市政工程地下通道施工技术探析 张金龙

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:张金龙
[导读] 摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,城市地下通道工程的建设也在加快。
        中铁十四局集团第三工程有限公司  山东济南  250300
        摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,城市地下通道工程的建设也在加快。城市地下通道工程,能够在很大程度上解决地上城市交通工程拥挤的问题,如进行地下通道施工,改变人流、建设地下过街通道等,便可以缓解地上交通压力。值得注意的是,城市地下通道施工技术诸多,如明挖法施工技术、盾构法施工技术以及管棚法施工技术等,但在技术选择上需结合工程实际情况,并在施工期间做好防水措施,确保地下通道施工的质量及安全性。
        关键词:市政工程;地下通道;施工技术
        引言
        对市政地下通道的施工技术进行了分析、研究、总结,对现行的明挖法、管棚法、顶进法、盾构法等诸多的施工技术方法作了总结与介绍,提出了市政工程隧道施工中的一些主要环节和施工中新技术的应用,并对这些技术方法的运用提出了一些看法和建议,相信会对今后从事隧道设计、施工有一定的现实意义。
        1地下通道明挖法施工技术
        1.1基坑降水施工
        市政工程地下通道在建设过程中第一步就是基坑降水施工,此施工是后续工程能有效进行的保障,是决定工程施工成败的关键,有助于保障地下通道建设的水平与质量。在基坑降水施工过程中,首先对该区域土质进行分析,了解地基土层的渗透情况,且须在现场进行抽水试验,需专业技术人员来现场验证土质性能,如计算出性能系数K值,计算出应降水深度,再根据K值计算出影响半径R值;计算涌水量,选择适用于地下通道工程的降水方法来进行基坑降水施工。在此基础上选择适合的基坑降水方法,除此之外,还有一些地下通道建设中使用管井井点降水法,根据单井出水量确定降水井数。
        1.2基坑支护
        采用明挖法修建的地下工程,必须对基槽(坑)进行详细严谨的验算,若不能满足安全要求,应采取相应有效措施,确保工程安全实施。主要验算以下几个问题:边坡稳定性验算;地基土强度验算;基坑周围土体变形验算。成都地区浅基坑深度一般为7~8m、深基坑深度一般为15~18m。根据调查总结,成都地铁一期工程全部车站和部分区间地下通道间采用明挖法施工,车站基坑深度一般为15~17m(个别基坑深度达到26m),且基坑大多临近建筑物和地下管线,环境要求高,施工难度大,成都市采用了人工挖孔桩、土钉墙、放坡开挖等基坑支护形式,并取得了成功经验。
        1.3基坑开挖及支撑施工技术落实
        因在此项目中,两侧管线分布偏多,因此在基坑开挖作业之前,需对管线所处位置进行重新核实,比如标高等信息,然后再获得管线管理部门的同意后,再进行施工作业。一方面,在基坑开挖作业过程中,实行流水作业,以时空效应理论为基础,严格遵循“分层、分段、分块、对称、限时”五大要点,然后以“竖向分层、纵向分区分段、先中间后两侧、抽槽支撑,先支后挖”作为施工的基本原则,以随挖随撑施工为基本,使无支撑暴露时间尽可能地减少;并且对于基坑坑底素混凝土垫层,需以随挖随浇作为施工基本原则。另一方面,对于支撑施工,以其中的基坑混凝土支撑施工作业为例,结合施工图设计标准,在基坑围护桩顶进行一道1200mm×800mm规格的钢筋混凝土顶圈梁,其中第1道支撑使用800mm×800mm的钢筋混凝土支撑,第二道支撑位直径609mm×16钢管支撑,第2道围檩为H700×300×12×20钢围檩,基于泵房设置第3道支撑,其形式为斜撑。此外,支撑体系构成包括:直径609mm钢管支撑、800mm×800mm钢筋混凝土支撑、中间立柱桩、连系梁等,并选择使用直撑的方法。


        2地下通道管棚法施工技术
        管棚法的具体操作。市政地下通道的建设路线如果遇到需要重点保护的建筑或其他价值较髙的物体,通常采用管棚法市政工程地下通道施工技术。具体操作流程是在需要绕过的重点保护区域周围,进行地下沟槽的深层挖掘,然后在挖掘洞内通过原木或者混凝土墩对洞的上顶进行固定,并做好防土防水工作。在进行作业时,要做好地下通道的水位测量,防水渗透以及工程降水等措施,基坑的加固和管棚的注浆都要严格按照规范要求进行。由此种方法考虑到施工区域的特殊性,可能会给施工作业带来一定的安全隐患,因此在目前的大多数市政工程汇总不使用管棚法市政工程地下通道施工技术。
        3地下通道盾构法施工技术
        地下通道盾构法施工技术须满足以下条件才能适用:(1)地下通道施工线上可建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井;(2)地下通道的深埋足够深,覆土深度不小于6m;(3)地质条件相对均匀;(4)在建设单条地下通道时要有足够的线距离,洞与洞及洞与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m;(5)连续施工作业长度大于300m。地下通道盾构法施工技术的优点在于施工速度快、施工质量高。盾构机是由多种设备组合而成的,主要有推进设备、挡土结构设备、出土运输设备和安装衬砌机构设备等。地下通道盾构法施工技术是利用盾构机械在软质地基或者破碎岩层中掘进隧洞的施工方法,盾构的外壳与设计通道的形状一致,内部安装了一个盾构机。当盾构机向前推动进行作业时,就能形成与设计要求一致的地下通道。盾构机是地下通道施工的专业机械。近年来,随着科技的不断发展,地下通道盾构法施工技术也在不断进步,现如今,盾构机械设备持续更新,进而提升了施工的整体质量。就目前的地下通道施工来说,机械化程度越来越高,达到了整体施工量的80%。且对地层的适应能力也在逐渐增强,在进行盾构机械施工时,在地下通道的起始端和终端各建立一个工作井,在具体的地下通道施工时,选择好施工的起始端与终端,将盾构机安装在起始端,通过电力推动盾构机的千斤顶,将盾构从起始工作井的墙壁开孔出盾构在地中沿着设计轴线推进,同时出土设备将旋转出来的粘土运输出来,并及时向衬砌背后的空隙注浆,防止底层移动和固定衬砌的位置。
        4顶进法施工技术
        在铁路与公路交叉口,以往多用平立交形式,即当火车进入交叉口前,扳道员即放下栏杆,汽车与行人待火车过后,方可通行,这种方法对于日渐繁忙的公路交通,无疑成了拦路虎。故现多采用立交方式,或是公跨铁的公路立交桥,或是铁跨公的箱式隧道,互不干扰,交通畅行。用顶进法建造下立交车行道与建造上立交相比,其工程投资小,而且在施工中不影响火车的运行,具有极好的环境效应,故用顶进法下穿铁路隧道,已被广泛应用。同理,在已建高速公路下修建立交车行道也可采用顶进法。其他一些特殊环境条件苛求状况下,如两侧建筑物众多,开槽明挖需拆迁量很大时,或基槽很深,开槽开挖需要大量支护工程费用,造价较高时,均可采用之。如:广西南宁市环城快速通道,下穿双线铁路便采用其顶进法施工。
        结语
        综上所述,目前城市地面上的空间资源紧张,留给地上交通发展的条件受到很大限制,而地下交通的发展潜力巨大。针对不同的地形地质条件市政工程部门该结合施工的具体情况和现实因素,综合分析,采用最合理有效的施工方法,维护施工区域的环境,保证地下通道的施工安全和施工质量。
        参考文献:
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        [2]苗延飞.城市敏感区地下通道结构施工关键技术[J].建筑施工,2018(8):1316–1319.
        [3]陈凯.地下通道下穿河道施工对邻近隧道的影响分析[J].工程与建设,2017,31(1):113–116.
        [4]付艳军,杨光武.深圳地铁洪湖站地下通道下穿文锦北路施工技术[J].云南水力发电,2017,33(6):147–151.
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