探讨浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用

作者： 陈岩

来源：《科技资讯》 2013年第32期

陈岩

(中铁十三局集团第三工程有限公司 辽宁沈阳 110043)

摘 要:近几年来,随着我国社会经济的不断发展,我国地铁建设规模也在不断扩大,地铁建设质量直接关系到人们使用安全。尤其是地铁隧道施工中,应根据施工地质特点,采取科学合理的施工方法。本文通过以某地铁隧道工程为例探讨浅埋暗挖技术的应用,以望对后期的地铁工程提供一定的借鉴。

关键词:浅埋暗挖技术 地铁隧道施工 应用

中图分类号:U455 文献标识码:Ａ 文章编号:1672-3791(2013)11(b)-0038-01

地铁的建设根据不同的地质情况其施工方法也不尽相同,这主要是因为施工现场的地质和水文情况对隧道施工有着很大的影响。浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用,可以根据施工现场的条件,进行合理的施工,达到不扰民,同时也保护生态环境的目的;应用该技术最重要的是有效的解决了隧道的支护和防塌问题。浅埋暗挖技术通过分析超前加固、开挖的时空顺序和台阶的具体长度等,来保证施工的安全,控制地层的沉降以及施工的质量。

1 浅埋暗挖技术概述

1.1 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是在隧道施工过程中根据我国的土质实际而创造的隧道施工方法,也被称之为矿山法。早在1986年,在北京地铁建设中就已经开始运用。浅埋暗挖主要是借鉴新奥法,在以往理论的基础上,根据我国隧道工程的实际条件来确定完善的施工理论和操作方法。和新奥法最大的不同就是,浅埋暗挖技术适应了城市松散土质的条件,能够使隧道的埋深小于或者等于隧道的直径,使隧道的修筑面临最小的地表沉降。浅埋暗挖技术的突出优势就是对城市的交通会造成大的影响,并且无污染。

1.2 浅埋暗挖技术的原理

浅埋暗挖技术最为显著的特点就是埋藏浅,通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动,会对周边环境造成影响,所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求,增加了具体的施工难度。浅埋暗挖技术在新奥法的基础上,结合了我国隧道建设的实际特点,充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩,增加围岩的承受力,并且在开挖后,及时的支护,和围岩形成一个完整的支护体系。此方法主要适用于粘性土层、砂层等地质。

浅埋暗挖设计理论有效的综合了莫尔理论、岩石三向刚性压缩试验、岩石二向压缩应力应变特性,并且充分考虑了隧道掘进过程中的空间和时间效应。其中对支护的结构种类、围岩压力、

围岩变位进行了集中整合,在施工中不断的更新设计。在浅埋暗挖的技术施工中,采用了先柔后刚的衬砌,初衬主要对基本荷载进行承担,二次衬砌是安全储备。

2 分析浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用——以某地铁隧道工程实例

2.1 某地铁隧道工程概况

某地铁隧道上方为城市交通主干道,交通流量较大;区间长线达到1230.45 m双线米,线间距为14～18 m。隧道穿越的土层为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、含砾粉质粘土、强风化安山质凝灰岩、安山岩以及风化安山质凝灰岩等。为确保安全施工和保护环境,需要对洞口的土体进行加固。

2.2 浅埋暗挖技术的应用

(1)隧道浅埋施工方法和支护方法。

首先,根据具体情况和围岩的状况,可以采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、留核心土开挖法。其次,若遇到松散的围岩,在开挖时,必须自上而下分部挖掘。做到先护后挖,确保密闭支撑,在挖掘过程中,挖和封闭相结合。此外,还应该采用超前注浆,注浆材料可以选用水泥浆或者水泥玻璃,以便巩固围岩的结构。或者采用化学注浆进一步加固地层,在进行开挖。再次,衬砌及时,封闭成环。在补衬灌注时,要尽量的减少时间,同时确保形成封闭环,保持隧道的安全。最后,预防流砂。解决隧道中的流砂流泥问题,合理处理地下水。在施工时,应该做到“防、排、截、堵”,结合具体的地质情况,做到综合分析,合理运用。

进行隧道标准面施工时,根据施工环境应该采用上下台阶法,在上台阶时要预留核心土,下台阶时应该放坡处理,坡度保持在3∶1之内。

(2)初次支衬回填注浆。

由于受到混凝土自身质量和喷射混凝土密度的影响,在初次支衬和土体之间会出现空洞,这就容易造成地面的沉降,为了有效的减小沉降,应该预埋灌浆钢管,在拱顶和拱脚的两侧要设置梅花型,确保3～5 m设置一道。仰拱成环后,进行背后回填灌浆,注浆液最好是采用水泥和水玻璃双液浆,为了确保回填的密实度,应该采取间歇式注浆,此外,注浆和静压应该交替进行。

(3)隧道二衬施工技术。

采用定型的模板确定隧道的标准面,根据直线段的施工进度和曲线段的半径影响,把模板设计成9 m+3 m的形式,在直线段进行衬砌施工时使用12 m的长度,在曲线段施工时,去掉3 m,用9 m长度进行施工。具体的施工步骤为:处理基面—— 施工仰拱防水层—— 绑扎仰拱钢筋—— 浇筑仰拱混凝土—— 设计拱墙防水层—— 绑扎拱墙防水层—— 台车模板—— 浇筑拱部混凝土;仰拱采用定型钢模板对其进行混凝土浇筑,中间则采用丝杠进行连接,达到净空目的。根据施工工序的相关要求,二衬将从两端一次向横通道方向进行施工,主要为了使得运输及其各个施工工序的正常开展。最后,需要注意防水层的施工。在初次支衬和二衬间,需要有一道防水层,通常使用厚度为1.5 mm,长度为3 m,宽度为2 m的防水板。并且在防水板和初次支衬间留缓冲层,多使用无纺布。缓冲层预设一定数量的暗钉圈,便于防水板的焊接。

3 结语

浅埋暗挖技术在地下空间建设时有着独特的优势,特别是城市地铁建设中,应用该施工技术可以确保地面不受影响,交通正常运行,管线正常使用,并且减少了对环境的污染。加上该技术集

合标准化设计、超前支护技术以及新型防水技术于一身,很大程度上提高施工质量,确保地铁隧道施工安全。

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