重庆建工市政交通工程有限责任公司 重庆 401120
摘要:在我国交通工程中隧道施工是非常复杂的一项工作,由于所处环境复杂,隧道作业容易对周边环境产生一定的破坏,在这种环境下采用浅埋暗挖施工技术能够有良好的效果。
关键词:浅埋暗挖;隧道施工;施工技术;隧道支护
引言
浅埋暗挖法主要针对埋深深度较浅、土方不稳定的软弱破碎岩层施工面。相较于新奥法而言,浅埋暗挖法注重地层预支护、预加固,对地表沉降具有较高的要求。通过浅埋暗挖法支护衬砌结构刚度的合理设置,可以最大限度降低地层扰动,保护周边地质环境稳定。因此,对浅埋暗挖法在地铁隧道土方开挖施工中的应用进行适当分析非常有必要。
1浅埋暗挖相关概述
1.1浅埋暗挖法隧道施工的施工原理
从浅埋暗挖法隧道施工技术自身角度来说,主要是基于新奥法基础性形成的一种施工原理,也就是通过采取复合衬砌施工方式,利用初期支柱承载所有荷载,二衬当作安全储备,由初期支护和二衬一同承载特殊荷载;通过采取多种辅助施工方式,开展超前支护工作,转变加固围岩,然该部分围岩承载力发生变化,采取各种挖设方式实现支护闭环处理,让其和周围岩层形成完整的联合支护体系。通常情况下,浅埋暗挖法隧道施工技术主要应用在地下工程中,围岩自身承载能力不强,要想实现对地表沉降现象的把控,初期支出刚度应该要强。在施工过程中,尽可能的增加支护承载,降低围岩承载。
1.2浅埋暗挖应用的优势
相较于传统的明挖法,浅埋暗挖法优势明显,主要表现为:第一,适应性强。浅埋暗挖法能在不同环境下使用,施工价值显著。而且,也适用于软弱地质,应用效果比明挖法突出。第二,操作简便。浅埋暗挖法操作简便,有效降低隧道施工难度,加快施工进程,提高施工效率,这一优势在当前的应用中比较突显。第三,环保效果理想。在实际应用中,浅埋暗挖法的优势还体现在环保方面。实践证实,浅埋暗挖法不是明挖进行的,所以,不仅能减少污染物的出现,也具有良好的消音效能,进而降低对周围环境的影响,提升环保效果。
1.3浅埋暗挖法施工基本原则
第一,在进行隧道工程施工前,需对施工现场地质条件、水文条件进行全面细致的勘察,为施工方案的制定奠定基础。第二,在具体的施工过程中,必须严格依据“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。第三,在隧道工程洞身开挖施工中,可应用环形开挖方式,并留核心土。第四,在隧道开挖施工前,必须保证开挖现场为无水条件,如果有地下水,则需结合施工现场实际情况选用适宜的降水措施或者堵水措施。第五,在隧道开挖和衬砌施工中,可能会对隧道稳定性造成干扰,对此,需采取相应的辅助加固措施,保证施工现场安全。第六,对于隧道支护,一般采用复合式衬砌结构,在衬砌间,应设置防水层。第七,在隧道工程施工全过程中,都必须加强施工现场量测以及安全质量监理。
2城市浅埋暗挖隧道开挖施工技术
2.1超前地质预报
城市浅埋暗挖隧道须高度重视超前地质预报工作,对掌子面前方及其周边围岩与地层情况做出超前预报,及时发现异常情况,预报开挖面前方不良地质体的位置、规模和性质,以避免隧道开挖掘进中发生突发性地质灾害;另外也可为优化、完善设计和施工,制定科学合理的施工方法提供信息依据。常用的超前地质预报手段包括超前水平探孔(钻探)及地震波法(物探)。软弱围岩地段可采用两者相结合的手段,确保预报准确。
2.2开挖方法
在进行浅埋暗挖法隧道工程的施工中,需要结合工程实际情况以及围岩状况,选择对应的开挖施工工艺和方案,必要的情况下,需要采用试验的方式加以证明。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工过程中,广泛采用的施工方式在于台阶法和适合应用在各种地质环境的部分开挖方式。通常来说,山岭隧道主要采取正台阶法进行施工;城市地区隧道采取上台阶部分开挖方式;大断面城市隧道采取中隔墙台阶法;城市地铁施工则需要采取柱洞法。在进行浅埋暗挖法隧道施工过程中,如果隧道端面比较大的情况下,则不可采取全断面开挖方式。施工过程中,应该尽可能的降低对围岩的影响,采取掘进机或者人工开挖方式施工。
2.3隧道支护
在浅埋暗挖隧道施工过程中,对于支护结构,可采用复合衬砌结构,在支护设计中,应注意以下几点:第一,对于隧道初期支护,可将其作为临时支护,而对于二次支护,可作为隧道工程主要支护结构。第二,初期支护可承担所有荷载,而对于二次支护,可作为安全储备。第三,将初期支护以及二次支护组成支护结构,在支护结构设计中,需综合考虑隧道工程实际情况进行优化设计。在具体的施工过程中,需要设置双层超前小导管,并向导管中注入浆液,对隧道工程内部土体结构起到挤压作用,当浆液稳定后,即可提升围岩结构稳定性,保证隧道工程抗渗能力。
2.4监控量测
监控量测工作是浅埋暗挖隧道施工的重要组成部分,是保障隧道施工安全的重要环节,它不仅能提供指导、预报险情,确保安全,还能通过现场监测获得围岩、地层的状态信息数据,便于动态调整支护参数。浅埋暗挖隧道常用的监控量测手段包括:拱顶下沉监测、周边位移监测、地表沉降监测、地质及支护状态观察,施工中根据需要可对地下水位、围岩压力等进行监测。隧道开挖支护完成后必须及时进行监测点布设和初始值采集,按照设计频率和要求进行监测,超浅埋区域及下穿构筑物等对地表沉降敏感区域,需要加密监测点布设及沉降观测。监测过程中及时进行数据分析,发现监测数值报警时,及时分析数据是否异常,必要时采取支护加强措施。
2.5适度排放地下水
地下水排放过程中将会导致上覆地层,特别是隧道工程周围地层强度改变,刚度随之增大。但是针对砂层以及砾砂等土层而言,过渡排水,将会导致上覆多孔介质土层超固结,导致地表的沉降。所以,在确保工作面平稳的情况下,尽可能降低或者防止地下水排出。结合工程实际情况,采用止水帷幕等方式阻断地下水渗透,地表以及隧道内注浆措施封堵部分地下水。在采用地表或者隧道内降排水方式过程中,应该缩减排水时间。在掌子面挖设之后,采用开挖周围和掌子面注浆等方式保证工作面的平稳性,之后停止排水。结合地质情况,适当调整注浆参数,保证注浆质量。
2.6采取土体改良措施
在隧道工程地面沉降控制中,土体改良也是常用沉降控制措施。在隧道工程施工区域范围内,可对土体进行灌浆施工,对其进行加固处理,同时在隧道工程内形成自然拱,保证隧道工程结构稳定性。需要注意,在灌浆加固法的应用中,根据实际情况选用不同性能特点的浆液,灵活性比较强,对于土体的加固效果显著,应用范围广泛。
2.7侧壁导坑法
侧壁导坑法又称眼镜工法,因为渡线设置于区间,部分渡线隧道宽于14m、高于10m。这种情况下,中隔壁法、交叉隔壁法都不适用,而侧壁导坑法最为合适。首先,先开挖两个侧洞,然后再开挖中拱,接着是落地位仰拱,形成封闭性的环型支护,由多个小洞组成大洞。此过程中,每个小隧道的断面都比较小,不但能提高施工安全性,还能保障施工沉降量。侧壁导坑法的缺点是施工方法复杂,需要投入大量的人力、物力和财力。尽管如此,侧壁导坑法也是大断面隧道工程最合理的施工方法。
结语
总而言之,将浅埋暗挖法隧道施工技术运用到隧道工程中,将会受到各种因素影响,例如地上建筑物及地下管道等,使得地表出现沉降或者变形现象。要想实现这些现象的把控,在施工过程中,做好地层情况检查和核算工作,科学设计施工方案,严格按照施工流程操作,可以有效提升施工质量,保证施工安全。
参考文献:
[1]陈杰飞.建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2016,25(1):54-55.
[2]肖敏.浅埋暗挖工艺在隧道施工中的应用[J].交通世界,2018(29).
[3]李韬.浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制措施[J].居舍,2018(3).
论文作者:梁斌
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第30期
论文发表时间:2019/9/3
标签:隧道论文; 围岩论文; 工程论文; 过程中论文; 导坑论文; 方式论文; 地表论文; 《建筑模拟》2019年第30期论文;