摘要:城市地铁工程的建设一方面标志着城市化进程的加快,同时也体现着城市交通行业的迅猛发展趋势,地铁工程可以缓解城市路面的交通压力,同时也可以带动相关产业的发展。为了保证地铁工程的施工质量,就要使用适宜的施工工艺,并可以根据当地具体的情况采取相应的质量保证措施,以延长地铁工程的使用期限。浅埋暗挖的方法有利于地铁的日常施工控制,同时还可以有效解决在施工中遇到的各种问题,以促进地铁工程施工水平的提升。
关键词:地铁工程;浅埋暗挖;施工技术;具体应用
1 浅埋暗挖施工技术概述
1.1 暗挖施工原理
浅埋暗挖施工主要是应用了岩体的力学理论,对围岩和支护的变形进行监控和测量,然后利用围岩自身的承载力来指导地铁的设计以及施工的一种方法。在浅埋暗挖施工中,通过锚杆和喷射混凝土等手段,对软弱的底层进行加固处理,并及时的支护,改善和保护了围岩的性能,有效的利用了围岩自身的承载力量。另外,该技术通过一定的监测手段,指导设计和施工的同时,还可以控制地表的沉降,保证施工的安全性。
1.2 浅埋暗挖法施工原理
浅埋暗挖法沿用了新奥法(NATM)的基本原理,是新奥法原理在城市地下工程松散地层中的应用。浅埋暗挖法是以多种辅助工法超前加固、处理软弱地层,保护围岩并改善围岩性能,充分利用围岩的自承能力;采用多种开挖方法,及时封闭成环(初期支护),使其与围岩共同组成联合支护体系;初支承担全部基本荷载,二衬作为安全储备与初支构成复合衬砌。浅埋暗挖法是以施工监测为手段,指导设计与施工,保证施工安全,控制地表沉降。
2 浅埋暗挖施工技术
暗挖隧道施工在明挖段基坑开挖到底后进行,总体施工方法为浅埋暗挖法,严格遵循“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”的十八字方针。
施工顺序为:施作大管棚并注浆→隧道全断面注浆→破除堵头桩、施作洞门→开挖→初喷混凝土→挂网→立钢架→打锚管→复喷混凝土→二衬施工。
2.1 大管棚超前支护施工
暗挖隧道顶离地表只有11m,离高压电缆隧道底只有3m,超前预支护大管棚采用φ108mm,壁厚8mm钢管。管棚布置在暗挖隧道和高压电缆隧道之间,距离暗挖隧道初支20cm,按帽形布置,环向间距管中到管中为40cm。
采用同步液压干取土顶进管棚的施工技术,其设备为水平液压钻孔顶管机,钻进过程中随时根据高压电缆隧道和地表的沉降控制标准和地层情况调整钻头与钢管的相对位置,做到钻头超前或滞后于管棚。管棚施工后,为增加管棚的刚度,在钢管内压注1:1的水泥砂浆。
2.2 全断面注浆施工
2.2.1 施作注浆孔。根据设计定出孔位,并计算各注浆孔的长度和角度。钻孔顺序从拱顶处自上而下、由外向内钻设,每成一孔及时退出钻机,安装注浆管。成孔直径为73mm,以利于安装注浆管,并便于封堵孔壁和管壁间空隙,保证注浆效果。
2.2.2 注浆。注浆采用后退式分段注浆,将8m的注浆管分成8段,通过调整注浆管内的止浆阀位置实现分段注浆。先注TGRM水泥特种灌浆料(水:TGRM=0.6:1),该浆液料能将孔壁和管壁间的空隙填充密实,并具有一定强度。对所有的注浆管进行填充加固后,再对每一根管进行分段后退式注浆,注浆材料为超细型TGRM水泥特种灌浆料(水:TGRM=0.8:1),注浆压力为0.6MPa。注浆效果可通过预留观察孔、注浆压力和注浆量等因素综合分析进行预测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开挖过程中对注浆效果不理想部位应进行重新注浆加固,以保证施工安全。
3 地铁工程中浅埋暗挖施工技术的具体应用
3.1 大管棚超前支护的施工方法
在开挖地铁隧道的轮廓的边上进行的一种施工方式,在钻孔的时候按照特定的外插角度沿着洞轴进行施工,要控制好间距,在钢管的选择上要根据实际的情况来选择,通常情况下采用惯性矩比较大的钢管更有利于施工的安全性,钢管安装好之后就可以进行注浆的固结支护。采用这种施工方式不会破坏下的各种管道设置,同时可以较好地控制在地铁工程的开挖过程中对地表的影响力和位移的程度,这样就可以提高工程的施工质量。具体的施工过程首先是要实行管棚注浆,在拱顶的位置处形成一个加固的保护环,然后沿着隧道开挖轮廓的周边进行超前管的支护工作,那么可以减轻隧道支护上部的承受力,同时还可以提高施工的质量。
3.2 实施全面的帷幕注浆施工工艺
首先是要进行注浆孔的成孔工作,其注浆的精确位置要提前计算好,每一个注浆孔的长度和角度也要准确地计算出来,注浆的顺序是从上到下,先进行外部的注浆然后再进行内部的注浆,当完成一个注浆孔的工作之后就要及时将钻机退出来,为下一次注浆做好准备,同时要安装好注浆管,所有的注浆工作都进行完毕之后,将所有的工作面都封闭好,之后还要进行二次注浆。在注浆的过程中通常使用的方法是分段式注浆,方向是向后的,在对每一根管进行后退式注浆以后还要将注浆管全部都填充好,采取进一步的加固措施。最后要对工作面采取网喷混凝土的施工方式,以保证注浆的时候不会出现任何的裂纹或者是隆起的现象。
3.3 要进行隧道开挖支护施工的方式
为了不破坏地铁开挖时候的地下管线的铺设情况,开挖之前要做好相关的准备工作,包括要对施工地段的地质情况和地下管线的铺设情况进行详细地勘查,在隧道开挖的过程中要依据中导坑法的施工组织方式进行开挖,确保工程的质量。在这一过程中要注意施工的秩序,第一点是要对隧道的中导洞进行开挖与支护,然后是对隧道的中隔墙进行施工,最大限度地保证中导坑的横撑效果,以提高施工的质量,同时在两侧的导洞实施开挖的过程中,要对其进行有效的支护。
3.4 地铁工程的施工安全问题
地铁工程施工安全也是浅层施工技术应用中必须注意的问题,尤其要避免坍塌问题。有关部门的建设要提前做好地铁建设和管理工作,了解施工现场的具体地质问题,极易发生地区滑坡,提前预防和支持,并在整个施工过程中全程管理建设,调动每个阶段的地质概况详细的勘探报告,围绕周围的岩石具体实施,准确预测趋势的变化。避免施工模板倒塌也是施工安全的主要环节。在工程安装和拆除模板的过程中,根据安装的有关规定,特别是控制材料的选择,为了提高模板工程的强度,通常采用刚度和强度较大的模板,最大限制为确保它能够承受工程中的负载力,控制模板的尺寸和形状以及安装位置,以提高实际效果。支撑模板的区域应符合某些标准,以防止在施加力后下沉。在模板安装支撑系统中,必须采取相应的加固措施,确保其稳定性,为地铁工程质量打下良好的基础。及时采取措施应对浅层开挖地层变形问题,加强全面质量监测能力。地铁隧道开挖后,应力集中在一定区域内,造成进一步压缩变形问题,地面沉降幅度底部施工增加,如果支撑措施不做,地铁隧道周围土壤会逐渐移动沿着开挖方向,或者由于施工技术和施工参数不合理,也会产生这种情况。另外,如果在建的地层中的砂含量比较大,也会导致沉降的发生,应根据实际情况进行综合处理。
4 结语
从上面的论述中,我们可以看到,浅埋暗挖施工技术可以有效避免对于地面的破坏,保证城市交通的顺畅,较少对施工现场周围环境的污染等。但施工中相关的技术要求较高,安全措施控制也非常复杂。因此,只有加强现场的施工技术、工程质量以及安全文明管理,才能最为高效的利用好该项技术,为地铁工程施工所服务。
参考文献:
[1] 刘义军,王成彦.浅谈地铁浅埋暗挖施工技术控制措施[J].中国科技博览,2010(29)
[2] 李元元.论暗挖地铁工程的质量管理[J].中国外资(上半月),2012(4)
论文作者:刘达
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
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