试论道路工程中明挖法的施工工艺论文_张保佳,

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黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司

从地表向下开挖基坑开始,直到回填回复路面结束,是明挖法需要严格遵循的程序。在基坑开挖工作中必须保障其达到设计标高,防水设施以及主体结构的构筑是明挖法不可缺少的一部分内容,该项工作需要遵循自下向上的原则。在划分明挖法基坑时,可将是否设置围护机构作为依据,划分结果为放坡开挖基坑以及有维护基坑两种。先墙后拱法、先拱后墙法以及拱墙交替法是在利用明洞施工方法时涉及到的三种主要类型。

一、科学应用先墙后拱法

根据围岩条件,其开挖方法有路堑式开挖法、拱部明挖边墙拉槽(或挖井)法和侧壁导坑先做内墙法,他们分别适用于不同的情况。

1.开挖路堑

在施工过程中,临时开挖的边坡能保持稳定时,宜采用路堑方法开挖,即明挖至基底高程,按涉及要求走做好边墙后,安设拱架,修建拱圈。

2.明挖边墙拉槽方法

部分地区土质松软,即便存在临时边坡,也不会对开发工作的稳定性造成威胁。在破碎岩石地层施工时同样涉及到开挖工作。上述工作环境在开挖时都可利用拱部明挖边墙拉槽的方法。也就是说在开挖到拱脚之后,即可开展边墙修建工作,修建时可从基础底挖成直立的基层或者竖井着手,最后彻底清除洞内的土石方。

3.侧壁导坑先做内墙的方法

在隧道的一侧覆盖层较薄,土质松散,侧压力较大,则宜采用侧壁导坑先做内墙的方法,即先开挖衬砌内边墙,为避免导洞过高,可分为两次进行,然后明挖衬砌外边墙,最后修建拱圈。

4.排水工作

施工过程中必须提高对排水工作的重视程度。保障不会有地表水流入到基坑当中,是开展排水工作的最终目标,也可在一定程度上防止地下水进入基坑。进而实现对坑壁稳定性的保障,将更为良好的条件提供给施工队伍开展施工作业。地表水拦截是在开展基坑开挖工作前必须满足的要求。拦截地表水时可利用多种方法,最为普遍的就是将排水沟科学设置在基坑开挖周围。在施工中可能会遇到地层含水的问题。在此种情况下开展的施工工作需要将水文地质条件作为核心选择,防排水一般会使用井点降水、冻结法以及钢板桩围堰几种方法开展防水作业。主要是结合实际情况,恰当选择排水方法。在开展明挖法施工作业之前,需明确其关键内容与工序,在不断降低地下水位的基础上,开展各项细节施工工作,从各个环节着手全面把控施工质量,例如边坡支护、结构施工以及土方开挖等。施工工作的质量以及水平并不是单纯受到某一方面的制约,而是带有一定的综合性,在安全施工中,边坡支护起到的作用相当重要。支护时可利用放坡开挖技术、型钢支护技术以及连续墙支护技术三种方式,下面我们对其进行仔细分析。

(1)放坡开挖技术

适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡,必要时采用水泥粘士护坡。

(2)型钢支护技术

一般使用单排工字钢或钢板桩,基坑较深时可采用双排桩,由拉杆或连梁连结共同受力,也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。

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(3)连续墙支护技术

一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽.也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷,同时具有隔水效果,适用于软土和松散含水地层。

(4)混凝土灌注桩

用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土有干拌法和湿拌法两种。支护可采用双排桩加混凝土连梁,还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。

二、先拱后墙法施工细节

先拱后墙法实际上仍是属于上述路堑式的明洞施工方法,因边坡稳定性差,但拱脚地层又有一定的承载能力,即可采用先拱后墙法施工,即将拱部明挖后,随之衬砌好拱圈,然后挖出洞内土石方修建边墙,但应分段并左右交错地进行边墙的衬砌,以策安全。施工时,须开挖上下两个导坑,开挖上部断面时的大量石碴,可通过上下导坑之间的一系列漏碴孔装车后从下导坑运出,既提高出碴效率,又减少施工干扰。当隧道长度较短、岩层又干燥时,可只设上导坑。在此种场合,开挖时可将临时支撑和拱架都支承于坑道中间未被开挖的大块核心地层上,为避免运输和施工的干扰,可先将上半断面完全修筑完毕,然后再进行下半断面的施工。本法适用于松软岩层,但其抗压强度应能承受拱座处较高的支承应力:也适用于坚硬岩层中跨度或高度较大的洞室施工,以简化修筑顶拱时的拱架和灌筑混凝土作业。

三、合理的基坑支护

1.落实放坡开挖

放坡开挖的特点是最经济,条件满足时宜优先采用。适用于硬质、可塑性粘土和良好砂性土,场地足够放坡,有时对坡面采取措施,边坡高度一般3~6m,否则分段开挖,计算验算边坡稳定等。

2.明确挡土支护开挖

(1)水泥土墙支护

水泥土搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成,抗压强度远大于抗拉强度。一般采用水泥土搅拌桩作围护结构以"重力式"挡墙为宜。特点是适宜于软土地基,如淤泥,淤泥质土等。同时具有挡土和隔水帷幕作用。无需支撑和拉锚,施工简单,无排污,噪声和振动小等优点。墙厚则造价较贵,工期较长。广泛应用于5~7m的深基坑围护结构中。

(2)排桩、地下连续墙

特点是排桩支护适用于开挖深度在6~lOm,不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护。排桩支护可以采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩预制钢筋混凝土板桩或钢板桩。地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。其整体性、刚度和防水抗渗性能好,但造价昂贵,工期长。适用与lOm以上开挖深度的基坑,可结合内支撑(混凝土支撑或钢支撑)或锚杆。否则,需要采取超前支护等措施。

结语:当前我国一些地区道路建设显得较为滞后,无法跟上时代的步伐,随着我国经济建设的飞速发展,道路工程成为我国建设发展经济的重要组成部分。明挖法具有掩工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。

参考文献:

[1]陶涛.明挖法隧道施工深基坑支撑的优化方案[J].黑龙江交通科技,2018.

[2]魏发达.明挖公路隧道基坑支护结构分析与施工工艺改进[D].长安大学,2014.

论文作者:张保佳,

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/17

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