梅小平
重庆建工第一市政工程有限责任公司 400020
摘要:近年来,随着城市轨道交通建设的发展,地下暗挖隧道施工越来越普遍,近距离下穿城市桥梁等既有建(构)筑物暗挖施工更是比比皆是。在隧道下穿桥梁过程中,隧道的开挖引起周边围岩应力释放,扰乱原有地应力场的分布,进而引发地层变形对邻近桥桩的扰动,从而威胁桥梁使用和安全,甚至可能诱发安全事故。目前,在地表建筑物林立的城市环境下进行浅埋隧道掘进施工时,对于下穿地表抗震等级低的建(构)筑物困难地段,或不允许产生爆破振动地段,冷开挖往往成为一种不得不选用的手段。冷开挖就是非爆破措施的机械开挖,在下穿、侧穿高层建筑、市政道路、河流、桥梁等安全风险高的环境下,冷开挖对围岩扰动小,有利于周边围岩的自稳性,有效控制沉降,安全性高。但冷开挖方式方法繁多,为保证施工安全,寻求对于山地城市地铁隧道近距离下穿城市桥梁施工的最优冷开挖方案也成为工程首要解决的问题。基于此,本篇文章对山地城市暗挖隧道近距离下穿桥梁施工技术研究与应用进行研究,以供参考。
关键词:山地城市暗挖隧道;近距离下穿;桥梁施工技术;研究与应用
引言
近年来,随着城市地铁建设规模越来越大,新建隧道下穿既有隧道的情况越来越多,由于下穿施工需要保证上方既有隧道正常运营,这就对既有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。
1概述分析
首先对整个施工技术进行合理介绍,能够明白其概念,才能够使其应用在具体的施工中,以达到良好的施工质量保证效果。在该方面,轨道交通建设是一种便捷的城市交通运输方式,因此要保证其运输的稳定性以及安全性,在运输乘客过程中还需要对乘客的乘坐体验进行保障,因此可要对其建设进行充实,才能够达到该方面的控制效果。同时该轨道交通建设的主要目的是为了缓解城市交通压力,能够有效改善人们的出行方式,进而减少拥堵问题的产生。在目前的轨道交通建设过程中,一般是利用交通线网络来进行合理管控,并且要科学合理地建立施工方案以及生物技术的合理使用,目前很多城市都已经开展地铁工程的建设,在地铁工程建设过程中,需要对原有地铁进行进一步的拓展与开发,并要进行多个交通线的建设,因此就存在着交错重叠的现象,需要对地铁暗挖区间隧道进行进一步的开发,使其下穿工作能够顺利完成。在具体技术的使用过程中,需要对施工顺序进行合理建设,在该方面主要是针对山地城市暗挖隧道近距离下穿桥梁施工技术的建设方法进行分析,可以合理利用长管棚施工进行建设,并且对隧道区域进行划分,分别进行下穿工程的建设,一般的施工原则是先左后右,同时要对施工上下顺序进行明确,才能够使施工进行更加顺利,还需要对施工防水层进行最后的建设,能够使隧道稳固性进一步提升。同时,要对临时中隔壁进行拆除,以完成最后的施工建设。在其具体的建设过程中,采用的是明挖车站建设,可以进行地下两层的分区建设。在区间建设方面则利用的是盾构法进行区间建设。
2施工技术研究
2.1常见地表沉降控制技术及控制原理
根据国内外案例调研与分析可知,通常采用的地表沉降控制技术分为如下几类。(1)围岩预加固技术。该技术通过采用岩土注浆的方式改善地层原本属性,通常在隧道开挖轮廓外一定范围内进行渗透或压密注浆,强化松散地层的变形模量及黏聚力,填充地层中较大的孔隙及空洞。(2)分部开挖技术。
分部开挖的目的是减小大断面开挖对软弱地层的施工扰动,提高开挖面稳定性,并可及时有效地实施支护。常采用的开挖方法有台阶法、中隔壁法(CD法)以及交叉中壁法(CRD法)等。(3)超前支护及初期支护强化技术。采用超前管棚与超前小导管对开挖面前方一定范围内的土体进行大刚度的机械支护缓释上方地层的变形。同时,合理采用锚网喷体系加强初期支护,使支护体系与围岩共同承担形变荷载,并依托锚杆形成整体串挂固结效应,抑制地层的下沉滑移。
2.2施工控制技术要点
施工要点为:①施工前按要求开展超前地质预报工作,重点探测前方地下水及岩溶发育情况,避免开挖掌子面前方及上部出现溶腔充水造成开挖洞内涌水、涌泥现象,及时发现风险隐患并提前进行处理;②施工前做好大管棚超前支护工作,施作采用跟管钻进技术,减小因管棚钻孔引起的变形;③下穿时严格采用非爆破开挖,利用破碎锤配合人工修整,严格控制施工期间的振动效应,确保围岩少受扰动;④洞身采用台阶法开挖,严格控制开挖进尺,及时进行初期支护,尽早封闭成环,上下台阶错开距离≤5m;⑤当初期支护通过1根桩基、达到1个二次衬砌循环长度时,须停止掌子面开挖,封闭掌子面,及时浇筑二次衬砌混凝土,强度达到设计强度的80%后,方可进行下一衬砌循环的开挖,且一次、二次衬砌循环不得同时跨越2根桩基;⑥加强对蟠桃宫立交桥桩基沉降、桥梁倾斜等监测,加强地表沉降监测,加强洞内拱顶沉降、水平收敛等监测。
3施工期间铁路桥的保护措施
由于地铁隧道近距施工将引起既有桩基产生相当大的位移和反力,从而产生偏向隧道水平方向“拉伸”变形情况。因此,为确保铁路桩基础的安全使用,除在施工前对隧道与铁路桥桩间土体进行注浆加固外,盾构下穿铁路桥施工时还应采取以下保护措施:(1)加注发泡剂、膨润土浆等润滑剂,改良土体,降低刀盘所受扭矩,减少对周围土体的扰动(2)保持盾构开挖面的稳定。通过设定推进速度调整排土量或者设定排土量调整推进速度,以保持土舱压力与地层压力的平衡。(3)加强同步注浆与二次注浆。为了减小和防止地面沉降,在盾构掘进中,要尽快在脱出盾构后的衬砌背面环形建筑空隙中充填足量的浆液材料。(4)盾构姿态控制。盾构推进时,控制好盾构姿态,避免盾构上浮、叩头和后退等现象发生。盾构在曲线上掘进时,放慢掘进速度、小幅度纠偏、减少超挖、加大注浆量,加强纠偏测量工作,以减少地层损失和地面沉降量。(5)盾构掘进至桥桩前50m时,需全面检查刀盘、盾尾密封栓、螺旋输送器、铰接、密封油脂系统、注浆系统等,并对盾构机的掘进状态及时进行纠偏调整。(6)加强施工全过程监测。对桥梁桩基沉降、轨道沉降、轨道横向差异沉降、轨距变化和道床纵向沉降等内容应进行远程实时监测。根据监测结果及时优化调整掘进施工参数。如达到预警值,应及时调整盾构机的压力,分析原因并采取有效措施,如对桥梁采取满堂支架支顶、对隧道与桥桩间采取跟踪注浆加固、对铁路列车行驶速度和行驶时段进行必要调整等。
结束语
综上所述,对施工方案进行了明确。在地铁隧道施工中,重点研究了隧道下穿铁路桥梁适用技术,对隧道开挖工序中的不稳定部分进行超前支护,并对施工技术进行了强化,确保地铁隧道工有序开展。
参考文献
[1]姚晨晨.地铁近距离交叠隧道下穿既有桥梁桩基设计与分析[J].水利与建筑工程学报,2019,17(01):201-204+210.
[2]姜伟.复杂条件下暗挖隧道近距离穿越施工对既有桥梁的影响研究[J].隧道建设(中英文),2018,38(S2):53-59.
[3]牛晓凯.建隧道长距离密贴平行下穿既有隧道结构工程响应及控制[D].北京交通大学,2018.
[4]刘兴华,罗光财,郭弘宇.区间隧道近距离下穿既有桥梁时的控制爆破技术研究[J].建筑施工,2018,39(12):1818-1820.
[5]杨锋.饱和软黄土地铁隧道施工地表沉降特性及其控制技术[D].西安科技大学,2018.