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摘要:随着城市化进程的不断加快,我国城市轨道交通每年新增的运行线路长度飙升,各大城市地铁建设都争先恐后,虽然起步较晚,但总里程已经达到世界第一,发展迅猛。然而目前城市轨道交通主要在北京、上海、深圳等一线城市建设运营得较好,二三线城市还有很大的发展空间。在二三线城市中地铁隧道施工比较常用的施工方法就是明挖法施工,明挖施工具备施工技术简单、快速、经济及主体结构受力条件较好等优势,也是是我国地铁隧道施工中最基本、最常用的施工方法。为确保明挖施工地铁的安全质量,我们必须对明挖法施工控制技术进行深入的研究,为提高我国地铁修建水平提供参考意见。
关键词:地铁隧道;明挖施工;控制技术
引言:近年来我国国民经济不断发展,各大城市对于公共交通的需求不断增多,大小城市地铁建设如雨后春笋般涌现。由于明挖法施工具有施工简单、快捷、经济、安全等优点,城市地下隧道式工程特别是地铁隧道都把它作为首选的施工技术。随着科学技术的不断更新以及施工技术水平的不断提高,明挖法施工在技术上已经有了很大的发展。但是它的缺点依然很明显,主要有会长时间的阻断交通,产生较大的噪音和震动,大气污染等。接下来就对地铁隧道中基坑明挖施工控制技术进行分析。
一、基坑明挖法概述
1、基坑明挖法概念
基坑明挖法主要是指先将隧道部位的岩土体全部挖掉,然后在露天的情况下修筑衬砌,然后再覆盖回填,最后完成地下工程施工的方法。明挖法是目前地铁隧道施工中最基本、最常用的施工方法(如图1)。
图1 明挖基坑土方开挖示意图
2、施工工序
明挖法的施工工序主要为以下几步:场地整平一围护桩施工一旋喷桩止水帷幕施工一冠梁及内支撑施工一基坑开挖一钢支撑设置一主体结构施工—回填一恢复地面。
3、明挖法的优缺点
现在地铁施工普遍采用明挖法,因为明挖法相比较其他的基坑施工方法来说具有较大的优势,首先明挖法的施工方法特别简单方便,并且速度方面较其他方法更加迅捷,能够更快的完成施工,其次明挖法的安全系数较其他的施工条件来说更加安全,对施工人员的生命财产安全具有更大的保障,能够体现以人为本,在经济方面,明挖法更加的经济,比其他的基坑挖掘方法更加的经济,生态环保。基于这些优点,目前地铁的基坑施工方法主要采用明挖法。但明挖法也存在着一些明显的缺点,最主要的就是在采用明挖法时对施工周边的事物影响较大,在施工的周围会设置防护措施,对道路的交通会造成影响,造成交通堵塞、不便等影响;周边道路交通压力增大,对路面的破坏增大;露天施工噪音污染和大气污染严重等!
4、明挖法分类
明挖法目前主要用于地铁轨道建设,但是由于地质条件的不同,周围环境存在差异性,所以使用明挖法时也必须根据具体实际情况具体分析。明挖法内部也有几种分类主要包括敞口明挖法、基坑设置支护结构的明挖法和盖挖法。第一,敞口明挖法。主要是应用在地面建筑物稀少、交通不繁忙、施工场地较大、结构物埋深较浅的地段及城市轨道交通出入地面的区段采用敞口明挖法;第二,基坑设置支护结构的明挖法。主要是在在施工场地较小、土质自立性差、地下水丰富、建筑物密集、埋深大时采用明挖法时基坑要加设支护结构;第三,盖挖法。主要应用于埋深较浅、场地狭窄及地面交通不允许长期占道施工情况下可采用盖挖法施工。即在短期封闭地面交通期间,进行连续墙和钻孔灌注桩作业,开挖和修筑结构顶板,随即回填,恢复地面交通,然后转入地下作业,开挖基坑,修筑楼板和底板,利用隧道两侧的出入口和通风道出土、进料。依据主体结构施工顺序分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法。该法是在既有道路上先完成周边围护挡土结构及设置在挡土结构上代替原地表路面的纵横梁和路面板,在此遮盖下由上而下分层开挖基坑至设计标高,再依序由下而上施工结构物,最后覆土恢复为盖挖顺作法;反之先行构筑顶板并恢复交通、再由上而下施工结构物为盖挖逆作法。
二、基坑明挖施工控制技术
1、控制隧道变形
基坑施工过程中,要同时交叉进行土方开挖以及支撑的安装,并且要坚持“先撑后挖”的原则,在确保安全的情况下要快挖、快撑,尽量缩短时间,要将开挖到位至支撑施加预应力的施工时间,缩短在4小时内。深基坑内进行土方开挖时,要考虑到土质的实际情况,一般开挖顺序为分层、分块、对称、平衡,对于一些地下水较丰富的地区,应该考虑到开挖的基坑不受水土流失的影响,要及时施加钢支撑预应力。若上午和下午监测的钢支撑轴力数据结果差值较大,原因应在于受早晚温差影响,钢支撑容易受到温度的影响。围凛与锚喷面之间的缝隙处,应该在钢围凛安装后充填水泥砂浆,在缝隙下方装膜拖底后在进行充填,从上方灌入水泥砂浆,灌注的同时要用钢筋反复插入,目的在于确保水泥砂浆能够充满缝隙。此外,需要加强监测工作,每天2次观察桩以及周边地面,及时掌握建筑变形和沉降情况,以此作为基础及时采取应对措施。
2、控制施工周期
在地铁隧道施工时,我们都希望在短期内能够施工完成,这样对道路交通的影响也不会太大,但是也要保证施工的质量问题,又快又好的完成地铁隧道的施工,这就需要我们合理组织。首先我们可以加强现场施工的管理,让施工人员合理有序的进行工作,通过加快施工的效率,来保证施工的周期时间;其次我们还可以通过控制施工的工序来缩短施工周期,不同顺序的施工工序需要的时间也是不同的,我们合理规划施工的顺序,保证工序与工序之间的衔接程度,来缩短施工的周期。
3、安全措施及制度
安全问题在各种施工现场中都是尤为重要的,我们要保护施工人员的安全问题,还要保证施工设施和施工现场的安全问题。因此我们在现场施工过程中应该严格遵守安全生产六大规律,安全帽要正确佩戴,服从管理者指挥,遵守劳动纪律,如果在挖土过程中发现管道、电缆以及其它埋设物做到及时报告,严禁擅自处理;土方开挖时存在裂缝及倾塌的可能,需要在挖土过程中,时刻注意土壁的稳定性,出现裂缝和坍塌时,人员应该立即离开,并且采取措施及时处理厂土壁以及支撑的稳定状况,应该每天进行检查,以保障安全作为基础,继续施工,支撑上不能堆放杂物,更不得在支撑上站立和行走。机械设备的状态要在土方开挖前进行仔检查,进行空车试运转,确定运转正常才能进行作业,土方开挖时,避免发生进铲过深和提升过猛的现象。我们把设备应该放置在地基夯实的地点,防止地基不坚实,导致出现设备设施偏倒等安全问题。并且在基坑的周边位置,各种车辆等设备设施不应该靠近,避免在基坑塌方时周边的设备设施倒塌等安全问题。此外,还应积极配合拉铲的清坡、清底工人的工作厂施工现场要有专人负责指挥引导,确保施工安全。
4、监控测量
以验证围护结构和支护结构的设计效果作为出发点,随时监测基坑的稳定和变形情况厂监控测量的数据,可以作为判断基坑以及结构稳定状态的依据;对施工技术的科学性以及合理性准确掌握,以保证施工安全作为出发点,对施工方法进行及时调整;分析监控测量的数据,做到对基坑以及围岩稳定性的变化规律进行准确掌握,以便及时修改或优化施工参数,提高施工参数的准确性。
结束语:明挖法施工技术重点控制监控测量、工艺组织、安全文明和环境保护,不仅能提高安全质量,还能减少投入创造更大的效益!
参考文献:
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[3]周全. 地铁隧道明挖法施工基坑支护稳定性研究[J]. 四川水泥,2016,(04):61+118.
论文作者:王,琳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/14
标签:基坑论文; 隧道论文; 地铁论文; 结构论文; 土方论文; 方法论文; 工序论文; 《防护工程》2017年第31期论文;