摘要:文章结合笔者的工作实践,阐述了地铁车站暗挖隧道施工特点及要求,在此基础上,结合工程实例,针对某地铁暗挖隧道施工技术难点进行了分析,并提出了施工中的注意事项,以供读者参考。
关键词:地铁车站;暗挖隧道;施工难点;爆破施工
1 引言
近年来,随着我国城市经济的迅速发展,城市公共交通也随之日益发达,城市地铁工程的建设数量也不断增多。而在城市地铁项目施工过程中,暗挖隧道是地铁项目重要的组成部分之一,但在施工中经常碰到一些难题,需要采用合理的施工方法,以保证地铁暗挖隧道施工的质量。本文结合工程实例,主要论述了某地铁暗挖隧道施工技术难点问题,以供大家参考。
2地铁暗挖隧道施工要求
地铁隧道工程一般采用暗挖法施工,由于暗挖隧道穿过地层多为岩石中风化带和岩石微风化带。加上隧道断面施工工序复杂、施工形式多样、施工环境复杂等特点。根据以上特点,对地铁暗挖隧道施工作出以上的几点要求:
(1)在地铁浅埋暗挖隧道施工过程中,我们应遵循相应的施工原则,如遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的“十八字”原则,以实现地铁隧道围岩变形和地表沉降的有效控制。
(2)在隧道施工当上,应逐一按照施工顺序进行施工,加强不同断面的处理,以免发生断面突变。
(3)在地铁暗挖隧道中,如果采用爆破技术,需要采用短进尺开挖方式,加强爆破振速的控制,以确保隧道施工质量及安全。
(4)在暗挖隧道开挖时,应采用装碴方式,如采用小型机动车运至竖井,再将它提出井外。在二衬施工过程中,应采用组合式的施工方式,如采用简易台架+组合钢模板的方式,在混凝土施工时,一般选用商品混凝土,并利用泵进行泵送入模。对于隧道通风,需要采用压入式通风方式。在局部硬岩地段开挖时,应先爆破以后方可进行开挖。
3 地铁暗挖隧道施工实例分析
3.1 工程概述
本工程由两个车站及两个区间段组成,全长约为2200m。该工程的车站部分采用暗挖施工方法,区间段部分则采用盾构施工方法。车站隧道工程左线暗挖段总长180m,其中区间隧道102m,站台暗挖隧道78m;右线暗挖段总长152m,其中区间隧道108m,站台暗挖隧道44m。
3.2地质条件
1)地质情况,暗挖隧道范围自上而下分别为:素填土、中砂、砾质粘性土、砂质粘性土、微风化花岗岩、中风化花岗岩、全风化花岗岩、强风化花岗岩,最大岩石强度为144.7MPa,洞顶部分为中粗砂层与砂质粘性土;2)水文情况,项目所在地的地下水主要为孔隙水与基岩裂隙水。孔隙水主要分布于粘性土、残积层及第四系砂层;基岩裂隙水则主要分布于花岗岩中等风化层及强风化层。
3.3 施工难点
1)暗挖隧道工程主要位于城市主干道下11-13m,隧道上方的部分管线已改迁完毕,路灯等地下管线尚未改迁,场地内仍然存有大量的污水、废弃雨水;2)暗挖隧道两侧主要为上世纪90年代的零星建筑物,层数多为4-7层。另外,项目所在地附近还分布人行天桥、市政排水渠箱及岗顶立交等构筑物;3)暗挖隧道地段的交叉口施工项目较多,小断面及大断面扩挖是最为突出的技术难题。同时,项目所在地的地质条件较差,含水量丰富,客观加大了施工难度与风险。
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3.4施工中注意事项
3.4.1爆破施工
在本工程的暗挖隧道施工中需要穿越大面积的风化岩层,必须进行爆破开挖。考虑到本地铁工程隧道断面的高度为9.4m、宽度为6.4m,不适宜采用分台阶、分部开挖的方式,而上覆岩层较薄,也不适宜采用全断面开挖的方式。在对上述问题进行综合分析的基础上,技术人员决定在洞室掏槽后,采用全断面一次性控制的爆破方式,即洞室掏槽中每循环进尺1.0m进行全断面一次性控制光爆。采用此种爆破方式的技术优点主要表现为:1)洞室掏槽采用小药量及弱爆破,明显减弱了对于周围构筑物的爆破震动效应;2)洞室掏槽过程中采用全断面一次性控制光爆,使得隧道上覆岩体的爆破应力波明显减弱,对于保障施工安全具有积极的作用。
3.4.2降排施工
根据施工前期的地质勘探结果,本工程的暗挖隧道施工中,可以选取的地下水处理措施主要有:轻型井点降水、电渗井点降水、洞内全断面注浆止水、管井(深井)井点降水、喷射井点降水等。考虑到本工程范围内的地下砂层含水量丰富,多属于强含水层,结合相关的地质水文资料、工程工期、工程造价,以及施工单位的技术水平等,在暗挖隧道中采用大口径深层井点降水的技术措施,其优势主要表现为:降水深度大、设备简单、井点数量少、效果好等,对于地下水进行有效控制的同时,保证了施工作业的进度、安全与质量。
3.4.3超前预支护大管棚施工
针对本工程施难点,超前预支护大管棚施工中应注意的技术问题主要包括:1)开挖管棚工作室,由于本工程中部分区域为软弱围岩,所以,在开挖工作室时必须加强支护,并且采取相应的混凝土衬砌措施。本工程的管棚工作室长度为6-8m,为了便于钻机架设与钢管安设,工作室必须开挖至隧道开挖线以外0.8-1.1m。第一段管棚段开挖30.0m左右时,即可进行第二段管棚工作室的施工与钻孔,纵向管棚的搭接长度约为2.8-3.2m,依此类推逐步完成管棚超前支护施工;2)平台搭设、钻机安装及孔位测定,为了确保暗挖隧道施工作业的顺利推进,在施工中应严格按照管棚孔的设计方位要求进行钻机的固定。为了保证钻孔的精度,每钻进15m就要对钻杆方向进行反复校核,并且对钻机位置进行调整。同时,要保证孔位的准确测定,以避免施工中出现孔位偏差过大的现象,进而影响到暗挖隧道的整体安全性;3)注浆,在本工程的暗挖隧道施工中,为了保证隧道的稳定性、抗震性及安全性,技术人员决定采用前进式注浆,利用自制的注浆套管与管棚用套丝进行连接,利用阀门控制注浆套管上的出气管、进浆管。同时,在注浆施工中,安装直径为20-25mm的塑料管作为排气管,与各种管路进行连接,利用锚固剂加固孔隙,防止出现漏浆的现象。注浆完成后,采用分析法、开挖取样、注水试验等方法进行质量检测,对于存在质量问题的部分需按照要求补浆。
3.4.4仰拱衬砌施工
在本工程的暗挖隧道施工中,考虑到地下水及周边构造物等因素,在仰拱二次衬砌结构施工过程中,按照技术方案割除临时中隔壁工字钢后,方可进行基面、防水板铺设及防水保护层等施工项目。临时中隔壁作为本隧道工程整个初期支护体系的重要受力结构,如果在施工前期拆除临时中隔壁,难以保证二次衬砌结构的施工进度,而且可能引起拱顶及地表沉降过大等施工质量与安全问题,进而危及到周边建筑的稳定性。因此,在本工程的暗挖隧道特殊地段施工中,仰拱施工采取了“支撑转换”方式,即在施工过程中将临时中隔壁工字钢每隔两根割除一根,在割除部分按照要求布置防水板与保护层,按照以上工序完成作业后,进行仰拱防水板、保护层及混凝土浇筑等施工项目。
4结语
综上所述,本文通过结合工程实例对地铁暗挖隧道施工技术难点及注意事项进行分析,从中可以得知,在地铁暗挖隧道施工中,必须注重各种技术措施的合理应用,以确保周边构造物的安全,减少对于项目所在区域的不利影响,从而提高施工作业的安全、质量与进度。
参考文献:
[1]王朝辉.金龙特长隧道施工通风技术[J].探矿工程,2007(07).
[2]钟宏伟.我国隧道工程超前预报技术现状分析[J].人民长江,2004(09)
论文作者:周云
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签:隧道论文; 工程论文; 断面论文; 地铁论文; 方式论文; 难点论文; 花岗岩论文; 《基层建设》2017年第21期论文;