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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-28 15:54:43
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制

2019/8/9 15:17:00 市政工程 张皓哲
资料简介

摘要 :随着经济的高速发展和城镇化推进过程的加速,土地资源成为制约经济发展的一个因素,变得日益紧缺。与此同时,人们的环保意识越来越高。目前,许多城市面临交通拥挤、环境污染等一系列问题,其中交通拥挤问题最为突出,不断减缓了经济发展速度,而且给人们生活带来很大影响。由于隧道工程位于地下,可以有效地节约土地资源,并保护环境。对此,本文首先对浅埋暗挖法隧道施工技术原理进行介绍,然后对浅埋暗挖法隧道施工技术要点以及地面沉降控制措施进行详细探究,以期为实际工程提供借鉴。

浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制

张皓哲

中铁十九局集团第五工程有限公司 辽宁大连 116100

摘要:随着经济的高速发展和城镇化推进过程的加速,土地资源成为制约经济发展的一个因素,变得日益紧缺。与此同时,人们的环保意识越来越高。目前,许多城市面临交通拥挤、环境污染等一系列问题,其中交通拥挤问题最为突出,不断减缓了经济发展速度,而且给人们生活带来很大影响。由于隧道工程位于地下,可以有效地节约土地资源,并保护环境。对此,本文首先对浅埋暗挖法隧道施工技术原理进行介绍,然后对浅埋暗挖法隧道施工技术要点以及地面沉降控制措施进行详细探究,以期为实际工程提供借鉴。

关键词:隧道;浅埋暗挖法;沉降控制

引言

在浅埋地段隧道施工中,可采用暗挖施工方式。隧道工程浅埋暗挖法的应用基础是新奥法,在具体的开挖施工中,需要对围岩进行加固处理,并及时做好支撑结构,形成完善的支撑保护体系,充分利用围岩的自承能力。但是,在隧道工程施工中,容易受到周边环境因素的影响,因此,对浅埋暗挖法隧道施工要点进行深入研究迫在眉睫。

1 施工原理

浅埋暗挖法作为我国地铁施工中的一种常见施工方法,有着实用性强的应用特点,还可以保障地铁工程的整体施工质量。通过浅埋暗挖法能够对松散土质起到良好的处理效果,将地铁隧道的埋深控制在预定直径之中。此外利用该施工方法还可以在不影响地面交通以及周边生活环境的基础上进行工程施工,施工质量也能够得到有效的保障。浅埋暗挖法的施工步骤如下 :进行施工准备—做好超前小导管布设—进行混凝土灌浆处理—土方开挖—钢拱架施工—钢筋网片以及连接筋施工—喷射混凝土—防水处理—二次衬砌。采用浅埋暗挖技术进行地铁隧道开挖工作时,可以在挖掘过程中进行混凝土浇筑工作,隧道埋深也能够得以保障。此外该施工技术对于表层的影响非常小,但是实际施工过程中依旧可能导致地层表面出现一定限度的移动情况。针对这一问题,要求施工企业在采用该施工技术时,要保障支护、灌浆以及排水能够充分满足工程的具体施工需求。

2 浅埋暗挖法的具体应用

2.1 地表注浆加固

因为铁路隧道浅埋隧道的掌子面的先行下沉量很大,所以需要地表加固。铁路隧道的地表加固一般采用地表注浆的方法。铁路隧道的地表注浆一般是根据地质的地理水文情况、开挖方法,深埋的深度及洞深的支护等进行操作。地表加固以加固前方掌子面地层,改良地层结构,使注浆材料在稀软的地质层进行加固和凝结,并使导管和土质加固在一起,增加岩层的支撑力,防止支护下沉。一般的铁路隧道加固是沿隧道的最大的开挖角度呈45°往上。进行混凝土注浆时应先由外围到内围,从洞外到洞里的顺序进行。

2.2 支护施工流程

①在采用浅埋暗挖法进行工程施工之前,首先需要施工单位做好对围岩基本情况的分析工作,在此基础上进行施工方法的合理使用。常见的浅埋暗挖法包含有台阶法、CRD法以及CD法等。②支护工作是浅埋暗挖法的具体作业环节,只有保障支护施工的效果,才能够为后续的挖掘施工奠定良好的基础。在支护施工过程中要保障施工区域的密封效果,还要积极采用超前注浆的方式来进行工程施工,借此促进围岩结构的稳定性跟承力水平得到进一步的提升。在超前注浆方法中主要采用的是水泥浆或者水泥玻璃双浆两种类型,而只有支护效果达到预定的工作要求之后,才能够进行后续的工程施工。③衬砌需要及时封闭成环。在补灌工程施工中,需要适当加快施工速度,保障形成封闭环,借此来保障后续隧道工程施工的安全性。④在支护施工中要预防流沙等施工问题发生,避免地下水以及流沙对于工程施工造成的影响,因此在具体施工之前,还要充分考虑到施工地理环境,保障整体施工质量。

2.3 洞身开挖

铁路隧道开挖之前应先对隧道的断截面以及岩石的整体情况进行综合评估之后再采用与支护条件能够匹配的开挖方法。在施工中隧道工程建设的质量和工人安全的基础上要结合铁路隧道现场的地质情况选择最合理的开挖方法。环形开挖留核心土法特点是增加了施工工作面,有前后干扰较小的优点,一般适用于两车道的铁路隧道。三车道及三车道以上的铁路隧道建设,一般使选用双侧壁导坑法或者 CRD 法进行施工,优点是分别开挖、分部成环,节约时间,结构受力均匀不易变形,但是施工较难。哪一种的开挖方法都有自己的优缺点,所以采用时都必须充分了解当地铁路隧道的地质情况,探测清楚,综合评估之后选择最适合的开挖方法。

3 沉降控制

3.1 优化施工方案

在隧道工程施工前,首先需制定科学合理的施工方案,然后根据施工方案组织施工。因此,为了对浅埋暗挖隧道进行地面沉降控制,要求根据沉降控制要求完善施工方案,合理选用施工技术方案,并对施工细节进行优化设计。合理预估施工过程中可能会造成沉降量增加的因素,并制定应对方案,以完善的施工方案组织隧道工程施工。通过优化施工方案,还能够保证隧道工程各项施工环节的有效衔接,进而节约工期,提升施工效率。

3.2 深孔注浆试验

(1)深孔注浆试验方案的设计。设计2个试验段,长度均为10 m。试验段一:浆液为水泥浆,加固范围为隧洞开挖轮廓线外3.0 m。试验段二:浆液为改性水玻璃,加固范围为隧洞开挖轮廓线外1.5 m。通过对不同试验段隧洞开挖轮廓线外不同厚度土层的预加固效果进行比较,优化深孔注浆参数,从而达到如下目标:减小地表沉降;减小坍塌概率,确保施工安全。(2)深孔注浆试验方案的实施。深孔注浆帷幕采用ZLJ-250煤矿用坑道钻机进行钻孔。深孔注浆每一循环做12 m,开挖10 m,留2 m作为下一循环的止浆墙,以防止正式注浆时浆液外溢渗漏。掌子面喷射30 cm厚C20混凝土进行封闭,然后按要求进行孔位放线、钻机定位。注浆按先四周后中间的顺序进行,周边孔向外倾角为3°~5°,在止浆面上测量放点,定好孔位,孔位偏差为±3cm,入射角度偏差不大于1°

3.3 初衬后回填注浆

隧道初衬施工过程中,为便于后期施工过程的回填注浆,需要在隧道拱部沿纵向每4m预埋一根注浆管,注浆孔布置在拱顶拱腰,注浆管为φ32×3.25花管,梅花形布置,长度为1.0m。为防止混凝土施工时浆管被堵塞,需要先用塑料泡沫或海绵将注浆管填堵,避免混凝土进入,保证后期注浆顺畅。背后回填注浆在初衬结构完成后,并且混凝土强度达到设计要求后即可进行注浆施工。初支背后回填注浆落后初期支护施工不大于4m,一般每10m初衬结构封闭后即可进行注浆。注浆过程采用活塞式单液注浆泵注浆,浆液采用0.8∶1~1.5∶1水泥砂浆,以初支与土层密贴为原则,注浆压力控制在0.3MPa左右。若初支有局部渗漏水的地方可根据情况选用双液注浆泵注水泥~水玻璃双浆液进行补浆堵水。注浆完成后,立即封堵住浆孔,防止浆液外流。

结束语

在隧道工程施工过程当中,浅埋暗挖隧道工程施工法必须要对地表塌陷问题进行有效的控制,工程施工单位针对不同的施工地质条件和环境条件,提出相应的地表塌陷控制措施,有效保证后续行车的安全性和稳定性,实现工程施工单位良好的工程效益。

参考文献

[1] 王彬旭.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制研究[J].山东工业技术,2019(8):119-120.

[2] 杨鉴波.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J].商品与质量,2018,(9):76-77.

[3] 方华,顾鑫杰.浅埋暗挖隧道铣挖开挖方法研究[J].工程建设,2017,49(03):71-75.