地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用探讨论文_马世兵

地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用探讨论文_马世兵

中煤第三建设(集团)有限责任公司 合肥 230000

摘要:隧道施工过程中由于地层损失,对周边环境的影响较大,因此对隧道的开挖、支护、衬砌、排水等提出更高的技术要求。浅埋暗挖技术在地铁隧道中的应用,结合实际地质、水文条件及工程特点进一步发展和创新,以其特有的优势被广泛推广。即保证了地面交通和管线不受影响,也提高了隧道施工的安全性,同时促进了生态环保理念的推广。该技术在地铁隧道施工技术的发展中,为我们提供了积极、有益的参考价值。

关键词:地铁隧道;施工;浅埋暗挖技术;应用

1浅埋暗挖技术的概述

浅埋暗挖技术其实就是矿山法,根据土质实际情况商讨的最合理的一种隧道施工方法,起源于1986年北京的地铁复兴门折返线,是中国人自己创造的适合中国实际状况的一种隧道修建方法,这是在借鉴新奥法的基本原理和理论的前提下,再结合施工现场的实际情况,整合出较为完善的,关系地铁隧道修建的理论和实践操作方法。浅埋暗挖技术和新奥法之间有很多相同之处,主要的不同是浅埋暗挖技术更适合应用于松散土介质围岩条件的开发城市,隧道埋深大于等于隧道直径,修建过程中采用偏小的地表沉降,其优势非常突出,尤其表现在地铁不会影响城市的正常交通顺序,没有任何的噪音污染,适合于任何尺寸和断面形式的隧道洞室。浅埋深挖技术的最大特点是一边挖一边浇注,可以埋深浅,这种技术不是简单的借鉴新奥法,而是结合施工现场的地质特点、水文条件进行进一步的创新和发展,施工过程中再运用综合的施工技术,调动围岩的承受能力,同时应用多种辅助措施促进围岩的加固,开挖后做好及时性的支护和封闭,形成较为联合、较为完备的一种支护系统。浅埋暗挖技术的设计理论是建立在莫尔理论的基础上的,充分考虑了隧道掘进时的时间和空间效应,需要集中考虑支护结构种类、围岩压力、围岩变位和构筑时间这四方面的关系,贯穿施工设计的整个过程,整合了与传统方法完全不同的一种观念,对支护的设计和施工有很好的指导作用,影响地铁隧道修建的整个过程。

浅埋暗挖技术的核心技术可以概括为18个字,管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测,由于该技术在有水的地方能够得到广泛的应用,而且在北京、广州、深圳等劳动力资源丰富的地铁区间隧道得到推广和应用,尤其是在大跨度的车站建筑中有较为充分的体现,此外,这种浅埋暗挖的技术在地下车库、城市道路隧道和过街的人行横道等地方也能得到充分的利用。浅埋暗挖技术的优势十分显著,能保证在城市地下空间进行建设施工时,交通可以正常运行,不被施工中断;另一方面也避免环境污染状况的发生,在城市地下工程中得到了非常广泛的作用,同时,浅埋暗挖技术不仅是运用于城市地铁建设,还可以应用与城市的地下过街道、地下的停车场等在地下建设的一些场所,这种技术得到不同程度的应用。在应用浅埋暗挖技术的时候,需要考虑多方面的信息,正确的应用其优势,同时研究探讨新方法,减少一些弊端的产生,特别是在城市建设中,应用浅埋暗挖技术的优势,再加上其本身的标准化设计,支护技术和防水技术都具备,在一定程度上保证了施工质量和地铁隧道施工的安全性。

2地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用

我国浅埋暗挖技术在地铁隧道中的应用,已具备十分成熟的基础。目前已经运用此项技术的项目有北京地铁复―八线、复西区间段、成府路站及广州地铁一号线等地铁隧道工程。已经形成一套较为完整的综合配套技术,其配合支撑、互为补充,促进了地铁隧道工程施工质量的优质高效。较为常用的浅埋暗挖法配套技术有如下几种。

2.1超长管棚支护技术

为了提高隧道支护强度,满足地铁隧道施工在浅层地表下,对隧道围岩的高强度、高稳定性要求,就要在隧道施工过程中,通常选择可靠的超长管棚支护技术。合理设计匹配管棚的数量和间距,以便形成最高强度的支护,提高了地铁隧道施工的安全性,从而在地铁隧道施工中得到了广泛的应用。

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2.2全程监测技术

在地铁隧道浅埋暗挖技术应用过程中,必须对隧道进行有效的监控测量,以检测地铁隧道的强度及其沉降量、拱顶下沉及隧道收敛等数据偏差,以为后期的后续施工和管理提供可靠的技术参数。这是地铁隧道施工建设最为有力和可靠的技术指导。一旦发现异常情况,可以及时采取相应的修正措施。

2.3真空降水技术

在地铁隧道开挖中,地下水位较高的情况下,首先要在保证降水速度和质量的前提下,进行降水处理。且要保证降水之后,不会出现隧道反水现象。地铁隧道施工浅埋暗挖技术运用中,采用的是真空降水技术及辐射井降水技术。(1)真空降水技术即将真空泵和抽水管井同时配合使用。其特点是让管井前段形成真空段,再直接将水压到管井内,以提高抽水作业的效率。这一技术主要运用于地质环境的黏土层、粉土层及砂土层。为保证真空降水技术的最佳效果,需要结合实际土层环境,做到有针对性的选用。(2)辐射井降水技术是指在隧道中设置一口较大直径的井,再在井壁上植入若干引水管道,将引入井中的水使用抽水泵集中抽出。其优势是成本更低,效果较为明显,便于推广和普及。

2.4岩石锚固技术

浅埋暗挖法控制沉降和保证施工安全,采取了不少辅助性施工措施,岩石锚固技术一种较为成熟的技术,是辅助性施工措施的一种,应用于很多地铁中的深基坑设计,某地铁2号线在东单站上跨地铁4线复-区间时为了达到区间隧道上浮,应用了底层锚杆技术,运用锚杆的优势,达到了很好的效果,完美地锁住了隧道的上浮。但是这种技术在某些地铁隧道上又极少使用,尤其是施工新线开挖时控制有线上浮的地铁隧道设计中。

3浅埋暗挖技术施工中的风险预防

(1)坍塌的预防。隧道坍塌的诱因很多,施工前要做到细致分析、排查安全隐患,并采取有效预防措施。如环境调查及地质勘察、施工监测,做好数据分析及风险预案。

(2)火灾预防。隧道地下施工环境较为潮湿,易造成线路及设备短路或电阻过大等问题引起火灾。隧道施工中一旦发生火灾或断电,由于隧道内通风量大,会加速火势蔓延,加之不良的照明条件,不易于人员紧急逃生。所以要加强防火意识宣教,对线路设备做好排查工作、实时监测隧道内易燃易爆气体浓度并将消防设施配备齐全。

(3)水灾预防。隧道的开挖爆破容易引起围岩状态改变,进而引起地下水渗流的流径改变,形成隧道渗漏水水源。再有,隧道施工过程中因击穿由地下水汇集形成的隐藏水库也会导致大量涌水事故,一旦涌水不能及时排出就会造成水灾。所以要选取有代表性的地质勘测点,提高勘测的精准度,并参照所有勘察资料进行设计,以防疏漏;严格控制防水材料质量;及时降排隧道围岩出水。确保施工安全。

结束语

随着我国城市建设的不断发展,道路设施、建筑物也越来越多,从而导致城市交通拥挤,而地铁以其环保经济、快速安全等特点,很好的解决了现代生活节奏与城市空间需求之间的矛盾。对于地铁工程的建设,隧道施工技术是一个高要求、高标准的重要环节。其中浅埋暗挖法以其显著的优势,在地铁隧道施工中被广泛推广应用。

参考文献:

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[4]黄建良.建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(31):132.

论文作者:马世兵

论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期

论文发表时间:2018/6/5

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