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摘要:浅埋暗挖法就是指有时由于周围环境等因素的影响,在修建浅埋地段隧道时就必须运用暗挖法进行施工的一种施工方法。浅埋暗挖法借鉴新奥法作为基本原理,在开挖的过程中为了加固围岩运用了多种辅助措施进行施工,开挖过程中及时支撑,封闭成环状,与围岩联合作用加固,形成支撑保护的体系,使围岩的自承能力得到了充分的利用。
关键词:浅埋暗挖法;隧道施工技术;地面沉降;控制措施
1浅埋暗挖隧道施工技术的原理和原则
1.1浅埋暗挖隧道施工技术的原理
浅埋暗挖法在工程期间往往采用复合衬砌的模式,将技术的基本原理确定为新奥法施工技术,其优势之处在于初期支护期间承担了所有的荷载,随之二衬主要是出于安全、防水、美观等问题的考虑,因此二衬亦在结构受力中承担了特殊荷载。在隧道施工正式开始之前还要采取多种辅助手段对工程支护的围岩进行二次加固,保证围岩自身的承载能力,经过大量的实践操作证明,隧道施工中采取的浅埋暗挖法的施工位置都是在地层中的柔软区域进行施工,这些区域围岩的自身承受能力也不会很高,所以为了防止施工过程中出现严重的地层沉降,在工程开始时就要对支护刚度进行大量的投入,保证工程质量。
1.2浅埋暗挖隧道施工法的施工原则
总的来说浅埋暗挖法的施工原则最主要的就是地面影响的最小化和快速施工的原则,在一些自然条件恶劣的地区,适合地层施工的条件较差,就要采用必要的辅助手段进行施工,这里值得注重就是这些辅助手段的选择,在不同条件下的地层中的工程辅助手段也是不一样的,做到具体问题具体分析;此外还应该保证施工人员的专业素质,人是隧道施工工程的第一要义,只有人员的专业素质有所保障,才能提高工程的质量和施工速度;施工过程中做好超前地质预报及监控量测的工作,对于施工过程中出现的问题一定要及时反映,不能隐瞒不报,工程质量检测是最重要的一道保障线;施工过程严格按照制定的计划进行,不能提前或者延误,注意施工的准确性问题。在隧道施工中采用浅埋暗挖法的时候,一定要遵循这几个方面的原则,才能保障工程的顺利进行。
2浅埋暗挖法隧道施工技术
2.1试验段施工
在浅埋暗挖法施工中,由于隧道周围地层的复杂性、不稳定性特点,需要在隧道施工中进行试验段施工。首先,在进行隧道结构设计、施工方案、试验段等计划后,需制定隧道开挖试验段,主要探测施工中围岩的变形规律、地面沉降、隧道支护等问题。其次,从隧道试验段施工中获取的施工参数,可准确地分析出隧道围岩的地质类型、岩石性能,从而制定出合理有效的开挖方案、支护方式、地层加固等形式。
2.2隧道开挖
在隧道工程采用浅埋暗挖工艺进行施工时,应结合工况特点、隧道围岩结构特征、周围建筑物下环境要求,以及施工承包单位等基础条件,确认具体的掘进开挖方法,如果施工组织要求较高,应考虑在试验段予以实践施工,从而论证作业成效。一般情况下,山岭隧道多采取正台阶法进行施工,城市隧道则多采取短台阶法或上台阶分部开挖法进行施工。施工中所有工序在进行作业时,应尽量不对围岩结构造成扰动影响,如果是应用爆发开挖,应坚持“弱爆破”与“短进尺”施工控制原则,且爆发尺寸一般控制在1m范围之内。
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2.3隧道支护
浅埋暗挖隧道施工通常多为复合式衬砌,支护设计可分为三种不同的情况:第一,利用初期支护来承担所有的荷载,而二期支护则是作为安全的储备工作;第二,将隧道工程初期支护作为临时支护,同时,将二次支护作为隧道工程支护主要结构;第三,初期和二期支护共同作为支护的承载结构,但支护方式的选取应根据工程的实际情况来进行判断,并在施工中根据数据和信息不断进行调整和完善。通常情况下,隧道工程开挖施工是在浅层地表进行的,因此对于地质结构稳定性的要求比较高,一般情况下,隧道工程在浅埋暗挖地段施工中,双层超前小导管。在实际施工过程中,通过应用小导管进行水泥注浆,从而对隧道工程内部土体起到挤压和渗透的作用,当泥浆固结后,即可对土体进行约束,促使围岩结构性能稳定,提高其抗渗能力。另外待初期支护验收合格后,应对结构进行堵漏防水作业,且在无水条件下施作聚乙烯丙纶防水卷材,最后对已做的防水层进行检验,合格后可进行下道工序的作业。
2.4混凝土喷射
在进行混凝土的喷射作业时,需保证喷射的连续进行,如果机器运转正常,就需确保料斗内有充足的存料。在混凝土喷射施工前,首先需要对隧道工程内部进行通风和送水,然后开机,给料,再停水,然后对输料管和喷射机进行清理。其次在开始喷射之前,应对喷射机的喷头状况进行检查,确保喷头能够良好地运行,同时还需使用人工或高压风对受喷面积进行清理。除此以外,还需要注意的是,在混凝土喷射施工过程中,喷射头应该与喷射面保持垂直,并且二者之间的距离应该控制在0.6~1m之间,且相关人员要注意对水量进行调整,对水灰的比例进行控制,从而确保混凝土的表面光滑润泽,平整无滑移或干斑等现象。
2.5回填注浆
混凝土喷射完成后,当其凝固强度达到工程设计强度的70%以上后,即可进行回填注浆施工,有效控制地面沉降问题。在回填施工中,回填材料为水泥砂浆将初期支护与围岩进行紧密贴合,同时将回填注浆压力控制在0.4MPa以内,需要注意的是,在回填施工中,出浆口与隧道开挖的方向是相反的。
2.6辅助施工方法
隧道开挖施工过程中采用的辅助方法是否得当直接关系到工程质量的安全问题,具体采用哪种工程辅助方法要针对施工环境的地质条件进行分析,单以喀斯特地貌岩溶类型隧道而言较适宜采用大管棚、Ф50小导管注浆及锚杆支护等辅助施工方式,并结合实际施工中的各种因素选取合适的方法、工具等进行辅助施工,确保隧道施工中的安全和质量问题,在施工难度较大的区域或者是特殊工程的施工,可以采取多种辅助手段进行施工,最终的目的还是保障工程安全质量问题。
3浅埋暗挖法隧道地面沉降控制的措施
3.1挖掘过程中的控制
在隧道挖掘的施工过程中,挖掘的过程要科学合理的控制,要时刻观察挖掘过程中是否产生了沉降,如果产生了沉降的现象,要及时地采取措施对地层进行处理或者根据隧道自身的实际情况进行相关措施的补救工作。对底层进行处理就是根据实际施工地方的地层的具体情况,使地层的硬性提高或者改变,从而改变、避免或减少施工过程中的地层运动;对隧道自身采取的措施就是在进行隧道工程的施工时,运用一些减少地面沉降的相关方法和技术。来达到减少隧道施工过程中的地面沉降问题。
3.2改善土体的特性
隧道挖掘工程的施工过程中,还可以对隧道的局部地方的土体进行特殊技术的处理,使其更加牢固,来控制施工地层的沉降。这样做的有利之处就是不仅可以在隧道挖掘工程进行后自然地形成拱,而且还可以改善土体的特质,使土质变硬更加有利于施工的进行。除此之外,还可以利用深层注浆、超前注浆的方法使土质变硬来改进土体的特质,以达到加固土体的效果。还可以根据土质的实际情况,在注浆的过程中选择注浆的方式,比如化学浆液、纯水泥浆或者是双液浆等。
4结论
浅埋暗挖隧道施工技术是现阶段最主要有效的施工方法,该施工方法在实际操作中会有许多值得注意的方面,从工程开始贯穿到结束之时,相关工作人员要引起重视,此外地层沉降控制要加强方法创新,使浅埋暗挖法得到不断发展。
参考文献:
[1]刘辉.浅埋暗挖法修建地下工程应用分析[J].铁道工程学报,2012(2):38-40.
[2]张锡均.浅埋暗挖法隧道工程的施工技术[J].建筑技术开发,2011(1):58-59.
论文作者:章澎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/18
标签:隧道论文; 围岩论文; 工程论文; 过程中论文; 地层论文; 方法论文; 施工技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;