摘要:地铁浅埋隧道暗挖施工技术具有鲜明特点,不仅施工难度大,且需严格进行沉陷变形控制,加强试验指导和设计工作。为有效应对这些问题,促进工程建设质量提高,施工中应掌握技术要点,加强工程质量控制,合理选择开挖和支护方式,采用辅助施工的方法,注重沉陷变形控制、加强施工坍塌防护工作。文章主要结合工程实践,针对某地铁车站暗挖隧道CRD法开挖施工要点进行分析,以供参考。
关键词:隧道;暗挖;施工技术;
0引言
隧道的埋深受不良地质现象、技术条件、地下管线、建筑物基础及其地下工程等制约,一般以20m左右为界划分浅埋和深埋两种。隧道修建的方法和技术主要分为明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等。其中浅埋暗挖法根据工程结构和覆盖层地质条件又分为矿山法、管棚法、盾构法、顶管法、冷冻法等。
地铁车站暗挖隧道施工技术大致可分为两种型式,一种是早期采用的明挖法、盖挖法及浅埋暗挖法中矿山法的喷锚支护、控制爆破钻爆开挖施工;第二种是近几年采用的明挖法、盖挖法及浅埋暗挖法中依据新奥法设计原理的喷锚支护、微震动控制爆破钻爆开挖和无钻爆机械开挖施工。下面就浅埋暗挖法的施工实例进行分析。
1工程实例
某工程北接暗挖工作井,南接已有的明挖段隧道,平面呈“一”字形布置,设计起屹里程:ZDK29+819.494~ZDK29+878.763,左线全长59.269mYDK29+818.697 ~YDK29+877.492,右线全长58.795m。隧道设计为单洞双线隧道,施工区间段内无横洞、硐室等。根据本隧道工程特点及工期质量要求,为保证施工安全,开挖隧道采用CRD法施工。
2暗挖隧道施工原则
隧道工程采用暗挖法施工,由于隧道具有断面形式多、接口多、工序多、所处环境复杂等特点。针对上述工程特点,在进行总体施工部署时遵从以下原则:
2.1,严格遵循“管超前、严注浆、短开挖,弱爆破、强支护、早闭合、勤量测、速反馈”的原则控制围岩变形和地表沉降。
2.2选择合理的施工顺序,处理好不同断面的过渡,尽量避免由小断面向大断面的突变。
2.3采用微震控制爆破技术,短进尺开挖,控制爆破振速在允许范围内,以保证地表建筑物和相邻隧道间岩体的安全。
2.4多创造工作面,组织多工作面平行作业。暗挖隧道开挖常采用人工手持风镐开挖,小型装载机装碴,小型机动车载料斗运至竖井,提出井外。二衬施工采用简易台架+组合钢模板进行施工,混凝土使用商品混凝土,砼输送泵泵送入模。通风采用压入式通风,以大功率风机、大直径软管进行通风。局部硬岩地段人工手持风镐难以开挖时,采用微振爆破技术进行开挖。
3工程技术控制方法
隧道采用CRD法施工,开挖后及时进行初期支护成环,开始施工仰拱,仰拱构筑18m后构筑二衬,持续推进。直至隧道构筑至围护桩处时凿除围护桩,构筑环框梁,最后凿除既有隧道封端600mm结构。
3.1隧道开挖
根据本工程隧道冻结情况,隧道采取双侧壁导坑法施工。隧道开挖前先将端墙800mm混凝土进行凿除,凿除端墙采用搭设作业平台人工风镐凿除。端墙凿除暗挖段上部开挖5m后,冻结施工队对暗挖段冻结情况进行钻孔测温,经测温,冻结情况符合要求后进行洞身开挖。
分部开挖通过装载机排渣,装载机运输至工作井内渣斗内,垂直提升至地面渣土坑。每部开挖完成后及时施工初期支护和临时支撑。在施工过程中加强洞内和地表的监控量测,防止沉降失控。分部区段初期支护完成后,要保留被割断冻结管的恢复条件,并根据上下台阶的施工进度,及时对顶部和底部三排被割除冻结孔进行盐水二次恢复,维持冻结,减少冻结壁化冻风险,保证冻结效果。
3.2隧道初期支护
暗挖隧道初期支护采用复合型支护。钢拱架+钢筋网+C25早强混凝土层。采用φ8mm钢筋网+喷射C25砼联合支护,网格20×20mm,L-0.5m锁脚锚管进行锁脚,I28a型钢拱架纵向间距600mm,I22a型钢临时支撑纵向间距600mm,喷射C25砼350mm;见下图1.
图1 隧道初期支护断面图
3.3隧道超欠挖控制技术
(1)掘进时要严格控制好开挖尺寸,根据图纸设计及预留变形量控制好拱顶高度,避免超挖。
(2)开挖进尺不大于1m,以架立一榀拱架为宜,严格控制超挖,减少围岩暴露在空气中的时间,避免融冻垮落造成超挖。
(3)每循环开挖前由测量人员进行测量放样,对开挖轮廓进行标识,施工人员严格按照测量标识施工,不得超欠挖。
(4)机械开挖至隧道轮廓时,预留300-400围岩,采用人工风镐凿除,修饰轮廓。
(5)开挖后要及时架立拱架,进行初期支护,减少围岩暴露在空气中时间。
(6)隧道超挖部分采用C25P6素砼进行回填。
3.4仰拱构筑施工技术
在施工仰拱前,先采取仰拱防水板保护措施,仰拱底板铺设50mm厚细石混凝土,其余地方采用移动式保护板。安设钢筋前先检查仰拱防水板保护层施作完毕,方可进行钢筋安装。
仰拱钢筋安装完成后,采用自加工钢模板进行仰拱砼浇筑,便于仰拱成形。
仰拱施工采用木模板,Φ50钢管定位加固,单次浇筑长度控制在一个浇筑单元内。混凝土浇筑完成并拆模后,及时对砼洒水养护,测量组检查其平面位置和标高是否正确。仰拱浇筑时采用移动式栈桥进行排渣,栈桥长6m,一端安设在浇筑好仰拱面上,另一端待支护完成后,进行渣土回填并压实,安设在开挖面回填渣土上,安设牢固,确保装载机(出渣车)顺利通过.
3.5二衬注浆技术措施
(1)对预留注浆孔进行清理、修复,确保注浆孔洞圆顺、规则。
(2)砂浆(在富水地段,宜采用双液)的拌制必须具有良好地可灌性,固结后有一定的抗压、抗拉强度、稳定性好,砂浆的拌制严格按照实验室出具的配合比执行,不得在灌注过程中加水稀释砂浆;
(3)衬砌混凝土强度达到设计强度100%时,即可进行注浆作业;注浆分为两步进行:第一次注浆压力为0.2Mpa,注浆结束标准以达到结束压力后,恒压10~15分钟,以不进浆为结束;第一次注浆结束2小时后,现场负责人进行孔口检查,如发现孔口浆液不饱满,即进行。V 第二次注浆,不得利用原孔进行,直至孔口饱满为止;第二次重复注浆(检查注浆)压力为0.2Mpa,不得超过0.2MPa,采用逐级升压施注。
(4)当达到规定压力而砂浆压不进时,即认为该孔已经灌满;隧洞顶部倒孔灌浆结束后,先关闭孔口闸阀后再停机,孔内无反浆即可拆除孔口闸阀,灌浆结束后,排除孔内积水污物后封孔并抹平。
(5)每次注浆结束后,必须及时采用高压水冲洗注浆管,确保下次注浆顺畅。
4总结
综上所述,通过对地铁车站暗挖隧道开挖施工要点分析,得到了以下的结论:
(1)浅埋暗挖法的工艺流程和技术要求是针对埋深浅、松散土层和软弱破碎岩层的地质特性研究发展予以应用的,更强调的是对地层的预支护和预加固。因此必须对地层的地质水文情况从方案设计起予以加强监测,避免因局部地质水文不明而导致施工阶段风险过大,超出有经验的承包商所能预计的界限。
(2)区间隧道施工方法的选用,应根据工程地质和水文地质资料,结合线路所处城市位置、线路埋深、地面交通情况、断面大小、衬砌类型、隧道长度、工期要求等因素综合研究确定。承包商在确定投标方案时应认真研究设计文件,对地质水文情况、拆迁交地等施工风险进行预评估。
(3)隧道施工必须保证技术投入,尤其是加强地质超前预报、洞内和地面监控量测,以对施工工序环节提供强有力的技术支持和技术保证,使各施工工序环节达到要求的质量标准,形成良性循环,进而保证安全和进度等诸方面目标实现
参考文献:
[1]郭庆彪.浅埋暗挖法隧道施工在广州地铁五号线的应用[J].建筑安全,2008.
[2]铁路工程岩石试验规程[M].中国铁道出版社,中华人民共和国国家铁路局,2015
论文作者:夏磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/16
标签:隧道论文; 注浆论文; 风镐论文; 技术论文; 混凝土论文; 围岩论文; 断面论文; 《基层建设》2018年第20期论文;