某地铁隧道二衬结构裂缝原因分析
2013-06-08 22:49
某地铁隧道二衬结构裂缝原因分析
摘 要 地铁隧道二衬结构裂缝对地铁隧道稳定性存在较大影响，针对某地铁隧道二衬结构开裂的情况进行研究分析，找出其开裂原因，表明：二衬结构裂缝宽度未进一步扩张，裂缝的最大宽度为1.22mm，且所有裂缝宽度基本呈现缩小趋势，其中最大缩小量为0.034mm，从而确保地铁隧道的结构安全，以及地铁的正常运营。
关键词 隧道；地铁；二衬结构；裂缝
引言
地铁隧道二衬结构裂缝对地铁隧道稳定性存在较大影响[1～3]，某村位于广州市天河区火车东站东侧，东至林和东路 ， 南至规划路 ， 西至林和中路 ，北至站东路，场地较平整。鉴于林和基坑JK1、JK2 区段侧方地铁隧道二衬结构在ZDK17+660～ZDK17+668、ZDK17+700～ZDK17+704区段的十一点位置（面向火车东站）出现了沿隧道走向的纵向裂缝，本文通过收集相关资料、现场调查分析等手段，针对地铁隧道二衬结构开裂的情况进行了研究分析，拟找出开裂原因，以确保地铁隧道的结构安全，确保地铁的正常运营。
1 工程概况
项目设两层地下室，局部为三层，基坑工程周长约为766.5m，开挖面积约为29393m2，基坑整体开挖深度为8.4m～14.7m，与北侧A1 区基坑的最小水平距离约为35.0m，如图1。
林和村旧城改造项目B 区基坑工程采用了多种基坑支护形式，主要包括：放坡加土钉、双排桩、角撑和排桩加锚索。其中基坑北侧GH 区段采取φ 1200@1400 钻孔桩+3 道预应力锚索，基坑北面JK-1 区段采用φ 1200@1400 钻孔桩+3 道角撑支护；基坑北面JK-2区段采用φ1200 双排旋挖桩支护，前排桩（φ1200@1400）+后排桩（φ1200@1400），前后排桩采用1000mm 厚的压顶板连接，后排桩与地铁隧道的净距不小于5.0m，JK-3 区段基坑支护结构形式与JK-2 区段基本相同。基坑开挖深度：北侧JK-1 区段开挖深度12.6m，JK-2 区段为塔楼区，开挖深度为10.2m，JK-3 区段为裙楼区，开挖深度为8.4m。地铁区间隧道结构紧邻基坑东侧，基坑围护结构外排桩外侧壁距离左线隧道结构外壁约为5.8m～13.6m，内排桩内侧壁距离左线隧道结构外壁约为8.0m～14.8m，而一号线区间隧道埋深约为2.5m～6.0m。
综合林和村旧城改造项目B 区地块岩土工程勘察报告和紧邻地铁一号线区间隧道结构周边的工程地质资料分析，认为：紧邻JK-1 区段和JK-2 区段地铁区间隧道结构埋深浅，隧道上方覆土最深约为6.0m，隧道的结构型式为分离式浅埋暗挖马蹄形隧道结构，隧道结构的侧向地层主要为可塑和硬塑的残积黏土层，而底部基本位于全风化泥质砂岩和强风化泥质砂岩。
2 裂缝情况分析
紧邻林和村旧城改造项目B 区基坑的地铁区间隧道二衬结构于2012年4月9日发现有两条较长的裂缝存在，隧道二衬裂缝的存在的位置为：面向广州东站方向，两条裂缝均在隧道横断面对应的11点钟方向处，且两条裂缝的长度均是沿隧道纵向发展。裂缝存在位置及其所对应的区间里程为：一条对应于DK17+660～ZDK17+668 左右，对应基坑的JK-2 区段；另一条对应于ZDK17+700～ZDK17+704 左右，对应基坑北侧的JK-1 区段。
图3为地铁一号线区间隧道左线的位移监测断面布点及其编号，其中Z表示左线，Y表示右线。坐标体系中X方向基本平行于隧道纵向，以向南为正向。Y方向基本垂直于隧道纵向方向，以向西为正向。Z方向为铅垂线方向，且Z轴正向由下方隧道指向地表。图4为左、右线隧道各测点的绝对位移沿隧道纵向曲线。其中左线隧道自1号监测断面起每隔10米设一监测断面，右线隧道自1号监测断面起每隔20米设一监测断面。而隧道二衬结构的两条裂缝位置基本为：一条在左线隧道的19断面和20断面之间，另一条在左线隧道的23断面和24 断面之间。截止2012年4月30日，左线隧道断面最大累计变化量为-3.21mm（Y轴方向，负号表示向西），最大侧移位置为21断面的4号监测点，而隧道出现裂缝附近的断面最大侧移累计变化量为-1.78mm（Y轴方向，负号表示向西）。
3 结语
隧道二衬裂缝宽度的监测数据表明，2012年4月26日裂缝的最大宽度为1.22mm（初测值），自开展裂缝宽度监测至今（2012年5月7日），所有裂缝监测点的监测数据表明，裂缝宽度未进一步扩张，且所有裂缝宽度基本呈现缩小趋势，其中最大缩小量为0.034mm。
参考文献
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