武汉地铁建设中的案例分析

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'武汉地铁建设中的案例分析'
建筑工程学院建筑工程学院 陈陈浩浩 副教授副教授 武汉地铁建设中的那些事儿武汉地铁建设中的那些事儿 Part01 Part02Part03 Contents 目录 P01 武汉地铁二号线工程典型案例分析 1、二号线地下工程环境特征 2、二号线车站基坑工程地下水问题及其处理对策 3、二号线车站基坑支护方案概述及案例 4、二号线街道口车站深基坑开挖对周边高架桥影响分析 5、二号线宝通寺车站基坑爆破技术应用 武汉地铁四号线典型案例分析 四号线五里墩车站深基坑支护方案简介 四号线二期复兴路站涌水事故处理经验总结 P62 武汉地铁三号线和六号线工程典型案例分析 三号线一期工程车站基坑施工风险控制分析 六号线某主体车站基坑工程变形问题分析 P25 武汉地铁二号线工程典型案例分析 Part01 Part02Part03 Contents 目录 P01武汉地铁二号线工程典型案例分析 1、二号线地下工程环境特征 2、二号线车站基坑工程地下水问题及其处理对策 3、二号线车站基坑支护方案概述及案例 4、二号线街道口车站深基坑开挖对周边高架桥影响分析 5、二号线宝通寺车站基坑爆破技术应用 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 武汉市区总的地势是东高西低,南高北低,以丘陵与平原相间的波状起伏地形为主,长江两岸第四 系地层较厚。总体属于丘陵—平原地貌类型。武汉市轨道交通二号线一期工程全程地下轨道,长 27.98km,站点21座,沿线交通干道纵横交错,地面交通流量大,高层建筑鳞次栉比,古建筑及需要保护 的文物建筑多,地下管线错综复杂,沿江一带水利、堤防及码头设施生产和施工建设繁忙,给轨道交通 地下工程设计和施工带来了极大的困难。其沿线通过地段可划分为5个地貌单元区:Ⅰ长江河床河道 区、Ⅱ长江一级阶地区、Ⅲ长江二级阶地区、Ⅳ长江三级阶地区、Ⅴ剥蚀丘陵地貌(图1)。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 Ⅰ、长江河床河道区:长江河道 及江北岸500~1000m范围内,区域南 北直线范围约2500m,长江正常水深 15.0~ 20.0m,水底面标高为0~ 2.0m,水下由新近沉积的松散粉细砂、 中粗砂组成,厚度20~25m,砂层饱和, 浅部松散粉细砂具有震动可液化性; 其下为泥质砂岩、泥岩、砾岩互层。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 Ⅱ、长江一级阶地区:地貌单元 呈现典型的二元结构,上部由填土层 及第四系全新统冲洪积成因的粘性 土组成;中部为稍密—中密的粉细砂、 中密—密实的中粗砂夹砾石,粉细砂 层中分布粘性土透镜体;下部基岩为 白垩系—下第三系砾岩、砂岩及志 留系粉砂岩、泥岩组成。在本地铁 线路上分布较长,为汉口区金色雅园 站—江汉路站、武昌区积玉桥站及 上下区间范围。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 Ⅲ、长江二级阶地区:地貌单元上 部为薄层填土和厚度变化较大的全新统 冲积成因的软塑—可塑状态的一般粘性 土;中部为第四系上更新统硬塑状老粘 性土及密实状粘质砂土及含砾细砂;下 部为白垩系—下第三系东湖群的砂岩和 砾岩。分布于地铁线路的北端金银潭 站—金色雅园站及常青花园车辆段的范 围。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 Ⅳ、长江三级阶地区: 地貌单元上部为人工填土, 其下为第四系冲、洪积成 因的上更新统老粘性土层 及粘性土混碎石层;下部 基岩主要为志留系坟头组 砂岩、泥岩。分布于螃蟹 甲站—小龟山站及中南路 站一带。在小龟山站和中 南路站一带偶见三叠系大 冶组灰岩及泥盆系五通组 辉绿色石英砂岩。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 1沿线工程地质和水文地质沿线工程地质和水文地质特点特点 不同的地貌单元其地层分布不 同,工程特点也不同。因此,轨道交 通地下工程的支护设计和施工要针 对不同的地貌单元,并结合周边环 境情况,提出适宜的方案。 Ⅴ、剥蚀丘陵地貌:该地貌单元场地表 层为人工填土,其下即为志留系坟头组砂岩、 泥岩;在杨家湾站附近,灰岩较厚,岩溶比较 发育。主要分布于小龟山、洪山基岩出露 地段,石牌岭站—光谷广场站一带。 综上所述 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 2环境岩土工程问题分析 武汉市地铁二号线工程站点深基坑开挖的环境岩土工程问题主要为基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂 及其引起的地面沉陷;基坑降水引起的地面沉降、道路开裂、房屋开裂等。存在的环境岩土工程问题主 要有: (1)粉土及过渡层粉土及过渡层:长江河床河道区江北岸500— — 1000m范围内,存在一层粉质粘土夹粉土、粉土粉 砂互层,这层土又多呈饱和松散状态,水稳定性差,且 富含上层滞水和潜水,况且场地多为狭窄地段,周边 管线密布、周边环境十分严峻者居多。由于侧壁止 水设计不当,在基坑开挖时就出现涌土涌砂,使粉土、 粉砂大量流失而造成边坡坍塌、地面下沉,引起邻近 建筑物开裂、管线破坏等。如某广场基坑就由于侧 壁止水设计和施工不当而酿成事故,导致该工程搁置 时间达7年之久。 (1)粉土及 过渡层 (2)长江一级 阶地区 (3)老粘性土 (4)软岩和 碎屑岩 (5)承压水 2环境岩土工程问题分析 (1)粉土及 过渡层 (2)长江一级 阶地区 (3)老粘性土 (4)软岩和 碎屑岩 (5)承压水 (2)长江一级阶地区长江一级阶地区:该地貌单元在本地铁线路上 分布较长,为汉口区金色雅园站—江汉路站、武昌区积 玉桥站及上下区间范围。地层呈现典型的二元结构,上 部多为填土层及第四系全新统冲洪积成因的粘性土组成。 而地铁区间隧道和车站基底埋深一般为16- 23m,深基坑 开挖一般为垂直开挖,边坡以松软粘性土为主,在不采取 任何有效支护措施的情况下,边坡会失稳而产生滑移或 坍塌,有的即使采用支护,如果支护不当,挡墙也会整体 位移,使护桩变形,坑底隆起,边坡会失稳而产生滑移。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 2环境岩土工程问题分析 (1)粉土及 过渡层 (2)长江一级 阶地区 (3)老粘性土 (4)软岩和 碎屑岩 (5)承压水 (3)老粘性土老粘性土:长江二级阶地区、三级阶地区、剥蚀丘陵 地貌区的地铁站均存在老粘性土。由于老粘性土不同于一 般粘性土,是一种超固结土,在天然埋藏条件下承受着很高 的前期固结压力。一旦开挖暴露,极易产生卸荷裂隙或干缩 裂隙。此外,塑性指数高的老粘性土还可能具有一定的膨胀 性,失水干缩,遇水膨胀,对支护结构会产生一定的膨胀压力。 若保护不当,使水分浸入,土体强度将迅速下将,容易发生崩 塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。最典型的工程实 例是某广场基坑工程,由于对地下水对土的潜蚀问题没有引 起足够重视,大量生活用水流入基坑(或壁内)和挖孔桩孔内, 使土体强度急剧下降,造成17根人工挖孔桩倒塌、折断,部 分桩严重倾斜变形的重大事故,经济损失巨大。 一、武汉地铁二号线地下工程环境特征 2环境岩土工程问题分析 (1)粉土及 过渡层 (2)长江一级 阶地区 (3)老粘性土 (4
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