探析市政隧道暗挖浅埋段施工中的常见问题及防治措施

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:李贵亮
[导读] 摘要:近年来,随着城市建设规模越来越大,新建市政隧道下穿既有市政隧道的情况越来越多,由于下穿施工需要保证上方既有市政隧道正常运营,这就对既有市政隧道变形控制提出了较高的要求。
        中铁隧道集团三处有限公司  广东广州  518052
        摘要:近年来,随着城市建设规模越来越大,新建市政隧道下穿既有市政隧道的情况越来越多,由于下穿施工需要保证上方既有市政隧道正常运营,这就对既有市政隧道变形控制提出了较高的要求。目前下穿施工常见开挖方法有CRD法、柱洞法、侧壁导洞法,辅助措施有深孔注浆加固、顶升法、管棚支护法等,其目的在于减小开挖范围内土体扰动和地层损失,加固既有结构。
        关键词:市政隧道施工;浅埋暗挖技术;应用
        引言
        浅埋暗挖技术在市政隧道施工中的合理应用,可以提供良好的支护,并且由于该技术有着良好的灵活性,与断面处的锲合度较高,因此市政隧道工程中应用十分广泛。基于此,本文对市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用进行详细分析,希望可以使浅埋暗挖技术在市政隧道施工中更好的应用,减少安全事故的发生,保障市政隧道的正常使用。
        1概述
        1.1暗挖技术的主要原理
        市政隧道施工过程中,为减少地面的下沉量,保证市政隧道施工过程中的开挖效率,确保市政隧道自身的安全性,需合理运用开挖、支护、注浆、降水等施工技术。目前,市政隧道开挖技术主要使用新奥法,而市政隧道施工中使用较为广泛的暗挖技术正是来源于新奥法。施工中的暗挖技术可满足市政隧道施工要求,体现加固围岩、提升围岩承载力等优势,可以形成一个完整的市政隧道支撑防护体系,这有利于沙层和黏土层的开挖。因此,暗挖技术有效解决了市政隧道施工中的支撑防护问题,提高了市政隧道施工效率,保证了市政隧道施工的质量,解决了整个施工中的不安全和不稳定问题,避免引发重大市政隧道坍塌事故。暗挖技术主要基于摩尔理论、岩石三项刚性压缩实验、岩石二项锁应力应变特性等基本原理,实施时重点考虑了市政隧道空间和施工时间等因素,从而为市政隧道的施工提供支撑防护。此外,再根据实际情况采用超前支护技术,保障市政隧道施工时的安全性。因此,暗挖技术有效提高市政隧道开挖效率,提升相关企业的经济效益。随着科技的进步,暗挖技术已经成为市政隧道施工的主要技术。掌握暗挖技术的主要原理,在市政隧道施工中合理运用暗挖技术,提高其应用效果是当前相关企业与技术人员应该考虑的问题。
        1.2暗挖市政隧道施工方法分析
        目前针对暗挖市政隧道的施工方法主要有盾构法和暗挖法。盾构法是一种较先进的机械方法,能够在盾壳的保护下逐步前进进行市政隧道开挖。同时,盾构法施工的过程中需要严格的控制结构的变形,对衬砌结构需要实时的监测其各个方向的位移,根据位移的监测结果判断是否需要采取二次注浆或者地面注浆加固等措施对地下结构进行加固。暗挖法对于地层结构的适应性较大,但是需要前期对地层结构的地质条件、环境条件等进行评估。同时采用暗挖法施工市政隧道时需要满足:施工时地下无明显积水;市政隧道的支撑面需要具备一定的稳定性能。
        2探析市政隧道暗挖工程中的常见问题
        2.1土层错综复杂
        部分地铁隧道选址路线需要经过粉质黏土层与粉质砂砾层,这将给暗挖隧道中下部分的施工带来困难,因为粉质黏土层和粉质砂砾层是地下水的理想储存地带,拥有丰富的地下水资源,且难以进行人为抽调或人为排水。此外,充足的地下水往往会导致黏土过硬的饱和状态。如果支撑防护工作不到位,极有可能导致隧道塌方,引发安全事故。
        2.2交叉管道过多
        许多路线区间会与城市地下管道相互交叉,例如燃气管道、下水管道等。当市政隧道平行于其他管道时,则应在施工开始前进行相应的风险预估,并做好安全生产指导意见与风险等级预案。特别是当暗挖市政隧道经过高压燃气管、雨水排放管、污水处理管等重要管道的区域范围时,需及时加强安全管控,降低风险。
        2.3土质稳定性有待提升
        在整个市政隧道施工过程中最为严重的问题就是土质稳定性不高。若将软土作为施工的主体,在市政隧道施工的初始阶段,需要对容易软化和坍塌的岩石,采取一定的保护措施。同时也需要对市政隧道施工各个路段的岩石有一个正确的认识。市政隧道通过地层的泥土通常都是砂纸粘性土壤,而且有些位置还会有冲击砂层,这样地层的薄弱性较强。

因此,在市政隧道开始开挖过程中,周围的围岩会受到自重因素的影响,出现下沉。而若围岩表层出现松动或者变形的问题,很容易导致围岩发生坍塌,进而造成严重的安全事故。此外,若未做好地表控制作业,则会无法保障围岩的稳定性,进而严重影响后续施工作业的顺利开展,无法在规定的时间完成工程项目。
        3市政隧道暗挖工程的防治措施
        3.1充分利用BIM技术
        根据工程实际情况,施工前利用BIM技术建立虚拟的建筑工程三维模型,以三维模型为载体,通过对项目信息的录入、管理和应用,实现工程项目从设计、施工到运维 全生命周期的数字化信息应用,统一工程生命周期的信息管理,从而达到工程项目高效建设的目的。
        不同于常规的几何三维模型,BIM模型具有完备的工程信息,除了对工程对象几何信息和拓扑关系外,还包括完整的工程信息描述,如对象名称、结构类型、建筑材料、施工工序、进度、成本、机械、材料资源等项目相关的所有信息,并通过三维模型作为视觉载体,将信息存入项目数据库中,模型中的对象信息动态关联并与数据库相连,当某个对象发生变化,与之关联的所有对象都会随之更新,从而保持项目信息的完整性、同步性以及唯一性。
        3.2前期应对方案
        (1)施工前的地质勘探工作落到实处,做到充分了解土层状况并尽早采取相应措施,规避风险;(2)前期的各项辅助措施防护工作极为重要,必须保障暗挖施工前的准备工作质量;(3)将防排水工作落实到位,采取“防、堵、截、排相结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的措施,做好防水层的搭接,确保地下水排放通畅;(4)施工前查漏补缺,摸排空洞,做好加固,防止市政隧道壁垒及其支撑结构脆弱化;(5)精确定位各地下管道与市政隧道路线的交叉、平行节点,监测管线的排布工作,防止地下污水泄漏或燃气管道爆炸事故;(6)落实安全生产的权责主体,制定施工监管切实可行方案,保障施工人员的生命安全。
        3.3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,进而影响后续的市政隧道施工,带来严重的安全事故。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。
        3.4节点工艺管控
        市政隧道暗挖大截面工程施工进行至市政隧道断点及尾部时,必须建墙作为围堵。首先要熟练运用小导管技术,检验水泥注浆是否做到去“空心化”,严格把控水泥注浆质量;其次,在断点及尾部建墙时建议采用钢管结构,按照施工前设计的钢管、钢筋连接图纸进行水泥架构与钢管铺设;最后应注意把控好各个衔接点的工序问题,落实督查工作,实时汇报工程进展中存在的问题。
        结语
        总而言之,市政隧道施工中浅埋暗挖技术应用越来越普及,在一定程度上可以促使市政隧道质量的进一步提升。因此,需要加大对浅埋暗挖技术的研究力度,进而保障市政隧道工程的快速发展。
        参考文献:
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        [2]张文涛.市政工程市政隧道施工中的浅埋暗挖技术分析[J].科技资讯,2020,18(09):29+31.
        [3]董纪涛.浅埋暗挖技术在市政工程市政隧道施工中的应用研究[J].建材与装饰,2020(06):272-273.
        [4]秦晋.浅埋暗挖法市政隧道施工技术应用研究[J].居舍,2019(01):55.
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