地铁建设浅埋暗挖法的应用分析论文_陆宏朝

地铁建设浅埋暗挖法的应用分析论文_陆宏朝

中铁北京局集团城市轨道交通工程有限公司 安徽合肥 230000

摘要:本文主要针对地铁建设浅埋暗挖法展开分析,思考了地铁建设浅埋暗挖法的应用问题,明确了当前应用过程中的要求和具体的措施,希望可以为今后的地铁建设浅埋暗挖法应用带来参考。

关键词:地铁建设;浅埋暗挖法;应用

前言

在应用地铁建设浅埋暗挖法的过程中,一定要掌握更加合理的应用方法,针对当前的应用的情况,明确应用的方法和流程,从而提升地铁建设浅埋暗挖法的使用效果。

1、浅埋暗挖开挖方式的选择

目前,我国各大城市都在大力发展地铁建设,地铁交通具有缓解交通拥堵、环保、安全、节能、运量大、准时等优点,地铁所到之处楼宇兴旺、经济繁荣。随着地铁建设的蓬勃发展,地铁施工技术也处于快速发展的阶段。在地铁施工中,若采用明挖大揭盖的方法,那么往往会对地面商业、交通造成了严重干扰,并会对环境造成破坏,而浅埋暗挖法以处理、加固软弱的地层为前提,在地下施行各种地下暗挖施工的方法,实践证明,施工效果较佳。

浅埋暗挖法在地铁隧道施工时,主要有台阶法、全断面法、分步开挖法、中隔壁发法、交叉中隔壁法、双侧壁导坑法等十几种方法。选择合适开挖方式对于发挥围岩的天然承载力、保持支护系统的稳定以及控制路面和周边建筑物的沉降等都有较大影响,选择开挖方式时,应该考虑到以下几点:围岩类别、地道的埋深、地下含水层分布和水位变化范围等关于地道围岩自稳性的问题;地道的长度、断面形状和尺寸、地道的线型等关于工程规模的问题。

1.1全断面法

全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺,全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据地铁隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。全断面法适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ~Ⅱ级围岩地段,Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后,亦可采用全断面开挖施工工艺。施工流程为:施工测量——多功能台架就位——钻孔——装药——起爆——通风——出碴——支护。

1.2台阶法

台阶法施工就是将结构断面分成两个和几个部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分部开挖。根据地层条件和机械配套情况,台阶法又可分为正台阶法、中隔壁台阶法等。正台阶法开挖优点很多,能较早地使支护闭合,有利于控制围岩其结构变形及由此引起的地面沉降。上台阶长度(L)一般控制在1~1.5倍洞径(D),根据地层条件可选择两部或多部开挖法。台阶法适用于铁路客运单线、双线隧道Ⅲ~Ⅳ级围岩地段,Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。

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1.3中隔壁法

中隔壁法应先施工地铁隧道的一侧,施作中隔壁墙后再施工隧道另一侧,中隔壁应设置为弧形。中隔壁法设置临时仰拱时,临时仰拱宜设为弧形,各部施工应步步成环。开挖时,同层左、右两侧沿纵向应错开10~15m,单侧开挖应采用短台阶,台阶长度3-5m。开挖循环进尺不宜大于初期支护钢架设计间距。各分部宜采用机械开挖,周边轮廓应圆顺,避免应力集中。中隔壁法一般适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋双线隧道,软弱围岩或三线隧道。

1.4交叉中隔壁法

交叉中隔壁法又称CRD法。采用CRD法预留核心土的方法,将大断面隧道分成4个相对独立的小洞室分部施工。CRD工法自上而下,分块成环,随挖随撑,及时做好初期支护。并待初期支护结构的拱顶沉降和收敛基本稳定后,自上而下拆除初期支护结构中的临时中隔壁墙及临时仰拱,再进行施工。CRD法适用开挖跨度较大,对围岩沉降变形控制严格,采用CRD法开挖,开挖的每一步都各自封闭成环,兼有台阶法和双侧壁导坑法的优点,有利于围岩稳定,保证施工安全。

施工方法的选择,一般情况下,当开挖断面宽度大于10m时,应优先选用CRD或CD工法;当开挖断面宽度小于10m时,应优先选用正台阶法;在特殊条件下可考虑采用眼镜工法。

2、浅埋暗挖技术在地铁隧道施工技术中的应用

2.1 地铁施工过程中的开挖方式

在地铁隧道施工中,通常使用短台阶法和上台阶分部开挖法,如果是大断面的地质情况,需要积极使用到单侧壁导坑方法、双侧壁导坑法等,而如果是在地铁车站附近的时候,需要积极使用中洞法、柱洞法或者侧洞法进行施工。在开展开挖工作的过程中,需要减少对于围岩的扰动情况,减少地质被破坏的情况出现。

2.2 开挖施工的质量控制手段

在地铁隧道工程施工过程中,使用浅埋暗挖法,需要从工程项目的实际特点、环境状况和围岩状况以及施工单位自身的建设水平和条件出发,选择合适的开挖工具和掘进方式,需要注意的是,在开挖工作开始之后,需要及时在有限时间内,针对土体进行有效的支护,同时还要积极采用变形监测手段,针对选择的辅助措施提供合理性的指导。从土质和断面情况出发,选择合适的开挖方式,使用全断面或者半断面方式都能够起到良好效果。进行人工开挖的时候,需要先发射相应的激光束,将隧道工程中涉及到的各个部分进行有效检测,根据收集到的数据,开展后续施工,同时还需要针对各个部位的尺寸进行有效控制,减少超挖的情况出现。开挖施工过程中,需要针对断面轮廓的实际情况进行有效控制和把握,按照一定的开挖顺序进行施工,这样能有效保证和提升工程施工质量。

2.3 保证支护工作的整体效果

将浅埋暗挖法应用在地铁施工过程中,需要将支护时间有效提前,提升支护的刚度,使其能有效控制住地表、地中的一些变形和沉陷情况。在开展浅埋暗挖法施工工作的过程中,需要从地质施工的实际情况出发,减少地面沉降问题的出现。地铁隧道施工的过程中,需要有效控制的一项内容是地面沉降,这个问题将会影响到地面的整体性效果,同时还会影响到地铁的正常运行。针对隧道施工进行及时有效的支护,是浅埋暗挖法中的一项重要内容。根据现场施工的实际情况出发,选择合适的施工工艺和支护方式,同时还需要针对前方的围岩条件进行不断的改进,使其能有效发挥支护的效果和作用,使用超前支护的方式,可以将其作为控制地层沉降变形的重要手段。

2.4 初次支衬回填注浆

容易造成地面的沉降原因是初次支衬和土体之间出现了空洞的现象,而空洞现象的出现则是受到了混凝土自身收缩凝结以及喷射混凝土密度的影响。混凝土喷射前应该预埋灌浆钢管,一般在拱顶120°范围内按3~5m间距梅花型设置。在仰拱成环之后,则需要进行背后填浆,注浆液最好采用水泥浆或者是水泥水玻璃双液浆,这是为了保证回填时候的密实度,而注浆最好采取间歇式的方式,此外,需要注意的是注浆和静压应该是交替进行工作。

2.5 隧道二衬施工技术

在施工过程中,确定隧道的标准层面则需要采用定型模板,模板长度设计要根据直线段的施工进度和曲线段的半径来综合考虑。而相应的施工步骤的一系列的过程问题则都是根据施工工序的相关要求制定的。在施工的过程中还需要注意的就是防水层的施工工作,需要在初次与二次支衬之间铺设防水层,并且还需要在防水板和二次支衬之间使用无纺布缓冲层以确保防水层质量。

3、结束语

综上所述,只有做好了地铁建设浅埋暗挖法的应用工作,提高地铁建设浅埋暗挖法的应用水平,才能保证建设更加符合质量要求。所以,本文总结了地铁建设浅埋暗挖法应用的对策,可供参考。

参考文献

[1]彭泽润.北京地铁复―八线土建工程施工技术[M].北京:中国科学技术出版社,2017:59-67.

[2]吕勤,张顶立,黄俊.城市地铁暗挖施工地层变形机理及控制实践[J].中国安全科学学报,2017,21(07):4-5.

论文作者:陆宏朝

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/14

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