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摘要:浅埋暗挖是隧道及地下工程的重要技术与常用方法,并且工程施工的土质等环境因素、原有设施等基本因素、施工过程中涉及的相关因素等,均是影响工程施工质量的重要因素。因此加强浅埋暗挖工艺的运用,并及时对施工问题予以相应的处理,对提升隧道施工水平,保证施工安全具有重要作用。
关键词:浅埋暗挖;地铁隧道;施工技术
引言
地铁在施工的过程中,需要根据不同的地理环境以及地质条件选择具体的施工技术,而浅埋暗挖技术由于在我国发展的时间比较长,且相对较成熟,所以该技术在我国地铁施工中使用较为广泛,深入分析地铁施工所在的地质条件情况,并且制定出符合实际环境的施工方案,能切实提高我国地铁工程的安全性以及质量。从操作数据上不断提高质量水平,从根本上建立浅埋暗挖技术的管理系统。地铁施工的过程中不仅仅要充分考虑地质条件对于工程质量的影响,同时还应该考虑该技术施工的过程中,是否存在渗漏的现象。如何才能有效避免发生渗漏现象或者是避免渗漏现象的出现,是确保地铁工程安全性的重要因素。此外,地铁施工过程中还应该充分考虑到是否会对周边居民带来影响,尽量避免噪音,严防对生态环境的影响。地铁施工技术不但要保证综合经济效益,还应该提高工程质量,保证在设计期限内可以正常的使用。
1.浅埋暗挖法
1.1浅埋暗挖法
这种施工方法起源于我国的背景地铁项目中,在1936年正式使用,其主要是从新奥法的基础上发展而来的,是一种实用性非常强的技术,且能够充分的保证地铁工程质量。虽然浅埋暗挖法是在新奥法的基础上建立的,但是这两者存在着明显的区别,由于浅埋暗挖施工能有效处理松散土质,保证隧道的埋深在预定的直径内进行。该种方法最为关键的特点是能够在不影响周边生活环境的情况下即开始施工,可以在多种形式的断面处进行施工,保证施工质量达到标准的要求。
1.2浅埋暗挖法隧道施工的特点
在隧道施工中应用浅埋暗挖法,会出现埋深较浅的现象。由于隧道施工对周围地层的破坏性比较强,严重影响了周边环境和交通秩序。所以为了避免隧道地层出现移动变形问题,在隧道施工中必须充分结合工程建设的特点,制定科学、合理的土方开挖方案,做好基坑支护和衬砌工程,而且要及时排水和注浆,严格按照标准工序进行浅埋暗挖隧道施工。
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2.浅埋暗挖法应用于隧道施工的相关规定
在隧道施工中应用浅埋暗挖法,必须遵循这样几种规定:
1)运用浅埋暗挖法进行隧道施工,必须贯彻落实“超前管理、规范注浆、开挖速度快、支护能力强、封闭快以及测量精准”的原则;2)在浅埋暗挖施工中,需要架设钢架网构,喷射混凝土施工,使其作为一次衬砌,起到保护围岩的作用,并且架设模筑钢筋混凝土作为二次衬砌,达到二次支护的作用,在两层衬砌的中间需要利用聚合物水泥砂浆来填筑防水层,起到防水作用;3)在隧道施工中遇到Ⅴ类围岩,必须提前注射水泥浆,加固围岩地层,以此来提高围岩的稳定性,当围岩的稳定性达到相应标准之后,才能进行土方开挖工程;4)隧道开挖工程必须在无水条件下进行隧道施工,一旦在隧道开挖工程中出现地下水涌流的情况,必须充分考察地质特点,做好引流排水工程;5)隧道开挖需要控制为轮廓圆的形态,这样才能降低对隧道围岩的破坏;6)在初期衬砌支护施工完成之后,必须等到工程完全稳定,才能进行二次衬砌和防水层施工;7)隧道开挖之前的准备工作至关重要,其中包括对现场施工环境的勘察,研究施工规模和施工技术,选择应用施工材料和施工设备,确定施工设计方案。
3.浅埋暗挖法隧道施工适应条件
对于浅埋暗挖隧道施工方法,其主要适应于不适合明挖地段的土质或者胶结性较差的砂卵石地层。对于城市地区地下管道较多,由于周围建筑物的存在,对地表下沉要求严格时,采用浅埋暗挖法较为合理。虽然浅埋暗挖法凭借其施工灵活,适应强的特点在隧道施工中获得广泛应用,但是施工速度慢,不适于含水地层的施工。因此,为了浅埋暗挖法施工的推广,需要在提高施工速度与拓宽适应性方面努力发展。
提高浅埋暗挖法施工速度,进一步降低工程造价。目前,浅埋暗挖法在修建地铁时施工速度慢,难以满足我国地铁的快速发展。今后可从以下几个方面进行优化:采用锚喷钢拱架支护代替复合式衬砌支护;注浆以满足施工工序为主,合理设计注浆时间;根据监测量控数据分析,合理设计支护参数,严控施工质量,有助于降低工程造价。
目前,浅埋暗挖法隧道施工主要应用于无水条件下施工,一般城市地铁隧道水位较高,往往需要大范围降水,对环境影响较大,而且工程造价相应提高。因此,今后可研究切实可行的辅助工法来解决地下水问题,将浅埋暗挖法的适应范围进一步扩大。
4.隧道施工中浅埋暗挖工艺流程
4.1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。
4.2浅埋暗挖法的支护技术
浅埋暗挖法的支护技术能够从根本上提高隧道工程项目的稳定性和安全性。隧道工程项目施工使用浅埋暗挖法时,使用管棚对开挖部分进行超前支护。在管棚的使用过程中,合理确定管棚的数量和间距,以此取得良好的经济效果。隧道工程项目的施工属于地下工程,不管是施工过程中还是投入使用后,都有人员在内部活动,埋深较浅,很容易受到地表和荷载的影响。隧道的安全性不仅体现在施工过程中的安全,还关系到隧道投入使用后内部行驶车辆和人员的安全以及地表人们的生命安全。因此,在隧道工程项目的施工过程中,对其稳定性和安全性有着非常高的要求。为了从根本上提高隧道的稳定性和安全性,要在超前管棚支护的基础上,进一步把控好初次衬砌和二次衬砌的安全性。
4.3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。首先在开始作业时,需先送风,再送水,接着开机,然后再给料,并且结束时需先停风,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。另外在开始喷射时,要使喷头和喷射面保持垂直,距离为0.6~1m,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。
4.4二次衬砌
模筑混凝土是浅埋暗挖隧道施工技术二次衬砌的主要材料,其能对初期支护的刚度和强度起到提高作用,满足初期支护需要具备的安全能力,并能为中间的承受水压力和防水隔离层起到支撑作用。在监控测量后,如果初期支护确定稳定性良好,并检查防水层,铺设完毕,经隐蔽施工满足要求后,进行灌注二次衬砌。在遇到较大的隧道断面时,需要初期支护变形满足稳定需求,要等一定的时间,此时能将二次衬砌提前进行,而初期支护变形的压力需要在二次衬砌的承受范围内。
4.5监控测量
浅埋暗挖隧道施工技术的监控测量是非常重要的环节,其能获取有效信息,对工程施工具有重要的指导作用。目前,监控测量的主要项目包括有,第一是拱顶下沉;第二是隧道周边收敛;第三是地表位移;第三是土压力土体位移;第四是支护应力等。
结束语
通过对隧道工程中浅埋暗挖法的优势进行分析,明确了该技术的使用范围。浅埋暗挖法在支护、开挖和加固中的效果尤为突出,能够保障隧道工程项目质量的稳定性和安全性,同时,浅埋暗挖法的使用能够提高隧道施工的效率。
参考文献
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论文作者:薛焱
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
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