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盾构隧道穿越历史文物的施工技术
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图1西安地铁2号线通过安远门示意图
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2盾构施工前对历史文物的防护措施
2.i对护城河的防护措施 通过0、城河下的地铁2号线隧道拱赝I:部的覆 土较薄.一般厚度为4(1~5
Protection of in Xi’an subway Xi’an
自北大街站引出后,沿北大街南行,以连续三个反向 曲线绕避钟楼,在钟楼北侧喇叭口直线上设钟楼站, 过钟楼后左右线恢复并行;左右线同样以连续三个 反向曲线绕过永宁门城楼后左右线恢复并行(见图
2)。
SUbjects
construction.On the basis of the
mui。为倮征城墙的,安仝和l惫定.沿城墙阿翩
印设了钢筋混凝土隔席桩.桩顶蹬霄连续冠粱;在城 ¨制脚颅设町啦复注浆的油蒯忤.托施1.t1・根据监
测信息的反l贽情况,以使进行跟踪补偿月・浆(后周盾
构施l:对城墙机辟的有被控制.腑构施1。Jm后均未 启动补偿注浆).同时在门洞山设l髭上字钢拱圈加强 盘护。 2.3对钟楼的待护措施 钟楼作为西安巾怀志忖!建筑和I目家级m点文 物.仵地铁2廿线婶备阶段Ⅱ口对胁护方案进行j,克 分的研讨。占丸,作线路i殳}t r辟城远离钟楼甚成 殷城墙的变形敏感K,线路纵断呵搏讯加大埋西{.最 人敲度地陴低施』:沉降和振动对史物的影响;儿趺. 预先时钟接进}r钢筋混凝上隔离桩以及桩底jK浆等 加W处理以碱少醚遗施工埘钟楼的影响。
Key wolds
ies;construction technology
First-author’S address all,China Xi’an
Metro Co.,Ltd。,710018,Xi’
西安地铁2号线纵贯西安南北,为西安市城市 快速轨道交通线网中的南北向骨干线,近期修建北 起郑西客运专线的西安北站,向东南穿过北绕城高 速公路,经张家堡广场后沿西安市中轴线至韦曲站, 正线全长26.302 km。在城区段采用盾构法施工, 下穿城墙、旁穿钟楼等国家级文物及护城河。通过 论证,设计要求施工过程中的隆起、沉降范围控制在 +5~一15 mm。 盾构法施工是我国城市地铁隧道施工中的一种 重要施工方法。由施工引起的地表沉降及对周围环 境的影响是盾构法施工的一个重要问题.对西安的 国家级重点文物的影响尤为重要。如何对护城河、 城墙和钟楼等文物进行预加固,如何在施工过程中
打竹卿^E确汁鲢.雄环出士啭水{*超i=£52 m’.若超 _【=上则需认“分析原因.判断址蕾脯圜地腰变化、水太
或泡诔澎润士”f雠过太所致。 3)及Ht扯浆减少地偿土休损失.控制同步}}:浆
3地铁盾构通过历史文物时的主要施工控
制措施
3.1制定专项施工方案 n所构施【:舸.日l¥【施i.技术人蚰驶聃柑E受 作业人蚰.认nA例缺穿文物的【t细地质资辩.J}:现
5结语
对历史文物的成功保护是前期规划、设计与盾 构施工完美结合的结果。通过对西安地铁2号线盾 构施工成功穿越护城河、城墙和钟楼的施工方法进 行的探讨和分析可以看出,在前期规划和设计阶段 要对历史文物的保护制定妥善的设计方案,从源头 上减少施工对历史文物的影响是基础;盾构施工前 对历史文物采取隔离桩等预加固措施是成功穿越的 前提;使盾构机及后配套设备性能处于良好状态是 顺利施工的基本条件;在施工过程中,严密的盾构施 工组织管理、有责任心并相互协作的盾构作业团队、 正确有效的技术和安全交底、盾构掘进参数的正确 选择、专项施工控制措施、信息化施工和均衡掘进等 是顺利穿越历史文物的关键。
摘要文物保护是西安地铁建设面临的重大课题之一。 沿西安市南北中轴线的西安地铁2号线采用盾构法施工,先 后4次下穿明城墙,2次旁穿钟楼,在地铁2号线施工前期 通过对护城河堆载反压、对城墙和钟楼设置隔离桩防护等保 护措施,并在施工过程中采用土压平衡模式、出土量控制、及 时二次补浆、信息化管理等施工措施的严格控制,最终监测 的结果完全符合对历史文物保护的要求。 关键词 盾构施工;文物保护;施工工艺
m。为确保护城河安
全.保证1i!}构顺利通过,防止州眯降起或何瓜.采取 r多删措施。阿先.枉护城河L下游设咒lH土畦,排f 河水;j£次.花隧j拄J。部进行砂袋堆载厦压;考Ig到 隧道下穿北护城河时m,离荣拱拍太近.战在拱1硝址 采用旋喷桩.柚|ijI骨以加固土体。 2.2对城墙的防护措施
西安城墙作为阻家级重点文物,根据文物保护
4)采用二次注浆紧跟。每环均进行二次补浆, 为了及时有效控制历史文物地基的沉降,为防止浆 液粘住盾尾,离盾尾1"---4环应注单液浆,离盾尾4 环以后应注双液浆。盾构过历史文物时每环的二次 注浆量大多较同步注浆量稍大,一般每环的补浆量 在4~9 m3,视地质状况不同略有差异。为了在极 短的时间里能进行二次补浆,盾构通过历史文物前 均对盾尾注浆系统进行了改造,对盾尾后1~20环, 二次补浆后能满足注入量达15 m3/h以上。因而, 从工艺及施工设施上保证了对历史文物地基沉降的 有效控制。应正确选择二次注浆的管片点位,对浆 液配合比、注浆量、注浆压力、注浆速度等进行严格 控制,防止注浆引起历史文物的隆起或隧道管片的 变形。在施工中,应对地上地下进行跟踪监测,并根 据反馈数据及时调整盾构施工及二次注浆参数。 5)坚持信息化施工。盾构通过历史文物前后 及过程中,应加大对文物及地面沉降的监测,通过施 工单位及第三方监测加大监测频率,每2"-4 h监测 一次;实行双检制,发现差异及时修正,以保证监测 数据的准确性,并将监测结果及时反馈给项目主管 和作业层,以便及时调整掘进参数。 3.4管理与应急预案 1)盾构通过历史文物前,需全面检修盾构机及 后备配套设备,确保设备处于完好状态,杜绝因停机 检修造成的施工风险。 2)做好突发事件的应急预案。提前通知电力 部门以防止突然停电造成地面及历史文物的沉降过 大。对历史文物及地面派专人24 h值班巡视,发现 异常及时启动相应级别的应急预案。 盾构机先后4次下穿护城河、城墙,2台盾构2次旁 穿钟楼。通过监测,护城河最大累计沉降为一3.2 mm,过城墙段地面最大累计沉降为一7.50 mm,钟 楼基座最大沉降为一1.4 mm,地面最大累计沉降量 为一6.09 mm。从监测数据可以看出,通过周密的 规划和精细的组织施工,能够满足对历史文物保护 的要求,做到历史文物保护和地铁建没的和谐共赢。
tunnel of
Metro Line 2.the article discusses the
shield tunnelling tected historical wall,the metro
technology
which will
cross
the State pro-
sites。such硒the Bell Tower and Xi’an city
的要求,在施工过程中.H隆起乩降范嗣为+5~
一1 5
K、^’构操作司机、土建]:程师、机械工程师等共同 进行if论分析。根据每一环的地质条件、文物现状、 地呵监测数据,盾捣机状况、掘进指令等韭M研,亢一 个适合聃}勾掘进的参数配^.以架体的押慧去操作
盾构尤为难要。 3.3施工工艺控斜措施 I)建市盾构机{:压平衡模式.严格控制盾构机
参考文献
[1]GB 5(1299---1999地下铁道T程施T及验收规范[s]. [23
GB
010—07—30)
4实际监测结果与分析
从2008年11月8日到2009年9月26日,4台
(上接第191页)
衬砌施工,既有线结构沉降小于控制值。该工程成
455.43
对盾构施工参数进行有效的控制,以及加强地表沉 降控制、减少施工对文物的影响,是确保历史文物安 全的一个重要课题。
l施工路线方案设计
西安的城墙和钟楼为国家级重点文物保护 对象,其采用的建筑材料和建筑形式对基础地基 的变形特别敏感,因此地铁线路在通过时以绕避为 主。西安地铁2号线的左右线连续采用一组小半径 曲线自安远门城楼东西两侧分绕而过,完全绕开了
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盾构隧道穿越历史文物的施工技术
杨晓强 温克兵
(西安市地下铁道有限责任公司,710018,西安∥第一作者,高级工程师)
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液fI:人啦般为明’论盾M牛隙戢的15¨%~2㈣%. 铒环的M靠班fF浆聃均m
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construction experience is of great significance for
construction in the future.
shield tunnelling;protection of historical rel-
通过绕避,使地铁2号线隧道尽可能减少对历 史文物的影响,同时选择施工风险相对较低的盾构 法施工,使地铁建设在施工阶段对历史文物的影响 减少到最小。
_十仓雎力。成功下穿南IE护城河时,土仓上郫传感
器的压力控制在mI~I
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kPa.下穿城墙及旁穿钟
楼时1I仓l请町々感器的胜力控制在l刚~3鲫kPa;
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良I壤枘和易性和漉鳓fl!,减小w斑转矩.降低总推
力.吏现肝构机n土胀甲衡状态下均糯掘进。 2)严格牲制腑拘施J二铘环的m士屉。设々人