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      泡沫輕質土在地鐵中的應用---市政工程換填

      地鐵作為方便快捷的交通工具,是未來城市公共交通的發展趨勢,隨著地鐵網絡化的建設,市政工程在地鐵保護區內修建難以避免,如何讓地鐵保護區內的工程建設避免或減少對地鐵的影響逐漸形成一個新的課題?,F在根據相關工程的設計

      經驗,介紹了泡沫輕質土在地鐵保護區工程中的應用。

       

      1、地鐵保護區規定及相關要求

      根據規定,軌道交通安全保護區范圍如下:

      1)地下車站與隧道外邊線外側50 米內;

      2)2)地面車站和

      高架車站以及線路軌道外邊線外側30 米內;

      3)出入口、通風亭、變電站

      等建筑物、構筑物外邊線外側10 內。

       

      2、地鐵保護區內作業一般要求如下:

      1)不得在軌道交通區間隧道附近及上方大量加卸載(一般加卸載大不

      超過20kpa);

      2) 軌道交通周邊的外部活動與軌道交通既有結構外邊線之間的水平投影凈距應符合要求(結構基礎凈距≥3m、基坑≥6m);

      3)排水管道避免布設在地鐵隧道正上方;

      4)采用快速施工方案等。

       

      3 泡沫輕質土簡介

      泡沫輕質土是“用物理方法將發泡劑水溶液制備成泡沫,與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分集料、摻和料、外加劑按照一定的比例混合攪拌,并經物理化學作用硬化形成的一種輕質材料”。泡沫輕質土的主要性能如下:1) 輕質性:根據不同的工程需要,其重度可在4~12kN/m3 的范圍選擇;2)密度和強度的可調節性;3)良好的施工性;4)硬化后可自立,可垂直填筑;5)具有更好的耐久性;6)良好的環保特性,對環境無污染。目前泡沫輕質土在國內路基處理、道路拓建、地下空洞填充等方面得到廣泛的應用。

       

      4 作為減荷填料的應用實例

      4.1 工程概況

      上海某新建住宅配套道路工程路線與地鐵7號線重合,擬建場地原地面標高約4.5m,但住宅小區出入口標高為5.8~7.5m,小區建設期間實施了地面堆土、綠化施工,使地面標高普遍抬至8.0m 以上,堆土超載遠大于隧道設計允許范圍,造成地鐵隧道結構橫向變形增加明顯。隨后為保證地鐵安全進行了挖土卸載的應急搶險施工,將場地標高恢復至4.5m。道路縱斷面設計時為小區出入口銜接,局部道路標高需要抬高至8.0m 左右。

       

      4.2 方案比選

      初步方案在采用輕質填料換填方案和橋梁結構跨越的方案進行比選。由于采用結構跨越需在兩條隧道間設樁,實施風險和難度以及工程造價均較大,因此推薦采用輕質材料換填方案。進一步在粉煤灰、EPS 和泡沫輕質土三種輕質材料中比選。粉煤灰壓實干重度為10.7 ~11.0kN/m3,為平衡上覆荷載,大需要超挖6m 左右。超挖引起的工程量大,且對周邊構筑物產生一定的影響同時施工中存在一定的污染,因此,本工程中不推薦粉煤灰做為換填材料。由于EPS 需考慮抗浮設計,且地下管線敷設施工相對復雜,特別運營期若需管線維護和翻修,需對EPS 塊體進行豎向切割后進行管線施工,施工完畢后使用EPS 材料進行回填,維護成本較大。泡沫輕質土施工工藝簡單,施工工期較短,且地下管線施工及維護簡便,工程造價亦相對EPS 低。因此選用泡沫輕質土做為輕質材料換填。

       

      4.3 換填深度計算

      換填深度的設計原則為換填后不增加附加應力,通過計算,采用泡沫輕質土進行換填時,其平均超挖深度為1.7m 即可平衡上覆荷載。

       

      4.4 技術指標與施工工藝

      (1)泡沫標準密度:50kg/m3;(2)發泡倍率:不低于1200;(3)消泡試驗泡沫輕質土濕密度增加率:不超過10%;(4)施工配合比篩選,應進行濕密度、流值及消泡試驗。由于合流管的管位處于換填泡沫輕質土路基的底部,因此,對于泡沫輕質土中合流管的施工方案如下:(1)道路范圍內逐段挖土至標高約2.3m;(2)澆筑500pxC30 水泥混凝土墊層;(3)按管道設計標高及位置布置排水管和檢查井;(4)澆筑泡沫輕質土;(5)鋪設0.5mm 厚HDPE 防滲土工膜;(6)待泡沫輕質土全線施工完畢后再進行車行道路面結構施工。

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