1、1探析浅埋暗挖地铁结合部的施工技术摘要:浅埋暗挖法在地铁修建中发挥了不可替代的作用,也取得了显著的成绩,但也存在缺点,如成本较高、施工速度慢、喷射混凝土粉尘较多、劳动强度大、机械化程度不高。文中详细介绍了浅埋暗挖法原理及施工技术,并浅埋暗挖施工技术的应用作了分析,并对其将来的发展前途和问题作了展望,以供大家参考。 关键词:浅埋暗挖法、地铁、应用发展 Abstract: shallow tunnel WaFa played an irreplaceable role in metro construction, also has made remarkable achievements, but
2、 there are also disadvantages, such as high cost, slow speed of construction, sprayed concrete dust is more, the labor intensity big, mechanization degree is not high. Shallow tunnel are introduced in detail in the article WaFa principle and construction technology, and the shallow tunnel constructi
3、on technology in the application were analyzed, and the future development prospects and problems discussed, for your reference. Keywords: shallow tunnel WaFa, subway, application development 中图分类号:U231+.3 文献标识码:A 文章编号: 2一、前言 随着城市地铁建设规模的逐步扩大,暗挖结构对既有交通及周边环境影响小的优点突出,但暗挖工程施工安全风险大,对施工提出了更高的要求。 所谓浅埋暗挖法,就
4、是在软弱围岩地层中,在浅埋条件下修建地下工程,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理,是在开挖中以多种辅助措施加固围岩,充分利用围岩的自承能力,开挖后即时支护,封闭成环,与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地控制围岩过大变形的一种综合施工技术,即按照“十八字”原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行地铁修建的设计和施工。 二、浅埋暗挖法施工原理及特点 1、浅埋暗挖法施工原理 浅埋暗挖法是根据岩土的自立性能在不破坏地表的情况下,利用竖井采用机械或人工掘进的施工方法。 浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散
5、不稳定的土层和软弱破碎岩层施工提出来的。其基本适用条件是:(1)不允许带水作业;(2)要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。浅埋暗挖法是以超前加固、处理软弱地层为前提,采用足够刚性的复合衬砌(由初期支护和二次衬砌及中间防水层所组成)为基本支护结构的一种用于软地层近地表隧道的暗挖施3工方法。它以施工监测为手段,并以此来指导设计和施工,保证施工安全,控制地表沉降。 2、浅埋暗挖法施工特点 (1)城市地铁所处地段周边建筑、交通及地质条件相当复杂,通常需要选取重要有代表性的结构物及地质地段进行工程试验段,通过对试验段的研究与分析,取得相应的数据来指导地铁隧道的设计与施工。 (2)浅埋暗挖隧道施工开挖会对
6、地表产生影响,必须采用超前加固改良地层和适当的开挖方法,设置刚性支撑防护措施,有效地控制坍塌和地表沉降,减少对地面的影响,对城市地面交通的干扰,避免大量拆迁。 (3)浅埋暗挖法适合于各种断面形式(单线、双线及多线、车站等)和变化断面(过渡段、多层断面等) ,具有高度的灵活性。 三、地铁工程浅埋暗挖施工技术的应用 1、浅埋暗挖施工技术在隧道段的应用 首先,结合工程所处区域的地质条件、围岩条件、环境条件等,考虑采取单侧壁导坑技术、双侧壁导坑技术或者留核心土挖掘技术;如果围岩相对松散,则由上到下进行,遵循先支护、后开挖的原则,提高支撑的牢固性;通过进行超前注浆,提高围岩结构的牢固性,以水泥浆、水泥玻
7、璃或者其他化学药剂作为注浆材料,当地层加固之后按照顺序开挖。如果是拱部衬砌或者边墙的混凝土灌注,应尽量控制时间,确保隧道衬砌的安全性、可靠性;在防治流沙方面,应该处理常出现流沙位置的地下水问题;通过防、堵、截等多重治理方法,结合地下水类型、地4质状况、经济利益等诸多要素,选择最佳治理方法。 2、浅埋暗挖施工技术在砂层超前支护的应用 一般情况下,在危险性较大或者断面起伏变化严重的地段,需采取大管棚施工技术,通过吹管吸入的方法,将高压风管插入到管棚中,将其中含有的砂子吹出;对于超前小导管,需要将导管的一端做成尖状,以长度约 2.53.0m 的小导管为宜;将每 2 个格栅之间设置一环,在拱部约 12
8、0、环向距离约 300mm 的位置,完成超前小导管的布置;小导管钻孔的间距约 300mm 左右,为梅花型;在注浆过程中,为了避免发生浆体外溢现象,在小导管末端约 1m 的位置进行钻孔施工;结合工程所处砂层的实际特征,采取引孔打入的方法;首先,采用高压风管进行吹孔;其次,将小导管插入其中,利用棉纱将导管外端漏出的部分堵起来,避免混凝土喷射而造成管口堵塞问题;在导管的外露部分应保持 80100mm 的长度,便于安装管路。完成混凝土的喷射之后,需要进行注浆处理;以固沙剂作为注浆原材料,避免开挖的轮廓中发生浆液外溢问题,节约浆液材料;采取超前预加固施工技术,可满足不同地区的地质条件。结合地质条件的实际
9、情况,选择合理的方法与施工参数。 3、浅埋暗挖施工技术在初支背后注浆环节的应用 由于受到混凝土自身重量、喷射密实度等影响,在土体与初支的背后会发生漏洞;采取预埋注浆方法,其钢管可有效控制空隙发生的沉降程度,其预埋钢管的长度约为 500mm;布置在两侧拱脚和拱顶位置,以梅花型为主;已经仰拱成环之后,需要进行背后回填注浆,注意将注浆压力控制在 0.3Mpa。 5四、地铁工程浅埋暗挖施工技术的注意事项 1、施工过程台阶步距的控制 在单洞隧道施工过程中,一般将上下导洞的掘进间距控制为 35m 左右,可确保有效的封闭成环;如果台阶的长度不足,如果洞内纵向的破裂面超过了工作面,则可能引起洞顶土体的下滑问题
10、,无法保障上洞的稳定性,掌子面的支撑力度也不足,可能引起掌握面朝向已经开挖隧洞的移动变形,发生地层变位,加剧地表沉降,存在严重的施工安全隐患。如果台阶过长,那么在开挖时就会产生较大的纵向变位,不利于上导洞断面的受力,可能造成周围地层的松动,增加了塑性区,而此时拱脚附近的受力过于集中,可能失稳。另外,这种情况也不利于材料的搬运,增加了上下台阶中钢格栅成环的时间,在拱脚位置的上台阶钢格栅容易发生下沉,加剧沉降问题。 因此,应结合实际情况,合理确定台阶的长度:其一,满足初期支护形成闭合断面的要求。如果围岩的稳定性不强,则闭合时间应尽量缩短;其二,考虑上半部断面开挖时所需的空间大小,避免开挖时造成相互
11、影响,拖延施工进度。 2、施工过程隧道二衬的模板控制 如果不能将模板牢固固定,极易发生漏浆、胀模等问题,对墙面平整度、完好度产生影响;在双联拱隧道的隔墙模板中,采取内部纵向、横向分别布置内拉螺栓的方法,根据模板的大小确定纵横向的间距;在模板以外设置外支撑力,将着力点落于平面中,避免某一位置的应力过6于集中,造成模板移动,影响整体质量。 五、结束语 综上所述,要使浅埋暗挖技术不断深入发展和得到广泛应用,还有许多课题尚需深入研究。但浅埋暗挖法以其特有的优势在城市地下空间建设尤其是在地铁建设中占有重要的地位,该法在保证地面交通不中断、管线正常使用的前提下,同时也避免了以往工法对环境污染大的现象发生。在城市地下工程中得到了极为广阔的应用。不断通过解决施工中遇到的难题进行总结,积累了施工经验,为类似工程施工相关参数的选择提供了经验数据。 参考文献: 1 贺长俊 蒋中庸 刘昌用 邹彪:浅埋暗挖法隧道施工技术的发展 , 市政技术 ,2009 年 03 期 2 宋汉甫:浅埋暗挖洞桩法施工发展综述及探讨 , 中国水运(下半月) ,2008 年 08 期 3 汪国锋 李光:浅埋暗挖法在北京地铁隧道施工中的应用研究, 铁道标准设计 ,2008 年 12 期