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摘要：浅埋暗挖施工技术在隧道施工中很常见，但是,因为受到地质条件因素、施工工艺因素等的影响,在进行隧道开挖施工中可能会造成地面沉降问题,影响工程建设安全,因此,对隧道开挖沉降及控制要点进行详细探究迫在眉睫。对此,本文首先对隧道施工中的浅埋暗挖法进行了介绍,然后对隧道开挖施工中地面沉降的产生原因进行了分析,并结合工程实例,对隧道工程浅埋暗挖施工工艺及地面沉降控制措施进行详细探究,以期为类似工程提供借鉴。
关键词：浅埋暗挖法；隧道施工；地面沉降；控制措施
1浅埋暗挖法概述
1.1概念与原理
随着我国城市轨道交通建设的加快,越来越多的浅埋隧道出现,在交通要道采用明挖法进行隧道修建显然不合理,为了不影响城市地面交通,在隧道修建过程中采用暗挖法施工,其中浅埋暗挖法与盾构法是主要的修建方法。浅埋暗挖法施工技术已经较为成熟,加以辅助施工方法其适应性较强,在城市轨道交通浅埋隧道施工中不可或缺。
所谓浅埋暗挖法,其基本思路与新奥法施工一致,采用新奥法施工基本原理,建立监控量测施工指导程序,利用先柔后刚的方式进行隧道支护,设计初期支护承受隧道全部荷载,将二次衬砌作为安全储备。浅埋暗挖法施工时常结合多种辅助施工法进行隧道修建,利用超前支护、围岩加固改良地层和注浆等充分利用围岩的自支撑能力,并结合监控量测数据进行隧道施工指导与设计优化。在隧道工程开挖施工过程中,有些工程地质地表松散度比较高,如果采用常规的新奥法施工技术,不仅施工效果比较差,而且还会影响施工进度。因此,对隧道开挖施工中的浅埋暗挖法的应用方式以及地面沉降控制措施进行详细探究具有十分重要的现实意义。
1.2适用条件
浅埋暗挖法主要运用于不宜采用明挖的隧道施工地段,特别是施工地段的土质及其胶结性较差的砂卵石地层。对地表沉降要求较高的隧道施工也适合使用浅埋暗挖法进行隧道施工,尤其是在城市施工中,比如城市地铁,由于周围建筑物比较密集,地下比较复杂,各种管道错综复杂,为保障管道的安全和控制地表沉降,浅埋暗挖法是较为合适的施工方法和施工技术。但是浅埋暗挖法也有其缺点和不适合使用的条件和范围,主要体现在施工工序较多、施工速度较慢、施工成本较高;此外,浅埋暗挖法不适合含水地层的隧道施工。如果施工地段是含水地层,那需要进行技术处理,一般采用其它辅导施工技术和方法进行降水,然后采用浅埋暗挖法,但是施工成本和施工工期将明显增加。
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2浅埋暗挖法在隧道施工中的运用
2.1工艺流程
采用浅埋暗挖法进行隧道施中,主要包括以下工艺流程:(1)试验段施工,由于对隧道周围地层复杂性和不稳定性的把握和控制难以准确,通常需要预先开展试验段施工,监测施工现场周边围岩的变形状况和规律、地面沉降程度和隧道支护要求等方面的情况,然后通过试验获取施工参数,为施工方案的选择与设计提供参考和决策依据;(2)隧道开挖,在试验段施工取得经验和相关参数后,应该结合隧道施工周围建筑物的状况、施工围岩的特征、以及施工的人力、物力和财力资源的状况,选择合理而有效的隧道开挖技术和方法;(3)隧道支护,隧道施工支护设计是一项重要工作,通常可以考虑三种常用的支护方法,使用初期支护来承担全部荷载,二期支护仅作为储备支护进行运用;初期支护仅作为暂时支护,而二次支护作为支护的主要结构,承担主要的支护功能;初期支护和二期支护共同承担隧道工程的支护功能;(4)混凝土喷射,保证混凝土水量的合理配比,控制水灰的合理比例,确保混凝土喷射后表面呈现光滑润泽、平整无滑移或干斑等异常现象,此外,在混凝土施工过程中要进行规范操作;(5)回填注浆,当混凝土喷射完成且当其凝固强度达到工程设计强度的70%以上时,即可开展回填注浆的施工操作,以有效控制地表沉降问题,在回填施工中,回填材料为水泥砂浆,通过回填注浆作业将初期支护与围岩进行紧密贴合,同时将回填注浆压力控制在0.4MPa以内。在回填施工中,出浆口与隧道开挖的方向必须是正好相反的。
2.2施工技术方法
浅埋暗挖法在实际施工过程中,主要有台阶开挖法、眼镜开挖法、CD开挖法、CRD开挖法等。不同施工方法的安全性、施工难度、技术难度、地表沉降、施工速度、工程施工造价和使用范围等都存在一定的差异。如台阶开挖法比较不安全,施工中需采用辅助工法、施工难度较大、技术难度低、地表沉降大、施工速度快、工程造价较低,适用地质条件较好的隧道工程施工;眼镜开挖法安全、施工难度一般、技术难度一般、地表沉降小、施工速度慢、工程造价较高,适用安全性要求高且工程跨度大的隧道工程施工;CD开挖法较为安全、施工难度小、技术难度较高、地表沉降一般、施工速度中等、工程造价中等,适用地质条件差且安全性要求较高的隧道工程施工;CRD开挖法较为安全、施工难度小、技术难度高、地表沉降小、施工速度中等、工程造价高,适用地质条件差、跨度大且安全性要求较高的隧道工程施工。
2.3浅埋暗挖法地表沉降控制
浅埋暗挖法隧道施工的重点和难点就是控制地表沉降,这也是浅埋暗挖法施工的最大风险,在工程施工实践中,通常可考虑以下措施控制地表沉降:(1)改善土体特性,可以采用超前注浆的方法有效改善土体的特性;(2)有效排放地下水,减少地下水对地表施工的负面影响;(3)选择合适的施工技术方法,如果工程施工对地表沉降要求较高,可以考虑选择眼镜开挖法和CRD开挖法,可较大程度减少地表沉降;(4)增大左右线隧道的距离,减小相互影响,达到控制地表沉降的效果;(5)加强初次施工支护,且施加二次衬砌,适当增加衬砌的强度和刚度,减小钢拱架或者格珊的间距,有利于控制地表的沉降。
3浅埋暗挖法隧道施工中的地面沉降控制措施
浅埋暗挖法隧道施工的重点和难点就是控制地表沉降,这也是浅埋暗挖法施工的最大风险,在工程施工实践中,通常可考虑以下措施控制地表沉降:(1)改善土体特性,可以采用超前注浆的方法有效改善土体的特性;(2)有效排放地下水,减少地下水对地表施工的负面影响;(3)选择合适的施工技术方法,如果工程施工对地表沉降要求较高,可以考虑选择眼镜开挖法和CRD开挖法,可较大程度减少地表沉降;(4)增大左右线隧道的距离,减小相互影响,达到控制地表沉降的效果;(5)加强初次施工支护,且施加二次衬砌,适当增加衬砌的强度和刚度,减小钢拱架或者格栅的间距,有利于控制地表的沉降。
4结语
综上所述,在隧道工程浅埋暗挖施工过程中,如果施工工艺控制不当,则容易产生地面沉降问题,对周边建筑及居民人身安全造成严重威胁。对此,在隧道工程实际施工过程中,应该加强地质勘测,在不同施工阶段采用不同的沉降控制办法,这样才能够有效控制和预防地面沉降问题,保证工程建设的顺利进行。
参考文献
[1]赵菁菁,宿文姬.深圳地铁近接隧道暗挖施工地表沉降控制[J].隧道建设,2014,34(11):1055-1061.
[2]桂国文,周丁丁.浅埋暗挖法在隧道施工中的应用[J].交通世界,2017,(27):88-89+91.
[3]祝灿.浅埋暗挖法隧道施工技术研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2016,25(3):7-8.
论文作者:张海君
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：隧道论文; 地表论文; 较高论文; 方法论文; 地面论文; 工程施工论文; 围岩论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;