摘要:针对某地铁隧道工程实际情况,对其暗挖浅埋施工技术实际应用进行深入分析,包括施工步序、隧道进洞施工和超前支护施工,并通过实践验证了本工程所用施工技术的合理性与可行性,为类似工程项目提供参考借鉴。
关键词:地铁建设;浅埋暗挖
地铁是目前城市交通系统重要组成部分,在地铁隧道开挖施工中,会用到很多不同的施工方法。其中,暗挖浅埋是一种特殊的施工方法,对地层、围岩有很好的适应能力,也有利于保证施工质量和安全。
1工程概况
某地铁隧道工程为整个项目主要控制性工程,同时也是影响项目工期主要节点,可将该段隧道分成明挖回填段与暗挖浅埋段,桩号分别为ZK2+038~ZK2+229、YK2+050~YK2+211与ZK1+738~ZK2+050、YK1+740~YK2+038。暗挖浅埋段为本次施工的重难点,具有所在区域地质条件较差,有丰富的地下水和埋深相对较浅等特征。现围绕本工程实际情况,对其暗挖浅埋施工作如下深入分析。
2施工步序
2.1CRD法施工
其施工顺序为:对右侧上导洞进行开挖,并施做初支;对左侧上导洞进行开挖,并施做初支;对右侧下导洞进行开挖,并施做初支;做右侧下导洞的仰拱二次衬砌;对左侧下导洞进行开挖,并施做初支;做左侧下导洞的仰拱二次衬砌;拆除所有临时支撑体系;做仰拱边墙的二次衬砌[1]。
2.2双侧壁导坑法施工
其施工顺序为:对左侧上导洞进行开挖,并施做初支;对左侧下导洞进行开挖,并施做初支;对右侧上导洞进行开挖,并施做初支;对右侧下导洞进行开挖,并施做初支;对中部的上台阶进行开挖,并施做拱部初支;对中部的预留核心土进行开挖,并施做初支;对中部下部进行开挖,并施做初支;拆除所有临时支撑体系;做仰拱二次衬砌与隧道底部填充:做隧道拱顶和边墙处的二次衬砌。
3隧道进洞施工
3.1暗挖出口进洞施工
在暗挖隧道的洞口处,其埋深相对较浅,容易发生塌方,设计通过超前长管棚来加固支护。其进洞方法是:先对明洞部位的钻孔桩进行施工,并施做止水帷幕,再对明洞拱部进行开挖,以设计要求为依据对边坡和仰坡进行可靠支护。洞口处布置导向套拱,再进行钻孔下管,按设计要求开始注浆。完成注浆后,将围护结构周围的钻孔桩破除掉,然后基于管棚的支护开始进洞[2]。
3.2竖井横通道进洞施
(1)在横通道进洞之前,需要在拱顶以上使用钢花管进行支护,所形成的管棚,其长度为21m,横向搭接宽度3m,按30cm的环向间距进行布置。
(2)对上台阶进行开挖,完成每环的开挖后,都立即进行初支,尽早成环。将上台阶开挖到和主洞之间的交界部位后,进行加强门架的施工,以此为拱顶处的钢架创造落脚平台。
(3)上台阶以10%左右的坡度开始进洞,不断太高横通道所在拱顶处的高程,将钢架接长处理。在横洞施工到正洞的顶部以后,沿平坡不断向前进行开挖,直到工字钢的拱脚处。
(4)在正洞拱架落脚以后,对下台阶进行开挖。开挖好一环后,进行初支与仰拱,尽早成环,同时进行锁脚锚杆的设置,再以施工要求为依据,将上台阶对应的临时仰拱拆除。将下台阶开挖到和主洞相交界的部位后,对加强门架进行接长处理[3]。
(5)将下台阶开挖到和正洞相交界的部位后,进行二次衬砌结构的施工。
(6)将正洞中设于两侧的所有临时支护都拆除掉,然后以设计参数为依据,对正洞上导坑进行开挖,在形成完整的工作面以后,通过混凝土的喷射完成掌子面封闭。
(7)对横洞下台阶进行开挖,并对初支的钢架进行接长,同时利用锁脚锚杆将其锁定,将钢架落好后,进行混凝土的喷射。
(8)在正洞落底以后,进行仰拱施工,以此尽早封闭成环。
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4超前支护施工
4.1顶管施工
4.1.1顶管工艺
以快速施工要求为依据,将大引导孔与棚管钻进充分结合到一起,先对比钢管外径大的孔进行钻进,再充分利用钻机具有的推力与冲击使管棚沿着孔洞前进,最后对管棚进行逐节接长处理,到孔底为止[4]。
4.1.2管件制作
管棚应使用无缝钢管,按3m和6m进行接长;为使受力保持均匀,接头应有一定纵向错开,其中,奇数的第一节采用6m,而偶数的第一节采用3m,之后每节都是6m。
4.1.3清孔
清孔用空压机进行,钻孔经检查确认合格后,对钢管进行安装。
4.1.4接管
将首根钢管放到孔中,处在孔外的长度为30-40cm时,用凿岩机开始反转,促使钢管和联接套相脱离,然后凿岩机退回到初始位置,大臂落下,由人工进行钢管的安装,并对大臂进行二次校正。
4.1.5管棚补强
为提高管棚强度与刚度,应严格按照设计要求设置所有管棚钢管,先使用钻头将钢管中的残渣清除干净,然后工人开始进入钢筋笼准备注浆。
4.2注浆施工
(1)水泥浆应使用高速搅拌机配制,按施工配合比依次投料。将浆液配制好后,放到专门的储浆罐中,避免浆液长时间存放造成离析和沉淀。
(2)在注浆前,做好现场试验,具体的注浆参数以试验结果为依据确定。
(3)现场利用注浆机向管中持续注入砂浆,压力控制在0.7-1.0MPa范围内。如果实际注浆量超出限制,没有达到要求,需要对浆液的浓度进行调整,保证钻孔附近岩体和钢管周围空隙都被填满。在管棚注浆过程中,应按照先注两侧、再注中间基本原则。
(4)对于注浆时使用的浆液,应做好以下控制:为保证注浆顺利完成,并避免质量与安全问题的发生,在注浆开始前需要加强止水和止浆;注浆孔的位置必须准确无误,最大定位偏差不能超过5cm。在顶管施工中,如果管中存在碎屑与碎石,需要在注浆以前利用空压机持续吹洗,若管中存在大块碎石,可使用比管径小的钻头清理;在浆液搅拌过程中,不能有杂物进入到浆液中,而且将浆液拌好后应进行过滤,没有进行过滤的浆液不可送入到泵体中,避免堵塞。在注浆时,还应观察泵口与孔口实际压力及其变化,当发现问题时,应立即处理[5]。
(5)注浆结束标准:压力持续升高,在达到设计要求后稳压至少10min。另外,在完成注浆后,应使用M30浆液对无缝钢管进行填充。
(6)注浆过程中的常见问题与解决方法为:①压力不断上升,但始终没有达到要求的压力,其原因为浆液的浓度过低,或凝胶时间过长等,此时应对浆液的浓度进行调整,以相对较小的时间间隔进行注浆。②注浆时,压力无法上升,或已经小于初始压力,其原因为浆液产生外溢。对此,应增大浆液的浓度,并减慢注入的速度,若情况还不能改变,应提前停止注浆。③注浆压力先上升后急剧下降,这说明浆液已经溢流,对此应减慢浆液的注入速度。④压力时升时降,但总体上呈上升的态势,其产生原因为浆液凝结时间过短,对此需要对浆液的凝胶时间进行调整。
5结束语
本隧道工程通过对以上施工工艺方法的应用,顺利完成暗挖浅埋段的施工,经检查,施工质量满足设计和规范要求,说明本工程所用施工方法合理可行,值得其它工程项目参考借鉴。
参考文献:
[1]王德荣.浅埋暗挖法在地铁建设中的应用分析[J].中国标准化,2019(02):114-115.
[2]高俊涛.浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用要点分析[J].建材与装饰,2018(10):304-305.
[3]王鹏.地铁浅埋暗挖法施工质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2018(04):108-109.
[4]高洁.浅埋暗挖法地铁区间施工中的安全质量控制[J].中国建材科技,2015,24(04):99-100.
[5]赵佳.浅埋暗挖法在石家庄的优越性[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(03):204-205.
论文作者:王辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签:浆液论文; 注浆论文; 隧道论文; 钢管论文; 压力论文; 进洞论文; 地铁论文; 《基层建设》2019年第7期论文;