李广洲
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摘要:
浅埋暗挖地铁隧道施工技术常用于城市地铁隧道开挖施工中,有效地加快了城市地铁建设。本文首先论述了浅埋暗挖地铁隧道施工技术的特点,然后分析了多种浅埋暗挖地铁隧道施工技术方法,最后围绕浅埋暗挖地铁隧道施工技术在实际施工中面临的种种风险,提出了针对性的风险控制措施,以供参考。
关键词:浅埋暗挖;地铁隧道;施工技术;风险控制;
前言:
浅埋暗挖施工技术的优势主要表现在污染小、不易受外部环境影响等方面,可以实现施工效率的最大化,比较适用于地铁隧道等工期长、施工条件多变的工程类型。但在实践的过程中这项技术也有一定的风险,这就要求相关的施工人员和部门能够认识到常见的技术风险,从而在最短的时间内处理好风险避免发生事故。
1.浅埋暗挖地铁隧道施工技术特点
浅埋暗挖地铁隧道施工技术具有多个显著特点。在隧道上部,通常埋土量比较小,技术实施方面会遇到各种各样的地质情况,因此人们在实际应用过程中需要多加注意。该项施工技术通常会面临比较复杂的周边环境,因此人们需要结合实际,灵活采用多种施工方法,有效落实各种安全保护措施,从根本上提升施工质量。
浅埋暗挖地铁隧道施工技术有多种开挖方法,在遇到不同的断面情况时,人们可以灵活选用,因此该施工技术在断面开挖方面有着良好的适应性,能保障隧道施工效果。浅埋暗挖地铁隧道施工技术在实际应用方面有着比较大的施工风险管理难度,尤其是在进行爆破开挖施工时,要着重加强爆破控制力度,否则将会对整体技术的顺利实施带来非常严重的影响。
浅埋暗挖地铁隧道施工技术对地面交通的干扰一般比较小,不会出现扰民问题,对地下管线的干扰也比较小,因此能够应用在城市中。该施工技术也有一定缺点需要注意。比如,施工程序一般比较复杂,其间需要辅以人工开挖,导致整个施工效率较慢;其还应用到爆破技术,因此对施工安全的要求高,而且对工作人员的专业技术水平也有较高的要求。
2.浅埋暗挖地铁隧道施工技术的应用
2.1浅埋暗挖施工工艺
工艺流程具体如图所示。
图1浅埋暗挖施工工艺图???
2.2竖井施工技术
2.2.1竖井井口施工
在整个地铁隧道施工中,竖井作为首要施工环节,利用机械设备挖掘,化学物质喷射在井壁,预防挖掘隧道坍塌。另外,在竖井内部放置组合模板,外部以通用化学物质制定立体模板。在锁口圈梁施工中,一次性向内灌注混凝土,根据竖井施工标准,在圈梁顶部约1.5m处进行砌筑。在整个竖井施工中,应严格依照要求进行,避免结构体被破坏,进而影响整个竖井结构的稳定性。
2.2.2安装龙门架
在竖井施工中,锁口圈梁完成浇筑后,测量工程强度,若不小于设计强度的80%,即可展开后续工程,安装龙门架。首先,应做好提升架架立工作。在提升架加工制造时,必须计算提升架承载力,避免提升架超负荷工作。同时,运输速度应满足提升架技术需求。在提升架的顶部,可搭设彩钢瓦达到防雨效果,同时,设置相应坡度,使雨水通过坡度汇入临时排水沟,降低雨水对隧道施工的影响。
2.2.3竖井井身的土方开挖与支护
在提升架架设完毕,可沿着竖井口向下挖掘土体,竖井的土方开挖通常以中间土体开挖、边墙土体开挖的顺序展开,在土体挖掘中,禁止超挖。开挖段土层主要由渣土、粉土、细砂、粉砂以及黏土层构成,根据衬砌设计,选择逆作法挖掘竖井较为适宜。为避免井身坍塌,可选择喷射C20混凝土,并甚至网构钢架和钢筋网,以此为井身提供支护。在实际支护工程中,钢架的竖向间距控制在50cm内,衬砌厚度控制为25cm,竖井纵向连接的钢筋依照梅花形布置内外两层,在连接钢筋锚入锁口圈梁时,长度不低于35d(d为钢筋直径)。在钢筋网片搭接时,间距控制为200mm,网片尺寸选择140cm×70cm的最佳。
2.2.4竖井封底与马头门施工
竖井封底时,底部格栅选择网构拱架方式,喷射C20混凝土30cm,拱架的中心间距控制为500mm,与暗挖段的中线平行放置。钢架两端和竖井钢架预设钢板焊接,以双面搭接电弧满焊,保障封底质量满足工程设计需求。
2.3正洞施工技术
2.3.1超前支护
在正洞挖掘施工中,为保障工程安全性,支护工程非常关键。在隧道土体施工中,施工人员应沿着拱部范围进行超前小导管注浆,导管为32,2榀格栅为一排,打设2次,导管重叠1m。在导管打设时,若为粉土层,可选择风钻进行打设;若为砂卵石层,可用高压风吹孔,以人工铁锤打设。之后,以小导管向地层注入改性水玻璃浆液,对地层加固,规避隧道土体坍塌。
2.3.2初期支护与回填注浆
在隧道开挖后,喷射混凝土5cm厚封闭岩面,并快速挂网,假设钢筋个栅栏,对仰拱、边墙喷射强度为C20的混凝土。当喷射混凝土的强度不小于设计强度70%,通过小导管回填注浆,对地表沉陷率进行控制。在回填注浆时,浆液选择水泥砂浆,注浆压力不超出0.4MPa,出浆口为开挖反方向,与土地间距为50mm。
2.3.3二衬施工技术
在隧道施工中,以定型模板对隧道标准层确定,以直线段施工进度、曲线段半径考虑模板长度。防水层施工中,应在初次衬砌、二次衬砌之间设置防水层,保障工程防水效果。之后,喷射仰拱二衬混凝土,做好连接钢筋预留工作,混凝土强度达到设计的80%,设立模板并对拱部、边墙进行混凝土浇筑。
3.浅埋暗挖地铁施工技术存在的风险及其防范
3.1水灾风险。
水灾风险是浅埋暗挖技术应用的常见风险之一,这主要是因为浅埋暗挖技术必然会改变围岩的自然状态,岩体结构发生变化就很容易导致水流发生渗漏,从而引发水灾。如果不能做好防水措施,安排好水灾事故处理,在地表下的施工将会引起非常严重的后果。要想有效预防水灾的发生,第一,需要对地势和岩石结构进行全方位探测,在勘测点位置的选取上需要谨慎,按照国家行业技术标准选择勘测仪器,提高勘测的准确性,由专业技术人员给出勘测的施工建议。第二,必须要对防水的材料进行严格的质量审查,选择符合国家标准的材料,在施工过程中也需要对材料的防水性能做出试验,对于那些岩石层比较脆弱的地方,应该利用小管棚注浆等工艺做好防水、排水工作。第三,在施工过程中需要对暗挖的施工进程进行把握,避免出现不必要的围岩松动导致渗水事故发生,混凝土也要使用符合国家行业标准的规格,保证混凝土的抗渗能力符合实际的施工要求。如果在施工的过程中发生意外水灾事故,在水量较少可控的情况下需要立即采取抽水排水处理;如果抽水排水不能有效解除水灾的隐患,则需要立刻进行注浆防水,用高压机将材料注入围岩缝隙中,防止水的扩流。
3.2坍塌风险。
坍塌风险主要是由于在施工前未能对隧道前地表下的实际情况进行有效把握从而导致在施工过程中由于水、空气湿度等影响了土质结构而引发了坍塌的事故。坍塌风险发生的主要原因是土质的软化或者是拱形隧道关键点的支撑没有做好,因而需要特别注意这两个方面预防坍塌风险。防范坍塌风险需要做好地质条件的调研,全面掌握地质结构的情况,对异常地质地点有必要的情况下要改变施工线路。施工方需要在关键点上安装自动检测设备,全面掌握情况。同时要遵守浅埋暗挖的技术要求,在钢架支护等工作上严格按照要求来进行。如果一旦发生坍塌事故,第一时间需要找到坍塌的核心位置,判断坍塌面积。如果不会对施工进度造成影响,则在坍塌点周围做好注浆加固工作,如果是大面积的坍塌,那么就要采用挂网喷浆、加固喷桩等手段全面处理坍塌事故。需要注意的是,如果采取注浆方式处理坍塌,要在坍塌区顶外3~5m到隧道底板1m以下作为加固区域,根据坍塌程度和面积确定旋喷柱的数量。同时坍塌一般伴随有大量的水流,因此也要在处理坍塌的同时解决好排水问题。
3.3火灾风险。
地铁隧道施工的火灾风险一般是由于施工设备仪器线路老化、漏电等人为因素引起的,要想避免火灾事故的发生,施工人员需要树立安全施工的理念,施工方要对工作人员进行火灾事故的相关教育和培训,时刻注意作业设备的运行情况,在设备出现异常情况要及时停止施工,尤其是要注意易燃、易爆物品的处理,避免发生爆炸火灾。同时要注意在隧道内安置消防灭火设施,一旦发生火灾要及时疏散隧道内部人员,拨打报警电话并利用灭火设备处理火势。
结论:
浅埋暗挖地铁隧道施工技术是地铁隧道施工中一种比较常见的技术。在具体实施过程中,人们需要了解浅埋暗挖地铁隧道施工技术的特点,明确其具体施工方法,同时加强施工技术风险控制,充分发挥浅埋暗挖地铁隧道施工技术的作用,推动我国地铁建设实现更好的发展。
参考文献
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