超浅埋暗挖法隧道地层加固及开挖施工技术简析 邱正松

发表时间:2020/5/20   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:邱正松
[导读] 摘要:在现阶段的城市中,隧道工程建设越来越多。
        重庆桥都桥梁技术有限公司  重庆市  400060
        摘要:在现阶段的城市中,隧道工程建设越来越多。论文以重庆市南坪人民医院地下通道的暗挖超前支护技术为例,分析隧道在超浅埋暗挖施工过程中遇到的问题及技术解决方案,以供参考。
        关键词:超浅埋暗挖法;地铁隧道;地层深孔注浆加固
        引言
        近年来,我国城市交通压力不断加重,为了使城市交通压力得到有效缓解,大规模开展地铁建设势在必行,而在地铁建设过程中,却经常会遇到线路穿越问题,如果应用浅埋暗挖法进行下穿时存在盾构隧道,势必会扰动隧道中的既有结构,进而给隧道开挖带来很大影响,甚至还会因此影响到周边建筑物安全。以期能够降低施工安全风险,确保地铁建设的顺利完成,并为其他类似工程提供相应的借鉴。
        1浅埋暗挖隧道施工技术分析
        1.1开挖技术
        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。
        1.2地层超前加固
        隧道采用深孔注浆为主超前小导管棚护拱顶为辅的加固措施。深孔注浆加固范围为隧道上半断面,沿隧道轮廓线外扩1.5m,每循环注浆加固长度10m,开挖8m后留2m作为下一循环止浆墙,注浆孔间距按0.5m×0.5m布设,浆液扩散半径取0.3m,由掌子面向隧道前进方向先内后外呈辐射状进行多角度注浆,注浆采用二重管后退式注浆机进行。由于隧道覆土过浅,施工初期为了能让加固土体有一定强度,浆液选用了水泥-水玻璃双液浆,浆液配比大致定为1∶2.0~1∶2.5,注浆压力控制在0.3~0.5MPa。开挖过程中,在隧道拱部位置辅于超前小导管(DN32mm、t=2.75mm、长度2.5m、环向间距30cm、打设角度15°、每榀打设)加强拱顶棚护。在前期数个循环的开挖过程中出现了以下问题:(1)半断面深孔注浆加固范围考虑不足,由于下台阶砂砾石地层松散干燥,掌子面频繁出现掉块现象;(2)注浆顺序由里到外进行(掌子面中间向周边逐步扩散)存在缺陷,由于隧道整体覆土较浅及地层多变原因,受先期注浆压力对周边地层造成的扰动,后期浆液往往比较容易找到泄压通道,地面冒浆现象多次出现;(3)水泥—水玻璃双液浆选择不对,虽然已将双液浆中的水泥参量比例下调较多,但是在后期的开挖过程中证明,在以粉土、粉细砂为主的地层中,水泥浆进入该地层后能增加的地层强度十分有限,由于渗透性不好,往往还会影响后续水玻璃在地层中的扩散,在相同注浆体积的情况下,容易引起更大的地面隆起和管线变形。针对上述问题,将方案进行了如下调整:对隧道下半断面进行深孔注浆加固,改良下台阶土体自稳能力;调整掌子面注浆顺序由外到里,先巩固注浆圈后中间挤密;弃用水泥-水玻璃双液浆,改用渗透性更好的改性水玻璃加固土体。
        1.3辅助施工技术
        浅埋暗挖隧道施工具有多种辅助施工技术,在实际施工期间需要联合工程实际情况选择最佳施工方法,全面确保施工进度和安全性,降低施工成本。在隧道施工当中最常应用的辅助施工技术主要包括以下几种:第一,喷射混凝土封闭开挖施工技术,在实际施工期间主要应用干拌法喷射混凝土设备,该施工设备的特点在于构造简单,在进入喷射机之前可加入速凝剂,有效实现连续喷射施工。第二,超前小导管或者超前锚杆支护,对于锚杆施工来说,主要是应用R25中空注浆锚杆,利用系统锚杆注浆锚固隧道岩体,确保其稳定性。第三,深孔注浆加固地层、水平旋喷超前支护;第四,洞内和洞外地下水位处理技术。


        2隧道地层加固及开挖
        2.1项目概况
        重庆市南岸区人民医院地下通道横穿城市主干道,主通道长49m,通道净宽5m;地下通道底面标高距路面为11.95m,设计顶板以上覆土约为4.5m。为减小施工过程中对城市交通的影响,采用浅埋暗挖法进行设计及施工。
        2.2合理排放地下水
        工程建设期间需要排放地下水,若施工人员没有注重该项操作的合理性,将会对土层稳定性和强度造成影响。比如在砂砾地层施工当中过度排放地下水,将会使土层产生超固结问题,导致大面积沉降问题出现。基于以上方面,在施工期间必须加强土层稳定性,注重地下水排放合理性。施工技术人员可以按照工程实际情况采用地下渗水封堵或阻断方式,适当减少排水时间。
        2.3盾构隧道上方地表沉降分析
        根据盾构掘进的进程,盾构隧道上方地表纵向沉降曲线的变化形式同样也可以分为3个阶段,分别为:暗挖成环盾构未到达段、暗挖成环盾构到达段和盾构成环暗挖未到达段。盾构隧道上方地表纵向沉降曲线,此段时间盾构掘进速度很慢,地表沉降和隆起的值都很小;对于暗挖成环盾构未到达段和暗挖成环段盾构成环段,由于暗挖隧道沉降的作用,使盾构隧道段地表产生沉降,并且在暗挖掌子面附近产生一个沉降极小值。随着距离暗挖掌子面越来越远,沉降值逐渐减小,最终趋于稳定。而盾构成环暗挖未到达段的地表受盾构掘进而明显隆起。
        2.4开挖及初期支护
        隧道分左右线相邻独立设置,采用CD法分两导洞施工,开挖时各导洞错距5~8m,导洞分上下台阶,上台阶开挖高度2.5m,下台阶开挖高度3.2m,台阶错距3~5m,每榀进尺0.5m,在上下台阶节点板位置设置锁脚锚杆(准32mm×2.75mm、长度3.0m、打设倾角水平10°~15°,采用水泥浆填充加固),初期支护采用格栅网架+C25早强喷射混凝土支护,结构厚度0.35m。施工过程中,由于受到既有10号线地铁列车运营振动影响,加之施工空间比较狭窄活动空间受限,一个开挖循环所需时间较长,掌子面容易出现土体滑落及拱顶掉块等不稳定现象,不利于开挖安全。后经多方研究决定,将隧道原CD法两导洞开挖调整为CRD法四导洞开挖,通过增加小导洞,免除各作业面之间的施工干扰,减少开挖面从开挖到封闭成环的时间,进一步做到快挖快封闭,降低开挖施工风险。
        结语
        综上所述,本次研究主要是围绕浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制展开讨论,通过此次研究可以看出,在隧道工程中应用浅埋暗挖法具有显著优势,不仅能够加强施工操作安全性,还能够有效控制地面沉降问题,确保整个工程建设顺利进行,基于以上分析可见,在隧道工程施工期间可以推广应用浅埋暗挖施工技术。
        参考文献
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        [2]杨敏.浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制措施探讨[J].江西建材,2017,14(23):177+180.
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        [5]马立忠.浅埋暗挖法隧道小净距下穿公路隧道施工技术研究[J].铁道建筑技术,2016(4):53-57.
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