城市地铁施工技术中浅埋暗挖法的应用

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:夏德旺 田校锋
[导读] 摘要:在轨道交通建设中,浅埋暗挖法被广泛应用,其已成为当下城市地铁质量保证的重点技术之一,主要原因是其有着经济、安全、适应性强的特点,除此之外,以上两种技术的结合和不断提升,也保证了城市地铁质量的提升,在施工上取得了较好的效果。
        中交隧道工程局有限公司  北京  100004
        摘要:在轨道交通建设中,浅埋暗挖法被广泛应用,其已成为当下城市地铁质量保证的重点技术之一,主要原因是其有着经济、安全、适应性强的特点,除此之外,以上两种技术的结合和不断提升,也保证了城市地铁质量的提升,在施工上取得了较好的效果。
        关键词:城市地铁;浅埋暗挖法;应用
        1 前言
        随着我国经济的蓬勃发展,我国的交通网络也越来越发达,特别是城市的地铁交通,地铁交通的出现就像一个转折点,它给人们的生活带来了非常重大的变化,覆盖整个城市的地铁交通让人们的出行更加便捷。地铁隧道的修建不是一蹴而就的,它凝结了工程人的劳动与智慧,浅埋暗挖技术就是人们智慧的结晶。
        2浅埋暗挖技术的实施原理和特点
        在隧道施工中,浅埋暗挖技术的实施,需要建立在施工环境原有的岩层架构基础上,在其自有的支撑结构上再架设支护围挡,利用人工技术和施工环境相结合,使其成为一个整体,并能够发挥最大的支护价值。在实际的施工过程中,普遍遵循风险超前预报预测、注浆环节严格管理、缩短隧道开挖长度、加强支护手段、加快封闭速度、增加勘探测量等施工理念,才能够确保隧道施工质量得到安全有效的保障。
        同时在隧道工程应用中,浅埋暗挖技术具有较大的安全优势,不仅能够满足实际的施工环境条件,还能够将原有的岩层质量进一步地加固升级。但是在实际应用过程中,由于地质结构、岩土环境的不同,也比较容易出现地表结构崩坏而产生沉降、形变等情况,这就需要在技术应用期间,根据实际施工环境科学合理进行加固维护,才能为工程奠定坚实的基础。
        3浅埋暗挖法及其实践
        由于浅埋隧道施工时对地面土层有明显的影响,有必要控制隧道开挖进度、土体沉降等方面保证隧道具有足够的强度、稳定性和安全性。在地铁工程中,通常使用浅埋施工的方法,但浅埋隧道施工过程中容易发生沉降问题,可能会损坏地下管线,并越来越严重,最后导致破裂及地上建筑物的变形,而浅埋暗挖法能够有效地解决这一问题。因此,在城市地铁建设过程中,浅埋暗挖法最为常见。
        4浅埋暗挖法在地铁隧道中的应用
        浅埋暗挖法在隧道施工中的应用体现在以下几个方面:
        4.1真空降水技术
        通常在隧道开挖施工中会遇到地下水位较高的情况,这种情况下就有必要将隧道的水位降到指定高度。降水也有一定的技术要求,在降水过程中,既要保证降水速度和质量,也要保证最终的水位达到施工要求,并且不会出现水位回升的情况,而真空降水技术就可以很好地做到这一点。工程上,真空降水技术其原理是将降水井管进行密封,而后用真空泵抽取,在井管前端形成真空状态产生的负压,使地下水以及土壤之中的水分被直接压入管井,这样,原有地下水会被吸出,土粒之间的水分减少,地下水位也会随之下降。真空降水技术在应用时,要确保管井具有足够的密闭性,这样才能使泵的输送效率得到保障,从而达到最好的降水效果。
        4.2辐射井降水技术
        辐射井降水技术与真空降水的相似之处在于,其目的是一致的,都是为了降低地下水位。但是,两种方法最大的区别在于,辐射井降水技术在施工的过程中,需要在隧道中插入直径较大的管井,并在井壁上设计较多的引水管,保证水体能够被导至井中。此时,大井里的水通过水泵集体抽出,此种技术被称之为辐射井降水技术。而浅埋方法的真空脱水技术主要是针对黏土层、砂土层或者粉土层。因此,在施工时,还要结合土层环境进行选择,确保降水技术的正确有效应用,从而达到施工目的。
        4.3浅隧道支护法的技术应用
        由于地铁隧道施工低于浅表面,对于隧道的围岩稳定性和强度的要求较高。因此,有必要在施工过程中采取支护手段。进行支护施工时,全部基本荷载由初次支护承担,在安全储备设计方面,使用二次模筑衬砌。初次支护与二次模筑衬砌共同承担特殊荷载。若围岩强度不满足初次支护要求,还需要拱架进行超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩的自承能力,最后进行喷锚。如围岩强度较好,只需要进行简单的锚杆挂网喷锚支护。

二次模筑衬砌属于后期支护,简称二衬,就是用衬砌台车浇筑混凝土。初次支护与后期支护的目的都是为开挖工作创造良好的施工基础。支护的最终状态,是封闭环的形成,使封闭环与围岩共同作用形成联合支护体系。
        4.4大管棚施工技术
        在工程中,大管棚施工技术在浅埋暗挖中被普遍使用,项目在施工过程中,首先进行三通一平的工作,对人员的操作顺序以及工艺步骤进行控制和管理,对放线工作完成后进行精确的测量,以保证整个工程的顺利展开,然后对轨道在铺设过程中的重点进行设计和要求,接着进行大管棚施工。使用管棚支护技术在地铁隧道施工时,应该合理的选择管棚的数量和间隔,以便有效地改善管棚的支撑强度,提高地铁隧道施工的安全。
        4.5大管棚施工方案选定
        暗挖从浅层进行理解,就是对于一些特殊的挖掘环境不能提前解决,比如在挖掘中,经常会遇到特殊的岩层,如硬度高、无断面的岩层,需要进行特殊的处理。项目在进行时,使用潜孔锤钻进法进行施工,此方法在使用的过程中对粗砂、以及花岗岩的处理都有较好效果。在施工过程中,对于黏土层和带有卵石的黏土层这一类比较特殊的土层,采用水切钻进法进行施工。此种方法的特点是可以和注浆过程一次性完成,注浆水灰比以1∶1为准。注浆过程中的压力保持在0.5MPa~1.0MPa之间。按照此设计比例进行,才能够保证工程质量。
        5浅埋暗挖隧道施工安全质量控制措施
        5.1整合风险源头
        针对隧道项目工程方案,对工程的环境进行合理的调查研究,针对水文情况、地质情况等进行综合的评估,分析当前环境地下设施、线路、周边设施等的位置,针对环境中的天气情况、季节气候等客观因素进行调查,并按照工程的标准,将风险因素进行整合归类,将其作为质量控制措施制定的依据。
        5.2制定风险应急处理制度
        根据风险源头,来制定解决措施,针对隧道挖掘中出现的历史问题和工程经验,制定应急处理制度,整合风险信息和资料,完善应急预案,并结合相关专家的经验和理论,制定严格的应急预防措施,针对工程项目中监控系统的预警系统,引进先进的信息技术,利用智能定位系统对地下人员、设备等进行实时的监控,保证能够在紧急事件突发时及时的启动应急救援预案。
        5.3完善地质环境
        隧道工程的选址是经过综合考虑之后制定的,因此当施工环境具有施工缺陷的时候,需要采取相关的方式来改善地质条件。在选择相应的支护方式之后,利用防御、深层注浆的方式,来改善岩土的质量,降低地质的松散程度,为支护结构的施工提供环境基础。
        5.4制定合理的施工方案
        浅埋暗挖技术在隧道工程中能够有效的稳定工程变量的质量,工程变量指的是工程中容易出现问题的因素,水文、岩层、土壤等。针对不同的变量情况,来制定合理的施工方案,从施工技术和方式的选择上入手,将台阶开挖法的价值最大化,根据隧道工程的实际情况来调整台阶开挖法的使用方式,针对台阶长度选取、核心土层预留等都需要在工程方案的基础上,进行调整。
        结束语
        轨道交通在正常施工的过程中,其工程质量与施工技术有着千丝万缕的联系,相关管理部门应不断总结施工管理经验,以确保各项技术的正常进行。文章基于浅埋暗挖法的简要介绍及其实践,针对城市地铁施工技术中浅埋暗挖法的应用进行探究,以期浅埋暗挖技术能得到良好地应用。
        参考文献
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        [3]徐明.关于浅埋暗挖法技术及其在地铁建设中的应用[J].建材与装饰,2018(46):255-256.
        [4]韩竹青,卞正涛,张宏.浅埋暗挖机械化施工技术在城市轨道交通工程中的应用[J].建筑技术,2018,49(11):1166-1168.
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