摘要:地铁施工企业在施工前会收集大量施工资料以及总结各种地质条件下地铁施工的经验,从而总结了在地铁建设施工中容易出现的问题以及常见的特殊性岩土和不良地质作用,简单说明了其对地铁施工带来的的各种不利影响,针对不同的不良地质和特殊性岩土提出了一些在地铁施工中应采取的主要技术措施,以确保地铁的施工安全,希望可以为地铁新线的建设提供参考。
关键词:不良地质作用:特殊性岩土:技术措施:地铁施工:
引言:
随着我们国家经济的不断发展,交通也越来越便利,所以目前我们国家正大力兴建地铁,因为我们国家幅员辽阔地质多样,所以无论什么地区都存在着大量不良地质和特殊性岩土。本文分析总结了主要的不良地质作用和特殊性岩土对地铁施工造成的不利影响以及应采取的主要技术措施。
一、不良地质作用及技术措施
常见不良地质作用有岩溶、砂土液化、地裂缝、活动断裂、采空区、地面沉降、等,常见特殊性岩上有填土、风化岩和残积岩、软土、膨胀岩土、湿陷性黄土等。下文主要分析常见的地址问题并提出解决问题的技术措施。
1、岩溶
(1)不良影响
在地铁的暗挖施工过程中如果碰到充填的地下水或松散物,那将是非常危险的,因为地下可能到处是连通的地下水。对地下线路来说,可能造成盾构机跌落等一些施工事故,地下暗挖法施工时岩溶承压水很有可能击穿隔水底板或造成岩溶水突涌。尤其是对于商架线路来说,溶洞的存在对柱基承载能力会产生一定的影响,也有可能因溶洞顶板厚度不够,压碎顶板,造成桩基承载能力丧失。同时,岩溶地层的桩基施工过程中可能引起漏浆、断柱等施工事故。
(2)技术措施
在地铁的线路开始施工前要采用物探、钻探等工具相结合,首先确定出溶洞发育地带以及岩溶洞隙,因为溶洞会对地基稳定有很大的影响,我们应当根据溶洞的大小、埋深、位置、水文地质条件以及围岩稳定性进行综合分析,根据地质条件的不同我们要因地制宜地采取处理措施。比如对于洞口较小的洞隙,比较适合采用镶补、嵌塞等方法;对洞口较大的洞隙,比较适合采用梁、板和拱等结构跨越或者是采用浆砌块石等堵塞措施;有的围岩会出现不稳定和风化裂隙破碎的岩体,对于这种情况可以采用灌浆加固等措施;对规模较大的间隙,我们要采用调整柱距或者洞底支撑等方法来进行处理。
2、砂土液化
(1)不良影响
地铁车辆行驶段以及停车场以浅位置,如果砂土液化会造成地基土承载力、抗剪强度的减弱或者突然丧失。如果地铁围护结构位于液化土层当中,那么基坑的两侧侧壁土层以及围岩都会丧失自稳能力,这样是非常危险的非常容易造成隧道的塌方事故。高架地铁结构,如果桩基位于液化土层中,砂土液化可以降低桩周围土的侧摩阻力,从而造成桩基的承裁力受到影响。
(2)技术措施
遇到砂土液化这种情况我们常用防治措施有很多,比如地基处理、合理地选择建筑场地、基础和上部结构选择等。如果是在容易发生地震的地区应合理的选择建筑场地,尽量避开可能有液化土层分布的地段。地震液化的地基处理措施很多,可以部分或全部消除液化的影响。地基处理可以尽最大的可能减轻或者消除液化程度。除此之外还应当增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝。
(3)地裂缝
(1)不良影响
由于受地裂缝的错动作用的影响可能会对隧道衬砌造成变形破坏,也会造成隧道病害,第一种就是受到地裂缝带的活动引起地铁隧道衬砌的变形,当活动比较大时隧道的变形也会跟着增大,导致跨地裂缝处的轨道产生变形,第二种就是如果地裂缝的活动量超过了地铁隧道的允许变形量时,就会造成拱顶、村砌开裂、边墙等裂损处发生渗漏水现象。
(2)技术措施
如果出现地裂缝的话,一般情况下,我们可以通过调整与地裂缝配置关系,或者采取转嫁构造力作用或隔离的途径的办法,从而尽最大能力做到减轻和防治地裂缝灾害,当地铁线路施工时如果完全避开地裂缝是无法实现时,这时就应当采取减缓和设置适应性结构措施等。
我们可以适当扩大地裂缝影响范围内的衬砌断面,设置可调式浮置板道床主动适应地裂缝变形也可以从控制承压水开采能达到基本控制地裂缝的活动强度。
4、活动断裂
(1)不良影响
活动断裂带是往往是地表表层最薄弱地带,断裂带上、下两层的岩石往往不同,接触带岩层的整体性和均匀性都很差,在盾构掘进施工时容易造成刀盘偏磨严重。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样的岩层做出来的隧道很容易发生坍塌。易造成地铁结构断裂或倾斜。在基坑挖掘的时候降低了岩体的强度及稳定性,容易发生断裂或者较大的冗陷。
(2)技术措施
在施工前进行可行性研究勘察时,应当尽力避让具有最新活动的活动断裂和地震断裂,施工技术人员应根据断裂的等级、性质、覆盖层厚度、规模、地震烈度等因素来确定出避让距高。如果不是全新活动出现的断裂处可以不采取避让措施,当遇到浅埋且破碎带发育时,可按不均匀地基处理。
5、地面沉降
(1)不良影响
在隧道盾构区间中,它会随着地面的不均匀沉降而发生变化,导致盾构片之间发生一定的变形错位,最终就会造成防水破裂,就会导致隧道内发生渗水的现象,如果隧道内的地面沉降太大的话,就会使测量水点往下沉降。如果对隧道内的水准基点不及时的进行调整,就会让区间内的隧道无法实现贯通。
(2)技术措施
之所以形成地面沉降,主要就是因为地下水的过度采取以及在建设城镇化的时候产生的,要想预防或者减少地面沉降的现象,我们可以通过以下方法进行加以解决。第一就是对地面沉降的现象要不断的加以研究,做好实时监测工作,对监测到的数据进行加以整理并做进一步的分析,根据这些数据在地面建立一些地面沉降监测预报系统,根据这一系统探索出地面沉降的发展趋势。第二就是对地下水进行合理的开发,对地下水的层位做好分析研究,在合理的范围内实施开采工作。第三在建设城镇化的时候要合理的规划,从而来减少地面沉降的现象。最后一点就是作为政府部门要加强管理工作,加大宣传力度,提高全国人民的防灾减灾的意识,使地面沉降的现象大大减少。
6、地裂缝
(1)不良影响
如果发生地裂缝错动的现象,那么隧道衬砌就会发生变形从而遭到破坏。造成地下隧道破坏主要分为以下几点:第一地裂缝的活动会让衬砌发生变形,使其结构更加的不稳定。如果变形在不断的变大,那么就会让跨地裂缝处的轨道发生一定的形变。第二,如果地裂缝处活动量过大,并且超过了地铁衬砌允许发生行变量的时候,最终就会发生衬砌的开裂以及拱顶、边墙开裂的地方发生渗水的现象。
(2)技术措施
在一般的情况的下,要想解决这一问题,一般就是通过调整地裂缝之间的配置关系,还有就是采取隔离的方法或者采用转嫁构造力的作用方法,这样做的最终目的就是减轻和预防地裂缝灾害的现象。但是有的地铁线路是完全避开的,无法实现这一手段,那么就要采取减缓并设置适应性结构的措施。采取措施的方法主要有一下两种,第一是控制好承压水的开采,这样可以较为有效的预防地面的进一步的沉降,同时还会使地裂缝的活动强度也大大的减小,是隧道的整体结构更加的稳定。第二就是使地裂缝对衬砌断面的影响不断的扩大,将浮置板道床设置为可调整式,使其能够更好的适应地裂缝的变形。
二、特殊性岩土及技术措施
1、风化岩和残积土
(1)工程特性与不良影响
基岩的风化会因为位置的不同发生不同的风化程度,就会使物理性质有着较大的不同,在盾构施工的时候,盾构的姿态就很难受到控制。当在基岩风化不同程度的位置建设隧道的时候,基岩的界面基本上都是比较软弱的,在一些覆盖比较薄或者偏压比较大的情况下,就会发生坍塌或者滑坡的现象。在花岗岩残积土处有的会有球状风化物,当刀盘在旋转的时候,就会很容易使球状物与刀盘一起旋转,会让盾构机没有办法进一步的工作。在开挖基坑的时候,花岗岩或者残积土遇到雨水就会很容易软化,使其进一步的瓦解,这样就会让地基的强度大大的降低,抗剪强度同样也会得到减小,最终就会发生严重的事故,威胁着人们的生命安全。
(2)技术措施
一般处理花岗岩球状物的方法是人工破岩,钻探机地下爆破等等,目前最为常用的一种方法是人工破岩。在施工的时候要时刻掌握球化物的分布情况,在掘进的时候要时刻掌握数据的变化,从而来判断是否有球状化风岩体。有些物体在盾构机构在掘进的时候容易形成泥饼,所以,在容易形成泥饼的地方就要注意以下几点,首先就是根据不同的地质条件,有针对性的加注高质量泡沫和聚合物,从而让土壤的和易性得到有效的改善。其次是如果地层的稳定性不够好,但是有着比较好的隔气性的时候,就采用辅助气压工作。
结论:
我们通过收集各种资料以及建设造成以后的施工经验,根据不同地区的不同的土壤环境,主要针对的就是那些特殊的岩土情况和不良的地质展开分析。并总结出在地铁施工的时候容易产生哪些不良的影响,并对此提出了解决的方法,为地铁的建设提供有效的依据。
参考文献:
[1]罗俊忠.西安地铁是陷性黄土处理措施研究[J].铁道建筑技术,2013.(4).
[2]彭建兵,王启耀.西安市地铁3号线不良地质问题及对策研究[J].岩土力学,2010(2)
论文作者:施海英
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
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