地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的具体应用论文_孙晓

地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的具体应用论文_孙晓

中铁北京工程局集团第二工程有限公司 湖南长沙 410000

摘要:浅埋暗挖技术在地下空间建设中发挥了独特优势,该优势突出展现在城市地铁建设中。浅埋暗挖技术将规范化设计、超前支护技术、结构防水技术、地面沉降控制技术等集合于一体,在地铁隧道施工中的应用不但保证了地表车辆交通不受影响,还可实现对生态环境的最大化保护。但浅埋暗挖技术并非在任何环境下均适用,因不同地区地形地貌以底层复杂多变等特征,也就要求浅埋暗挖技术开展时先对隧道地层、支护材料与附近建筑物等情况作出全面监测,将监测到的信息综合利用起来,为后续施工提供参考,使施工设计方案更合理。同时,施工时重点技术环节应严格参照设计要求完成,方可使浅埋暗挖技术发挥更大优势,提高地铁隧道施工质量,保证施工安全,延长地铁工程使用寿命。

关键词:地铁隧道施工;浅埋暗挖技术;具体应用

1导言

浅埋暗挖施工技术的优势主要表现在污染小、不易受外部环境影响等方面,可以实现施工效率的最大化,比较适用于地铁隧道等工期长、施工条件多变的工程类型。但在实践的过程中这项技术也有一定的风险,这就要求相关的施工人员和部门能够认识到常见的技术风险,从而在最短的时间内处理好风险避免发生事故。

2浅埋暗挖技术的特点

浅埋暗挖法属于一种在距离地表非常近的地下开展不同类型地下洞室暗挖施工的方法。当明挖法、盾构法均不符合要求的情况下,即可考虑选用浅埋暗挖法。如北京长安街下的地铁修建工程,则展现了浅埋暗挖法的应用优势。浅埋暗挖法除了可作为独立施工方法进行应用(如深圳地铁六号线)外,还可和其它施工方法相结合,同时使用。足以看出,浅埋暗挖法具有较强的兼容性,能与其它施工法协同使用。现今,浅埋暗挖法的整体配套技术在全球的发展水平都处于领先地位。浅埋暗挖技术的具体施工流程为:①先把钢管打进地层,再注入水泥或化学浆液,实现地层加固。保证开挖面土体稳定为浅埋暗挖法安全开展的前提;②地层加固后,作短进尺开挖。每次开挖进尺的要求也相当高,务必要控制在0.5m以内,开挖后应先初喷5cm厚混凝土,使自承能力提升,且即刻做好封闭,避免围岩风化;初期支护施工的顺序为初喷混凝土→架钢格栅支撑→挂钢筋网→再喷混凝土(20cm);③施作防水层。开挖面稳定性容易受水患影响,若情况严重甚至有塌方灾害。因而妥善进行地下水处理属于很重要的一环;④做好二次支护。通常情况下,需注入混凝土,若有必要应作钢筋设计。当然,浅埋暗挖法的施工应依靠监控测量所获信息作指导,可使施工安全与质量得到保证。

3浅埋暗挖技术的原理

现阶段,在进行地铁工程的施工建设工作中,应用浅埋暗挖施工技术可以提升工程的施工质量,尤其在进行软土地基的隧道开挖工作时,一定要根据施工现场不同类型的地质环境,合理进行软土地层的加固和处理工作。同时,还要注重刚性复合式衬砌结构的应用,以达到施工的预期效果。对于这一施工技术来说,能够对地面沉降问题进行有效的控制,并且施工中可以降低塌方问题的发生频率。对于浅埋暗挖施工技术来说,其基本原理与新奥法的相关施工原理基本相同,但是在此基础上也有进一步的扩展。现阶段,该技术非常适合进行城市地下工程的施工建设工作。在进行具体的施工过程中,浅埋暗挖施工技术主要用到的施工方法为超前加固以及软弱地层的处理技术,同时该技术还能起到保护围岩的重要作用。施工过程中,浅埋暗挖施工技术更多的是利用围岩自身的承载能力,并且采取不同种类的开挖方式,在初期支护工作中进行封闭式的施工。这一过程中,预期支护结构将与围岩结构共同形成一个支护体系,并且初期支护能够承担所有的荷载,这就给后续的施工环节奠定了良好的基础。对于二次垫衬来说,需要采用安全储备的方式,并且它和初期支护共同形成了复合式的衬砌结构,这对于确保地铁工程的顺利施工有着重要的意义。

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4地铁施工中浅埋暗挖技术的具体应用

4.1真空降水技术

真空降水实际上是管井抽水和真空泵相互联系起来,或者是通过辐射井当中的水平渗水井和真空泵连接在一起之后开展抽水工作。使用真空泵在管井或者是水平井当中构建出一种真空环境,促使地层当中水流向水管当中的涌入速度得到大幅度提升,从而也就可以地表水抽取速度做出保证。真空降水技术一般会在粘土及粉土层等渗透系数较小,但是降水深度大的地层中得到应用。某地铁十号线浅埋暗挖含水层以粉土层和砂土层为主,但是因为这种土层本身的渗透系数是比较小的,如果使用常规方法完成降水工作,就难以及时的将透水层当中的饱和水及含水层当中的残留水去除掉,因此在暗挖工作进行的过程中,土层中仍然带有一定数量的水,会对暗挖工作的安全性造成一定影响,因此就需要使用到真空降水技术措施。依据现场隧道掌子面实际施工情况可以了解到的是,在真空降水技术投入应用之后,潜水含水层当中的地下水就会被完全排出,粉土层当中的水基本上被完全抽离出去,特别是可以将粉土层当中的饱和水去除掉,比常规降水方法的降水效果好很多。依据沉降观测结果可以了解到的是,真空深井降水技术实际应用的过程中产生的地面沉降问题,基本上和传统方法降水过程中产生的地面沉降量是相同的。

4.2超长管棚支护技术

某地铁在国内首次应用大跨度单拱单柱双层岛型结果,浅埋暗挖施工,最下的埋藏深度是5.5m,超前支护使用的柱子单根长度为146m,纵向贯通在整个车站当中,总共在支护的过程中使用到103根管棚,这一超长管棚的支护模式是首次在我国隧道施工环节中得到应用,使用非开挖施工工艺一次性完成支护工作,规避常规管棚实际应用的过程中需多次施工这一问题,从而也就可以让地铁支护工作的效率得到大幅度提升。依据实际施工的过程中使用到的管棚实际情况可以了解到的是,精准性是相对比较强的,管棚最多的超出数值为19.5mm,可以发挥出一定沉降减小及坍塌控制作用,和常规管棚相互比较,能够将地表沉降量缩小10mm左右。

4.3远程监测技术措施

因为在地铁隧道施工过程中,既是需要穿越环线区域也是需要穿越既有地铁线路的,为了能够对环线结构安全性及其他线路地铁的运行稳定性做出保证,可以使用远程监控系统对地铁的结果及变形情况做实时动态的监控。依据监测结果可以了解到的是,此监测系统能够在地铁实际运行的过程中正常工作,从测试精度、性能稳定性及自动化水平的角度上进行分析,是可以精准的将新线路施工过程中对原有地铁线路的影响反应出来,及时的去对信息进行反馈和处理,为建设单位施工及运营部门安全措施的施行做出保证,从而也就可以对地铁的运行安全性及稳定性做出保证,促使地铁实际运行的过程中创造出更多的社会效益及经济效益。

5结语

浅埋暗挖技术实现了施工技术的突破发展,其优势明显,效益显著,但是在施工的过程中,需要从图纸、地质条件勘察等方面做好技术应用的控制要点,在洞口、明洞、锚杆等关键施工工作的技术应用上,技术人员需要注意的是要严格按照科学的技术标准来施工,这样才能保证技术应用的实际效果。在地铁隧道的浅埋暗挖技术应用过程中常见的施工风险主要包括水灾风险、坍塌风险和火灾风险三个方面,因此就需要相关的施工人员采取必要的技术性手段集中防范这三种风险。

参考文献:

[1]刘迪.分析浅埋暗挖地铁隧道施工技术[J].江西建材,2017(10):138+140.

[2]张明东,姜金言.浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险探析[J].建筑技术开发,2016,43(12):66-68.

[3]曾君刚.分析浅埋暗挖地铁隧道施工技术[J].低碳世界,2016(30):174-175.

论文作者:孙晓

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/20

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