宾馆小管棚-锚索护坡桩-锚杆加固方案报告

宾馆小管棚-锚索护坡桩-锚杆加固方案报告 新建铁路兰州至中川机场线 机场隧道宾馆 锚索护坡桩加固方案 （里程DK62000-DK62120） 中铁二十一局集团中川铁路工程项目经理部 二〇一四年七月二十九日 一、编制目的 本方案依据现场调查和施工的总体要求，依据设计文件、技术规范、标准与专家方案评审看法编制而成，确保宾馆房屋结构平安与施工顺当的实施。 二、编制依据 1. 中铁第一勘察设计院机场隧道施工图； 2. 2014年7月24日宾馆加固方案专家评审看法； 3. 铁路隧道设计规范TB10003-2005 J449-2005； 4. 混凝土结构设计规范GB50010-2002； 5. 建筑地基基础设计规范GB50007-2011； 6. 建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012； 7. 建筑结构荷载规范GB50009-2012； 8. 铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2010； 9. 地下工程防水技术规范GB50108-2008； 10.铁路隧道监控量测技术规范TB10121-2007； 三、设计背景 机场隧道DK62000-DK62120段线路左侧宾馆占地面积10.88亩，主体为二层砖混加一层彩钢房，基础为条形独立基础。宾馆靠东侧部分位于铁路征地线内，宾馆栅栏侵入隧道主体结构0.54-0.68m，隧道埋深1.8-2.4m。因拆迁费用问题地方政府多次组织同产权单位商谈未果，经地方政府和中川铁路公司协商，建议在宾馆不拆除的状况下，实行加固措施进行机场隧道施工。具体位置见下图 四、现场概况 （一）工程概况 机场隧道地处黄土高原的陇中地区，工程位于甘肃省兰州市永登县中川镇境内。该隧道地处倾斜冲洪积平原区，地面高程一般为1927～1951m。洞身地形平坦开阔，表层植被较发育。隧道起止里程DK60700～DK63089.1（全长2389.1m）。隧道全部采纳明挖法施工，结合战线布设，分单箱、双箱、三箱、四箱等矩形断面。洞身纵坡依次为-18、9、1。隧道位于兰州市中川机场旁边，交通便利。 （二）工程地质、水文特征 该隧道地处倾斜冲洪积平原区，地面高程为1927～1951m。洞身地形平坦开阔，表层植被较发育。隧道洞身通过区的地层主要为第四系全新统杂填土，冲积砂质黄土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土。隧道在构造上位于祁连褶皱系的中祁连隆起带，但隧道通过区岩性较单一，地质构造相对简洁。 地下水位埋深15.6米，属第四系松散层孔隙潜水，主要赋存于砂类土中，含水层厚度大于4米。主要靠大气降水、浇灌等方式补给。地下水对混凝土具硫酸盐和氯盐侵蚀性，侵蚀等级为H1、L1。 （三）原设计施工方案 机场隧道设计起止里程为DK60700～DK63089.1，全长2389.1m，采纳明挖法施工。宾馆段里程为DK62000～DK62120，共计120m，隧道主体设计为全明洞结构，隧道两侧均为边坡防护放坡开挖，开挖深度11.8米。其中，左侧采纳喷锚防护，坡率为10.75；喷C20混凝土厚10cm，内设Φ8钢筋网，网格尺寸为150150mm，Φ22砂浆锚杆长3m，间距1.51.5m，梅花形布置；右侧采纳土钉墙防护，边坡坡率为10.5，土钉钻孔直径为100mm，采纳Φ25的土钉，长11.5m，注浆材料采纳水泥浆，其强度等级为M10。该段基坑开挖高度大于10m，边坡中间8m处分一台阶，台阶宽1.5m。 原设计开挖支护断面图 （四）现场概貌 见下照片。 五、变更设计方案 DK62100-DK62120段线路右侧边坡防护维持原设计土钉墙挂网喷锚方案不变，土钉钻孔直径为100mm，注浆材料采纳水泥浆，其强度等级为M10土钉防护边坡坡率为10.5，基坑高度小于10m时，采纳Φ25的土钉，长8m；基坑高度大于10m时边坡中间分一台阶，台阶宽1.5m，采纳Φ25的土钉，长11.5m。 该段线路左侧边坡因宾馆房屋制约，放坡必需拆除既有宾馆，历经数次谈判无果而终。鉴于此，原设计放坡开挖方案无法实施，不得不采纳垂直开挖方式，既便如此，隧道仍有54-68cm侵入宾馆基础。为保证宾馆正常营业，以与确保宾馆房屋不产生裂缝和变形破坏，必需采纳超强的基坑支护措施。考虑到采纳大管棚灌浆加固与水平旋喷桩加固两个方案对宾馆地基有较大的挠动，且很难确保房屋不开裂变形。确定采纳小管棚锚索护坡桩锚杆为主的支护方案。详见附件深基坑加固工程立面图与断面图。 （一）小管棚 在房屋基础下面肯定距离设置一道管棚，长9m，间距0.3m，倾角5。钻孔直径130mm，内置φ108mm无缝钢管，钢管内置Φ32钢筋，以增加管棚刚度，孔内灌注M30水泥砂浆，在端头用Φ32钢筋纵向与内置钢筋相焊接，对栅栏外暴露的土体边坡采纳挂网喷射混凝土封闭。该措施增加基础的整体性，并撑托栅栏等一部分悬空土体。 （二）冠梁（或者托梁） 冠梁基坑开挖后，在开挖面范围喷射C20混凝土封闭，然后在管棚下面与桩顶位置处浇筑一道C25钢筋混凝土梁，高60cm，宽100cm，长度约120m。一是增加管棚刚度与整体性，形成了准筏形基础；二是可起到桩顶冠梁的作用，将桩连成整体。冠梁施工完成待混凝土达到肯定强度后，对冠梁与小管棚之间的缝隙采纳分段注浆的方法处理。详见附件冠梁结构图。 （三）预应力锚索护坡桩 在托梁下面即隧道边墙外侧，设置一道钢筋混凝土护坡桩，桩径0.8m（加上护壁为1.0m），上端与冠梁相连，下端嵌入隧道底面以下稳定地层6.0m，桩中设置两道型钢腰梁，腰梁与桩节点处设置两排预应力锚索，上下排锚索长度分别为20m和18m，锚固段为10m，嵌入稳定岩体内，锚索由5Φs15.24钢绞线组成，设计荷载500kN，锁定荷载400kN。护坡桩本身就可以约束土体横向变形，加之锚索可预先对桩施加一个向坡内的主动力，阻挡桩体或土体向外变位。这样双重作用，可严格限制地基土体向外位移，只要土体不向外侧变形，房屋基础就不会产生下沉。详见附件深基坑加固立面图与预应力锚索结构图。 （四）桩间锚杆与挂网 为限制桩间土体的变形，在桩间自上而下设置多道玻璃纤维锚杆，长11.5m，纵横间距1m。外面挂钢筋网并喷射混凝土封闭，以阻挡桩间土体侧向变形。 纤维锚杆施工方法与工艺流程如下 No Yes No Yes 钻 孔 补 注 配制浆液 结束注浆 安设玻纤锚杆 注水试验 注浆作业 全部段达到要求 注其次段浆 第一段注浆达到要求 工艺流程 具体施工工艺为 1．放线定位 按设计要求放线定孔位，误差不大于2cm，并精确测量孔外插角。 2．钻孔 采纳多功能地质钻机钻到设计深度。在钻孔过程中，做好具体的钻孔记录，对钻孔进行地质描述，经过同原设计地质图相比较，进行变更和指导下一步的注浆作业施工。 3．钻孔至设计深度后，将玻纤锚杆下入孔内至设计深度，然后封孔一次性注浆。 4．浆液配制