.4+205.68-3.88=217.2kN/m2β=3/8*（3+μ）=1.2σmax=±β*w*r2/t2=1.2*217.2*3.262/92=34.2kN/m2σt=qu/10=100kN/m2σt/σmax=100/34.2=2.92＞1.5τmax=3*w*r/4/t=3*217.2*3.26/4/9=59.01kN/m2τc=qu/6=1000/6=166.67kN/m2①τc/τmax=2.82＞1.52．2整体稳定性验算（1）验算模式加固土体在地面荷载p和上部土体作

5、用下可能沿某滑动面向洞内整体滑动，假定滑动面是以掌子面顶点O为圆心，开洞直径D为半径的圆弧面，引起的下滑力矩为：M=M1+M2+M3其中：M1——地面荷载P引起的下滑力矩，M1=P*D2/2；M2——上覆土体自重引起的下滑力矩，M2=Q上*D2/2；M3——滑移圆环线内土体的下滑力矩，，M3=γt*D3/3，γt为加固后土体的重度，取γt=20kN/m3；抵抗下滑力矩为M=M1+M2+M3M1——滑移圆弧线AB段的抗滑力矩，M1=Cu*H*D；M2——滑移圆弧线BC段的抗滑力矩；M2=Cu*D2*(π/2-θ)M3——滑移圆弧线CD段的抗滑力矩；M3=Cut*D2*θ，θ=sin-

6、1(t/D)本工程中，t和D值相同，所以θ=π/2M2=0其中，Cu——加固前土体的粘结力；Cut——加固后土体的粘结力，取Cut=τc=166.67kN/m2；H——上覆土体的高度；（2）计算M1=P*D2/2=20*6.522/2=425.104kN*mM2=Q上*D/2=γ*H*D2/2=18.55*6.5*6.522/2=2562.85kN*mM3=γt*D3/3=20*6.523/3=1847.79kN*mM=M1+M2+M3=4835.744kN*mM1=Cu*H*D=14.65*6.5*6.52=620.87kN*mM2=0M3=Cut*D2*θ=166.67*6.5

7、22*π/2=11123.78kN*mM=M1+M2+M3=11744.65kN*m②M/M=11744.65/4835.744=2.43>1.5根据以上计算，加固强度和稳定性满足要求。3、端头土体加固效果检查3．1垂直钻孔分析端头土体加固完成后对搅拌桩土体进行现场随机钻孔取样，检查钻孔位置取芯深度分别为9.5m、12.5m、15.5m、18.5m，100mm×100mm圆柱体芯样,检查其抗压强度是否≥1Mpa。钻孔位置如下图所示。钻孔位置图3．2水平探孔分析洞门凿除