浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用

发表时间:2021/4/19   来源:《工程管理前沿》2021年1月第2期   作者:申开昌
[导读] 浅埋暗挖是指在与地表相距较近的地下从事不同类型的地下洞室开挖,浅埋暗挖实际上就是覆土厚度很小的地下洞室开挖。

        申开昌
        身份证;53212819870903****
        摘要:浅埋暗挖是指在与地表相距较近的地下从事不同类型的地下洞室开挖,浅埋暗挖实际上就是覆土厚度很小的地下洞室开挖。对于浅埋暗挖隧道,施工中必须做好注浆加固,并在此基础上采用适宜的开挖方法,加强初期支护、排水和二次衬砌施工,以确保隧道开挖顺利进行、保证工程质量。本文对浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用进行分析,以供参考。
关键词:浅埋暗挖;市政工程;隧道施工
引言
        在市政工程建设作业持续发展的背景下,地铁、管廊等工程建设项目日益增多,多数工程项目地下建设作业中均需通过浅埋暗挖的方式开挖作业断面,以进行后续施工作业。本施工技术实现了浇筑作业与开挖作业同步进行,具有施工速度快、质量可靠、结构安全等优势,备受工程实践青睐。
1浅埋暗挖技术介绍
        浅埋暗挖技术是一种新奥地利施工方法,英文简称为“NATM”,浅埋暗挖技术合理的应用,围岩使用多种收单进行加固处理,可以促使围岩负载能力的提升,之后对隧道进行挖掘,并快速进行支护围岩操作,支护结束之后对围岩做封闭处理,从而使围岩形成一个环并和支护共同的支护系统,最大化减少围岩变形情况的出现。浅埋暗挖技术既有显著的应用优势,同时也存在一定的问题,即该技术的施工较为复杂。浅埋暗挖技术在具体施工时,施工人员经常会应用复合式衬砌方式,即内外两层。在实际的隧道挖掘时,外层衬砌的支护会运用到钢筋网、钢架等,并需要在支护结束后对稳定性进行实验,在合格之后则开始进行内层衬砌支护。在内层衬砌时,一般会使用到模筑混凝土,同时也需要做好内外层的防水工作。若隧道地层是无水情况,则在应用浅埋暗挖技术进行支护时,需要采用水泥砂浆实现防水。
2浅埋暗挖技术原理与适用范围
        浅深暗挖技术以新奥林匹克法的实施原则为基础,通过纳入信息设计方案和实施技术,可以实现测量和控制等基本实施环节的实时要求。浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工实践中得到应用,基本荷载力由初始支护结构和复合衬砌结构同时承担,二级衬砌结构用作安全储备,特种荷载力由{ 1 }结构分担。{ 2 }此外,在浅深暗开挖技术的实际应用中,通过应用辅助工程和先进支护等各种技术,充分调动围岩结构承载力,结合施工现场的实际情况,对加固围岩结构进行了改进目前,在地铁开挖、地下停车场施工、铺设地下管线等多种工程实践中,浅暗开挖技术得到了深入的应用和试验,获得了丰富的应用经验。
3浅埋暗挖技术要点
        3.1超前支护
        为有效避免隧道开挖过程破裂等问题,合理控制施工区地面下沉问题,保护地下现有管道,施工前用小支管处理隧道结构拱部分,优化位置;所用的小型正面-护栏长度为2毫米,环形方向间距为0.3米,纵向间距为0.5米。在开始开挖处理之前,应根据隧道拱门的位置设置进气管,环形方向间距为300毫米,如下所示 根据工程设计方案控制外部插入角度,并使用气枪输入方法进行处理。 喷射处理前,施工表面应按照适当规范布置钢筋网片,然后喷上混凝土喷涂层,以提高开挖表面的整体稳定性和施工安全性,可用作挡土墙注入过程应确保不存在外部因素造成的渗出现象,并应根据地形地质条件的变化调整实际压力,不应盲目升高或降低。
        3.2隧道支护与防水
        首先对上台阶土方实施开挖,上台阶实际上就是拱顶,在开挖过程中应预留核心土,避免坍塌。在掘进达到0.6m后,方可安装上拱架,并在两榀拱架之间挂设钢格栅,然后进行锚喷。

待上台阶的进尺达到洞径的1.5倍后,方可对下台阶实施开挖。在开挖下台阶的过程中也要预留好核心土,同时每掘进0.6m就进行一次立墙拱架安装。最后依次焊接上拱架、地面封闭钢筋,同时连接好纵向钢筋,挂设钢筋格栅,再喷射墙体和仰拱混凝土,以形成完整且封闭的初支结构。混凝土的喷射应分段和分片实施,按照从下到上的顺序进行,先喷射格栅钢架和拱壁间的空隙部分,再喷射钢架间的部分。在喷射时应做好分层,每次的喷射厚度都要以具体的喷射部位与设计厚度为依据,拱部的喷射厚度为5~6cm,边墙的喷射厚度为7~10cm,上一层喷射的混凝土凝固后方可喷射下一层。一般是先喷射墙脚再喷射墙顶,同时先喷射拱脚再喷射拱顶,以此防止产生死角。
        3.3格栅与网片安装
        土方工程完成后,应及时安装格栅,主支座格栅应在隧道外处理,实际加工误差应小于10mm。在具体开始安装之前,必须清理任务区内的浮土和碎片。对于格栅的布置和实施,所有流通台阶中的格栅应放置在同一平面上,误差不大于20mm,接下来将连接筋应用于纵向位置形成整体,两侧布置φ 6.5 @ 150mm × 150mm焊接钢筋网板为防止结构铺设后变薄,应在各连接板下安装方木,然后立即在每侧推2.5米φ42锚,确保锚网焊接牢固,符合工程施工要求,然后应当指出,实施附件中剩馀的土壤应在混凝土喷射前进行清理,喷射应自下而上分层处理,喷射的实际厚度应控制在70毫米上下,喷射与喷射表面之间的距离应始终在0.0至0.0之间喷射完成后,必须及时安排,以确保其平整,同时防止出现诸如露珠和反弹之类的问题。
4市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术的具体应用
        4.1真空降水中的应用
        一般情况下,真空降水是通过将管井和真空泵桐两者相结合,之后与辐射井相连,采用水平渗水的方式,对渗水进行有效的控制。实际上,真空降水就是通过真空泵的真空情况,即水在真空的影响下,进入管道内,进而促使水位下降。施工工作人员通常会在黏土层、粉土层的降水处理工作中使用真空降水的方式,其主要原因是由于黏土层渗透能力相对较差,若采用传统的方式将会无法排除土层中的水分,进而影响后续的隧道施工,带来严重的安全事故[7]。根据实践调查发现,通常会将真空降水应用在掌子面进行施工作业,这样可以保障全面排除地下水,同时也可以将粉土层中的水有效排除,与传统的排水方式相比,有着十分显著的特点。
        4.2管棚支护中的应用
        市政工程隧道施工过程中,应用了大跨度单拱单柱双层岛式结构,在应用浅埋暗挖技术时,隧道最小埋深度为5.5m使用每根长146.5m直径为11.4cm×0.5cm的管棚,进而可以最大化发挥管棚的作用。这样的施工方式在我国是第一次出现,并且是一次性的施工流程,可以有效减少多次施工对整个施工造成的影响。这样的施工所使用的管棚精度十分高,中心偏差均在1.9cm内,而且在一定程度上减少了下沉和倒塌情况的发生,同时与传统管棚相比,实际下沉有效减少了0.1cm。
结束语
        综上所述,浅埋暗挖法施工技术目前已被广泛应用于市政工程隧道开挖作业实践中,随着相关经验的不断累积,展现出了良好的经济性及适用性优势。
参考文献
[1]周长村.浅埋暗挖双连拱隧道导洞全断面帷幕注浆技术应用[J].福建交通科技,2019(06):77-79.
[2]崔向阳,郭鸿雁,江星宏,李科,刘鹏.浅埋暗挖隧道下穿岩溶施工方案优选[J].地下空间与工程学报,2019,15(S2):724-728.
[3]龚旭东.硬岩地层浅埋暗挖隧道成拱效应分析[J].铁道工程学报,2018,36(12):58-64.
[4]唐俊伟.浅埋暗挖隧道施工安全质量控制措施研究[J].中华建设,2017(12):102-104.
[5]司小波.浅埋暗挖隧道施工安全风险策略[J].工程技术研究,2017,4(22):151-152.
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