市政道路下浅埋暗挖隧道施工新工艺探究王宏儒

发表时间:2020/4/9   来源:《建筑实践》2019年第23期   作者:王宏儒
[导读] 近几年来,在城市化进展迅速的背景之下,除了给经济、政治等方面带来诸多有利条件之外,
        摘要:近几年来,在城市化进展迅速的背景之下,除了给经济、政治等方面带来诸多有利条件之外,也出现了空间拥挤的弊端,为了解决拥堵的问题,人们开始重视开发地下空间,尤其是在地下进行隧道施工。采取浅埋暗挖法进行隧道施工,可以充分发挥浅埋暗挖法的优势,减轻对外界环境的影响,占用较小面积,确保地下的诸多管线使用正常以及交通顺畅。因此,本文将探究的重点放在市政道路下浅埋暗挖隧道施工的新工艺上,希望能为有关人员提供一些参考。
        关键词:浅埋暗挖;隧道施工;新工艺
        引言:如今,城市基础建设正在广泛的应用浅埋暗挖法进行隧道施工。浅埋暗挖法沿用新奥法的基本原理,创建了信息化量测设计和施工的新理念:采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系,初期支护承担全部基本荷载,二次模筑衬砌作为安全储备,初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载,这就是浅埋暗挖法的原理。由于地下工程地质环境的复杂性,在应用浅埋暗挖法进行隧道施工之前,必须先勘察和检测地质条件,选用合适的支护材料,对设计信息及时更新,力求保证施工能够安全完成。当前对于浅埋暗挖技术有较多的资料可以参考,所以本文以此为基础,对市政道路下浅埋暗挖隧道施工的新工艺进行探究。
        一、浅埋暗挖隧道的介绍
        浅埋暗挖隧道是将开挖的隧道选取在浅埋地层,通常情况下,将复合衬砌作为它的结构形式,支护环节的最初阶段,可以应用格栅钢架、喷射混凝土等材料进行有效支护。对于二次衬砌阶段,用混凝土为模筑衬砌支护。为了使整个隧道具有良好的防水效果,在二次衬砌施工前需要包裹聚乙烯丙纶防水卷材。施工的主要内容有:第一,对施工环节和监控环节分别进行测量。第二,对于工作竖井进行施工。第三,浅埋暗挖隧道的施工。第四,施工防水层。第五,在进行二次衬砌模筑混凝土进行施工等。具体流程可看下图。要注意在施工时遵守18字原则:管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤测量,应对重难点问题要集中资源重点突破。
       
        二、分析隧道施工采取浅埋暗挖方式的新工艺
        1.对注浆工艺进行改进加固
        由于小导管注浆存在内部各孔不均匀扩散的问题,所以在进行该工程时应当采取双重管后退式注浆而放弃小导管注浆。导管长度的加大会损失浆液压力,再加上导管内部呈现多孔状态再进行同时喷射,使得浆液的压力进一步减弱。对于施工地区存在地质独特、喀斯特地貌显著、地下含水量丰富等区域,会加大注浆工艺的难度,使在喷射浆液的过程中会存在随水流失的现象发生,让砂层难以有效固结。因此,应当使用双重管后退式注浆并结合该工程所在地的地质特色,按照规定有针对性的在固定位置进行注浆,以便按照顺序对孔洞和砂层裂缝集中进行喷射和填充,使其可以针对薄弱环节进行重点注浆,在注浆达到一定水平之后,可根据实际情况渐渐后退一定尺寸,然后重复上一环节再次进行注浆,如此循环往复直至注浆管达到退出钻孔的水平。因为下一次的注浆可以对上一次的注浆进行填充,所以这种方式就能较好的针对薄弱环节进行修复,让注浆分布更加合理均匀,使砂层能起到固结的作用,使隧道施工能够顺利开展。
        2.对注浆参数进行改进
        对于注浆参数根据超前注浆和加固扩散注浆分别进行调整,其中超前注浆应当采取外围护壁注浆参数,将重点放在注浆上,令固结体形成在初支外围,以防止护壁在挖掘时出现塌方。并且使用扩散注浆参数对掌子面进行注浆,使掌子面达到不仅固结体未坚硬,而且形成圆结的粗砂层的目的,以方便挖掘掌子面,避免出现固结体成块坍塌伤人的事件,促进施工进展速度加快。


        3.对降水方法进行改进
        钢管降水井的位置应当安排基坑的外部,集水井的位置应当安排在竖井的内部,在开挖竖井时,应当按照隧道初支底下部一米标准进行挖掘,使该附近区域内的隧道工程的地下水位能够降低形成漏斗,从而使渗水流的压力缓解,创建隧道施工的良好条件。
        4.进行关于安全的风险管理
        首先由于隧道浅埋暗挖工程所处位置具有较复杂的地理环境,工程实施有很大的不确定性,因此为了保障隧道施工的安全进行,需要相关人员进行关于安全的风险管理,以创建该工程的风险管理体系。其次,对于风险管理体系应当进行等级划分,以便根据划分的等级进行不同层次的管理。为了便于划分等级,可将隧道施工风险分为由环境造成的风险和由于人为和其他因素造成的风险,并且将这两类大的等级根据隧道工程的特点分别划分为三个小的等级风险,按照划分等级进行分级管理,对应对风险的紧急预案根据该隧道施工所处位置有针对性地进行编制,以对未来施工项目的安全状况进行评估和预防。最后,当市政道路下的隧道在开展工程时,注意对当地交通状况造成的影响,避免威胁公众安全的事件发生,最好在成本和安全可控的状态下,减少对于交通的妨碍程度。
        三、在浅埋暗挖隧道施工中应当注意的四个问题
        第一,浅埋暗挖技术实施的重点是考虑地表下沉的问题。因此在进行作业时辅助使用其他技术是十分必要的。例如,降水和地层的加固。浅埋暗挖在实施时要注重选择施工方法,特别是针对大跨结构。只有在隧道建设中采取的结构形式和施工方式都能够保证合理,才能够安全、高效的完成隧道建设任务。
        第二,对于开挖面的选择要注重其稳定性和自立性。国家规范对于土壤的自立性做出了一系列的要求:按照自力时间来说,需要保障其能够满足初期的支护工作。在对隧道采取浅埋暗挖方法之前,作为必要前提的预处理以及预加固,是确保能够安全施工和加固开挖面稳定情况的有效保障。
        第三,喷射混凝土是进行浅埋暗挖隧道施工的初期支护主体,在进行混凝土喷射时,由于混凝土的力学性能会受到喷射厚度的影响,所以要注意掌握喷射厚度,因为混凝土支护在无弯矩状态之下具有良好的支护能力,所以若想使支护得到加强,就不能单纯地采取增加喷射混凝土厚度的方式。因此,为了能够做到力学性能的提高,需要使喷射方法合理,例如湿喷或者潮喷。
        第四,在隧道施工采用浅埋暗挖法时,工作中不能带水作业。因为如果施工地是疏干未达标的水地层进行了带水作业,极有可能造成开挖面的稳定性受到威胁,在严重情况下还有可能造成塌方。因此在降水稀少和粉细砂地层等地域都不应当采用这种方式。
        四、结束语
        总的来说,地下隧道工程情况复杂,由于隧道工程中大量应用浅埋暗挖方式,将会有新的问题不断涌现,但是归根到底,还是在研究地下水情况和区域地质条件,因此,针对具体问题进行新工艺的开发是推进未来市政道路下浅埋暗挖隧道施工的重点工作。
        参考文献:
        [1]孙晓宇. 浅埋暗挖隧道平行穿越道路挡土墙影响分析及控制措施[D].北京市市政工程研究院,2019.
        [2]吴萍.浅埋暗挖地铁隧道施工对既有运营道路的影响分析[J].居舍,2018(30):18.
        [3]曹新海,张海丰.浅埋暗挖隧道下穿道路施工及监测技术探讨[J].工程质量,2018,36(08):52-55+66.
        [4]王华川. 浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工影响分析与评价[D].北京交通大学,2018.
       
       
       
       
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