浅埋暗挖地铁隧道施工技术的相关研究

浅埋暗挖地铁隧道施工技术的相关研究

中铁七局集团第三工程有限公司陕西西安710000

摘要:经济在发展,社会在进步,近些年来,我国不少的大城市都已经通了地铁,毫无疑问,地铁的建设和使用都是为了推进城市的基础设施建设以及最大程度的提升城市功能。但是地铁的建设或者说是地下隧道工程的建设以及施工技术和相关的风险预估及对策也应当被重视起来。在地铁隧道的施工过程当中会受到多种因素的影响,其中主要包括地质状况和施工地域周边的环境两个因素。相关的项目负责人必须要做好风险预估,以最大程度上的保证项目建设实施过程中的安全性。

关键词:浅埋暗挖;地铁隧道;施工技术;相关研究

1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: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;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);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;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。

2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。

3地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用

3.1真空降水技术

在地铁隧道开挖中,地下水位较高的情况下,首先要在保证降水速度和质量的前提下,进行降水处理。且要保证降水之后,不会出现隧道反水现象。地铁隧道施工浅埋暗挖技术运用中,采用的是真空降水技术及辐射井降水技术.真空降水技术即将真空泵和抽水管井同时配合使用。其特点是让管井前段形成真空段,再直接将水压到管井内,以提高抽水作业的效率。这一技术主要运用于地质环境的黏土层、粉土层及砂土层。为保证真空降水技术的最佳效果,需要结合实际土层环境,做到有针对性的选用;辐射井降水技术是指在隧道中设置一口较大直径的井,再在井壁上植入若干引水管道,将引入井中的水使用抽水泵集中抽出。其优势是成本更低,效果较为明显,便于推广和普及。

3.2辐射井降水

某地铁的五号线的施工方式主要是采用了浅埋暗挖的施工技术,因为其地铁区间需要穿过的地方很多,环境很复杂,加之布置场地的局限性,常规降水方法的采用不能保障暗挖施工过程在无水的条件下进行。为了更好地确保施工安全性,减少对城市环境和城市交通的影响。经过专家的实际专业分析,该地适合采用和实施辐射井降水技术,施工人员根据隧道施工现场的实际状况,在采用辐射降水技术后,保持了施工在无水的状况下进行,取得了良好的降水效果,其测试结果均符合建筑测量的标准,在城市环境相对复杂的环境下实施降水的困难得以解决,开辟了暗挖隧道的一个新型降水途径。

3.3超长管棚支护技术

为了提高隧道支护强度,满足地铁隧道施工在浅层地表下,对隧道围岩的高强度、高稳定性要求,就要在隧道施工过程中,通常选择可靠的超长管棚支护技术。合理设计匹配管棚的数量和间距,以便形成最高强度的支护,提高了地铁隧道施工的安全性,从而在地铁隧道施工中得到了广泛的应用。

3.4水平冻结技术

在地铁隧道加工中,冻结地铁技术已经得到了广泛的应用,同样也是辅助性施工措施的一种,实施之前做过不少实验,在矿山、斜井中就被成功使用过。在地铁施工中的应用起步比较晚,主要是在盾构法施工时联合使用通道和盾构始发井的地层加固,某地铁的8号线就运用了水平冻结的控制技术,并且是处于饱和含水粉细砂层的环境中被成功实施,所以当前很多的特殊环境也可以应用这种冻结技术。

4浅埋暗挖技术的安全要素

4.1防止土石方的坍塌

施工进行中,施工企业应该对施工区域的地震发生情况进行超前预报,同时应该查看同时期内地震发生情况,并且积极反馈给领导,同时,应该认真研究低端地质的剖面图以及地质勘测报告,如有必要应该使用钻孔探测的方法进行详细的勘察,为正常施工提供可以参考的各项数据,避免施工过程中以及施工结束之后发生工程的坍塌事故。

4.2防止模板出现倒塌的情况

根据我国相关国家规定,并且需严格按照项目设计方案进行施工。同时,拆卸也要符合相关的作业规范。模板以及支撑的材料应该完全能达到工程刚性要求,满足强度、荷载的需求,同时还应该确保尺寸、形状以及位置的准确性。支撑模板的基础要牢固且面积要够大,防止模板受到外力的作用下,而出现下沉的情况。为了从根本上防止模板发生倾覆的危险,安装中必须要根据工程的实际需要设置临时的固定结构。

结语

浅埋暗挖技术在地下空间的施工中具有非常好的效果,能够切实提高城市地铁工程的质量,并且不会对城市交通的运行造成严重的影响,还不会对施工区域周边自然环境造成破坏。施工的过程中,要严格执行设计方案,发挥出该项工程的特点,与其他施工技术有效的结合在一起,从而提高隧道工程的质量,保证地铁交通运行的安全性。

参考文献

[1]周剑.浅埋暗挖地铁隧道沉降控制与分析[J].黑龙江科技信息,2016(07):55.

[2]李海峰.软土地层浅埋暗挖通道冻结法施工数值模拟[J].现代城市轨道交通,2017(02):153.

[3]蒋立福,李晓钟.浅埋暗挖地铁隧道下穿河流施工风险评价[J].价值工程,2017(32):233.

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