暗挖车站关键施工技术研究及应用

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年3月第7期   作者:赵润泽
[导读] 现阶段,社会进步迅速,我国的地铁行业建设的发展也有了创新。
        赵润泽
        中铁十四局集团有限公司

        摘要:现阶段,社会进步迅速,我国的地铁行业建设的发展也有了创新。随着当前地铁施工技术的进步发展,施工作业过程逐渐从地上转到地下,机械化作业水平也有了很大的提升,这不仅避免了地面作业对周围自然环境和人们生产生活的不利影响,也大幅度提高了施工效率。在新的施工技术体系应用下,为确保在地铁车站施工中避免受到各种复杂条件的影响,结合具体的工程情况,以及车站所处地区的环境和地理条件,做好关键技术的详细分析是非常有必要的,在这一过程中复杂的条件中起到主要影响作用的是所处地区的地质条件,为确保施工关键技术的有效实施,提前做好综合的勘察和调研工作是非常有必要的,并通过有效分析,提出更可靠的控制措施。
        关键词:暗挖车站;关键施工技术;研究及应用?
        引言
        随着城市公共交通的快速发展,地铁的建设变得越来越普遍,新建隧道在施工的过程中不仅会对已有的地下管线、地上建筑物和既有的地铁隧道造成一定的影响,附近地层也会存在一定的变形,原有结构层的平衡状态也会因此遭到破坏。加之地下暗挖隧道还存在建设周期较长、施工作业面积大、影响范围广等问题。因此,在暗挖隧道施工的过程中如何保证既有地铁车站的安全是其整个隧道施工过程中关注的重点。
        1施工中的综合考虑
        在地铁车站中施工工艺方法不能随便选择,需要根据当前的地质条件和周边环境,并结合工程实际建设情况,进行综合考虑。要重点考虑到地铁车站的功能性,为确保功能性能够得到有效发挥,做好充分的调研是非常有必要的,要根据车站附近多方面影响客流的因素进行规划设计,对于施工单位和建设单位来说要做好施工和运营的管理工作,对各方面所需的条件,以及施工和使用的效果做全面把控。在施工方面,施工单位要从工程实际出发,并根据勘察调研结果,分析施工的难度,把握好施工工期,选择合理的施工方法,实现对施工中的各种影响因素进行有效控制,进而确保施工安全以及做好质量控制工作;另外,在施工方法的运用中,还要考虑到是否会对周边的交通以及城市居民活动造成不利影响,特别是用水和用电方面,要做好严格把控。
        2暗挖车站关键施工技术研究及应用?
        2.1初支扣拱施工
        1)施工工艺。钢管柱、顶纵梁施工完毕→开挖中跨上部土体,进行破拱、扣拱→开挖边跨上部土体,进行破拱、扣拱。2)扣拱难点及控制措施。a.扣拱施工难点。扣拱部位的施工条件较差,岩体不稳定。具体为:开挖土的成分主要是中粗砂和细砂,对浆液的渗透性均匀性不理想;由于小导洞的开挖,对扣拱部位的土体产生扰动,拱顶的土体有些松散;地上部分为繁华路段,每天的车流量较大,而覆土层的厚度为6m,对扣拱的顶部的土体有较大扰动;同时上方有污水管道年久失修,砂层中含水量较丰富,易造成塌方;扣拱部位的拱较平,其矢跨约为1/12。b.扣拱控制措施。超前注浆是决定扣拱施工是否能够顺利进行的最重要因素,首先进行多种试验及效果比对:双液浆加固:土体效果较好,但是价格较贵,同时操作较为复杂,成分较多同时比例控制不好,极易影响加固效果;THE-Ⅱ固体固砂剂:该固砂剂价格较便宜,操作较为简单,容易被操作工人使用,但对砂体只是临时加固,由于现场焊接量大焊接时间较长,地面行车较多,洞内容易造成塌方。JM-4型固砂剂液态固砂剂:该固砂剂为新型固砂剂,主要有以下特点:凝结速度快。在常温下凝结时间为1min~2min,可在保证安全质量的情况下提高施工进度。配合水泥浆使用,固砂强度高。固结强度在5min即能满足开挖要求,随时间的增长强度不断上升。含活性剂成分,有润滑作用扩散性极好。能够达到直径300mm~400mm,能够在隧道拱部形成一个封闭整体。可用水灰比浆剂比来调节初凝时间及固砂强度。

受环境和温度的影响不大,沙层中含水量大时,浆液固结仍能满足施工要求,且可以堵水,防止隧道顶部环境水的滴漏。
        2.2暗挖法施工技术
        浅埋暗挖法在我国已经有了很长一段的发展时间,当前开始逐渐得到发展成熟,成为地铁施工中的重要方法。这种方法主要沿用了新奥法的基本原理,在地质条件的改造上又有了很多创新,采用多种辅助措施进行地层的加固,使支护结构和围岩共同作用形成联合支护体系,可以很好地适用于软弱地层的地下施工,一直地层变形现象的产生。在车站隧道施工中,探索如何控制地表沉陷是非常关键的,具体的施工中运用的方法主要包括中洞法、侧洞法、双眼镜工法、洞桩法(PBA法)、拱盖法等。在当前暗挖技术的具体实施中,虽然其中很多技术优点能解决传统方法施工中的缺陷,并且在很多城市的地铁施工中已经得到广泛应用,但在实际施工中,地下作业风险大、造价较高、机械化施工技术欠缺成熟等方面问题仍需重点解决。
        2.3结构二衬的施工
        1)施工工艺。初支扣拱完毕后,向下开挖土体→进行站厅层中板、中纵梁、边墙施工→向下开挖土体→进行站台层底板、边墙施工→进行站台板、轨顶风道施工。2)施工控制措施。a.二衬施工控制。由于本车站暗挖段共143m,断面较多,不适宜衬砌台车的使用,为保证拱架的稳定性、混凝土表面质量和方便模板拱架的安装,采用Ⅰ14工字钢组成支撑钢架,现场组装,每0.75m一组,采用碗扣式钢管脚手架(步距600mm)配合150mm×150mm方木做台架支撑,搭配1200mm×1500mm的定型可调模板。此拱架和模板操作安全、灵活、方便,大大提高了混凝土表面质量。b.中板施工控制。由于本站暗挖主体的施工工艺为逆作法施工,即扣拱完毕后,即向下开挖,开挖至中板位置时,施作中板,再施工中板上的边墙,然后再开挖中板下的土体。因此中板的模板的铺设方案显得尤为重要,选择不当可能会影响中板的施工质量或造成不必要的周转材料的浪费。采取在处理过的砂体上铺设“方木+竹胶板”的施工方法进行中板施工控制。砂体开挖整平。待砂体开挖至预设方木底标高以上300mm时,移走开挖机械,人工整平,保持原状砂体的整体性,为避免模板发生不均匀沉降,可在砂体表面用水浸密实,对个别超挖的先回填干净的中粗砂然后采用履带挖掘机碾压整平、水浸密实,根据测量班所给标高铺设方木和竹胶板。中板下方木和竹胶板铺设方法。将100mm×100mm方木铺设在整平的砂体上,间距为300mm,方木间隙采用中粗砂填塞,水浸密实后找平。待测量班查验标高合格后铺竹胶板,竹胶板之间采用胶带纸粘贴。少量侧墙的模板支立。土方开挖边墙处时,因中板下有600mm×900mm的斜角,斜角处仍采用方木+竹胶板的方式。为保证侧墙钢筋的预留和站台层侧墙的施工,需浇筑一段侧墙,侧模采用砌砖墙+竹胶板作为侧墙模板方式。
        结语
        总之,随着城市现代化建设的不断推进,地下交通线的发展得到了很大的拓展,在很多大城市的发展中地线交通网络的建设也变得越来越密集,在给人们带来了生活便利以及缓解交通压力下,在施工中也面临着越来越复杂的地下条件,这对于施工技术方面也有了更高的要求,不仅要做好施工设计规划,还需要制定好合理的施工方案,并在施工中各种方法的实施中做好技术要点控制工作,还要多加强综合分析和研究工作,从而确保地铁车站的顺利高质量建成。
        参考文献
        [1] 范红菊.地铁车站暗挖施工对地表及邻近桥桩沉降的影响规律研究[D].西安:西安科技大学,2013.
        [2] 张 坚,甘 露,王修领,等.地铁车站施工近接既有桥梁桩基础变形及地表沉降规律分析[J].公路交通科技,2018,35(8):94-105.
        [3] 伍锦鹏.PBA工法在地铁车站工程中的应用与控制要点[J].建筑技术,2018,49(11):1136-1139.
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