中铁隧道局集团有限公司 广东省广州市 510000
摘要:随着社会的发展,我国的隧道施工技术的发展也有了进步。在浅埋地段隧道施工中,可采用暗挖施工方式。隧道工程浅埋暗挖法的应用基础是新奥法,在具体的开挖施工中,需要对围岩进行加固处理,并及时做好支撑结构,形成完善的支撑保护体系,充分利用围岩的自承能力。但是,在隧道工程施工中,容易受到周边环境因素的影响,因此,对浅埋暗挖法隧道施工要点进行深入研究迫在眉睫。
关键词:浅埋暗挖法;隧道施工技术;地面沉降控制
引言
在隧道施工中,一些工程地质地表松散度比较高,如果单纯地依靠传统的隧道工程施工技术,施工效果不甚理想。在这种情况下,可充分利用浅埋暗挖施工技术组织开展施工。但是在具体施工过程中,受到多种因素的影响,极容易产生地面沉降现象,进而给工程施工带来了一定的危险。
1浅埋暗挖法隧道施工技术的原理与原则
1.1原理
在浅埋暗挖法施工应用中,一般情况下多采用复合衬砌的方式。该技术原理主要为新奥法施工,优点表现在初期支护时,能够承载所有的沉降负荷力,然后在二衬施工中,就可以保障整个工程的安全、防水与美观,保障结构的安全稳定。在隧道施工之前,还需要做好充足的准备工作,才能保障浅埋暗挖法的井然有序进行。准备工作包括采用辅助手段,将工程项目的支护围岩进行二次加固,这样就能够保障围岩的自身承载力。通过大量的实践表明,将浅埋暗挖法应用到隧道施工中,都是在地层中的柔软区展开,这样才能高效降低区域围岩的自身承载力,防止出现地面沉降现象。因此在施工的前期,就要加大力度做好支护工作,才能保障工程的质量与安全。
1.2原则
在浅埋暗挖法施工应用中,其应当遵循的原则表现在以下几个方面:第一,需要结合工程项目的实际情况与要求,根据当地的地质地形、气候水文等,选择合适的机械设备与合理的开挖方式。如果地层断面较大或者地层土质较差,就需要做好充足的准备工作,借用辅助方式展开施工。第二,高度重视辅助方法的选择,在辅助施工后,才能够应用大断面开挖法。第三,根据不同的地层与断面情况,选择不同的机械设备。对于机械设备的投入量,不能超过工程造价的10%。第四,在开挖施工中,需要做好密切的监管、控制与测量工作,并且做好记录与反馈。第五,施工工艺需要严格遵循“十八字”方针,即合理排放地下水、开挖施工方法、加强初期支护。第六,要通过多种科学途径,来加快施工进度,提高施工质量。第七,要密切监测隧道内部的通风情况,合理处理好施工、人员以及环境之间的关系。第八,要借助先进的互联网信息技术,来调整好工序时间,掌控好施工进度、安全、质量与环境等因素。
2浅埋暗挖隧道施工技术分析
2.1开挖技术
在隧道工程开挖施工环节,沉降控制要点如下:对隧道工程断面形式以及围岩类型进行勘察,然后据此选用不同的开挖施工方式,比如CRD法、台阶法等等。严格控制开挖面之间的距离,一般要求控制在3m~5m之间,同时尽量减少土体暴露时间,并及时组织支护施工。在隧道工程开挖施工前,对于隧道掌子面,需采用超前注浆措施进行加固处理。在开挖施工中,根据地质条件变化情况,对各项施工参数进行调整,包括格栅支护参数、注浆参数等等,保证土体结构稳定性。对于轮廓土方,应组织施工人员进行人工开挖,并尽量减少超挖现象。在隧道施工之前必须深入勘察施工环境和地质水文条件,并且按照实际情况明确开挖技术选用。对于特殊工程开挖施工来说,首先需要做好试验段开挖,从根本上提升施工安全性。浅埋暗挖隧道开挖施工技术主要应用台阶施工技术,该项施工方法主要是将断面划分为上半断面和下半断面,并对以上断面分别实行开挖施工。在施工期间台阶长度会随着工程进度不断调整,有效应用到各类地层当中。
2.2隧道支护技术
浅埋暗挖隧道施工期间主要应用复合衬砌支护措施,在前期设计支护方案时可以考虑以下三种:第一,以隧道初期支护作为临时支护,以二次支护作为主要支护结构;第二,临时支护需要承担所有荷载,将二次支护作为储备支护技术。第三,联合初期支护和二次支护形成新的支护体系,结合工程实际情况设计支护形式,并且在工程进展过程中进行优化调整。由于隧道施工多以浅层地表施工为主,因此对于地质结构稳定性要求比较高。在施工建设期间需要通过超前小导管施工技术,采用超前小导管循环间隔打设,搭接长度必须大于1.4m。在施工过程中为了缩短注浆时间,则可以将22mm钢筋穿入到超前小导管当中,这样才能够在隧道工程内部起到渗透和挤压效果。待至泥浆稳定之后能够显著加强围岩结构稳定性,还有助于提升隧道抗渗能力。
2.3适度排放地下水
地下水排放过程中将会导致上覆地层,特别是隧道工程周围地层强度改变,刚度随之增大。但是针对砂层以及砾砂等土层而言,过渡排水,将会导致上覆多孔介质土层超固结,导致地表的沉降。所以,在确保工作面平稳的情况下,尽可能降低或者防止地下水排出。结合工程实际情况,采用止水帷幕等方式阻断地下水渗透,地表以及隧道内注浆措施封堵部分地下水。在采用地表或者隧道内降排水方式过程中,应该缩减排水时间。在掌子面挖设之后,采用开挖周围和掌子面注浆等方式保证工作面的平稳性,之后停止排水。结合地质情况,适当调整注浆参数,保证注浆质量。
2.4改变土质结构
在进行浅埋挖隧道施工中,为了有效防治出现地面沉降现象,可在施工中采用改变施工土质结构的方式进行预防。这就要求在具体施工中,可针对隧道局部区域的土质情况,采用超前注浆、深层注浆等方式,对其进行一定的加固处理,改变地层的结构,使得土质更加优化,进而避免施工中地面沉降现象的发生率。需要说明的是,在改善土质结构注浆施工中,可充分利用双液浆、化学浆、水泥浆等对土质结构进行优化。
2.5混凝土喷射
在浅埋暗挖隧道施工中进行混凝土喷射的时候,必须要确保喷射作业的连续性。这就需要在进行喷射施工之前,进行隧道工程通风和送水,之后再开机、给料、停水,并对喷射机器的输料管、喷射机进行有效的清理。其次,在开始喷射之前,还要对喷射机的喷头进行详细的检查,确保其性能良好,对受喷的地方进行清理。再次,在具体进行喷射过程中,必须要保证喷头与喷射面保持90°,并且两者之间的距离应控制0.6~1m之间。最后,在进行混凝土喷射过程中,必须要对水量、水灰比进行合理的控制,确保喷射的表面光滑。
2.6提高施工效率
有效地提高施工效率,也能够避免地面沉降,保障施工质量与安全。提高施工效率,是指缩短隧道开挖的时间,释放地层压力,并将其控制在合理的范围内。这样就能够加快施工进度,有效控制地面沉降。
结语
总而言之,将浅埋暗挖法隧道施工技术运用到隧道工程中,将会受到各种因素影响,例如地上建筑物及地下管道等,使得地表出现沉降或者变形现象。要想实现这些现象的把控,在施工过程中,做好地层情况检查和核算工作,科学设计施工方案,严格按照施工流程操作,可以有效提升施工质量,保证施工安全。
参考文献
[1]王艺纬.土压平衡盾构隧道施工控制技术要点分析[J].中外建筑,2017(6):216-219.
[2]赵森.隧道施工对上部既有建筑结构的影响及防治措施研究[D].兰州交通大学,2016.
[3]张海彦.盾构隧道施工对邻近桥梁桩基础的影响及风险控制值研究[D].北京交通大学,2016.
[4]郑选荣.西安地铁浅埋暗挖黄土隧道围岩变形特性及控制技术研究[D].西安科技大学,2015.
[5]李倩倩,张顶立,房倩,等.浅埋暗挖法下穿既有盾构隧道的变形特性分析[J].岩石力学与工程学报,2014,33(S2):3911-3918.