隧道工程浅埋暗挖法施工技术研究

发表时间:2021/8/31   来源:《城镇建设》2021年12期   作者: 廖周伦
[导读] 在我国科技不断发展,各领域技术水平逐渐提高的今天,在较为松散的介质围岩环境中,浅埋
       廖周伦
       成都地铁运营有限公司   四川省成都市   610051
       摘要:在我国科技不断发展,各领域技术水平逐渐提高的今天,在较为松散的介质围岩环境中,浅埋暗挖施工技术的应用基本不会影响城市正常交通出行,并且具有无污染、无噪声,兼顾开挖与浇筑等多种优势。在不同尺寸和不同截面形式的隧道洞室中,能够保证地形不会出现变形。
       关键词:隧道工程;浅埋暗挖法;施工技术
       引言
       目前,轨道交通土建工程优先考虑明挖法或盾构法施工,由于线路设置、地表环境、地质条件等原因,部分地段需采用矿山法施工,其中大断面浅埋暗挖隧道由于覆土浅、断面大、机械化程度低等原因,存在施工难度大、风险高的问题。
       1浅埋暗挖技术介绍
       开挖隧道并迅速支撑周围的岩石。支撑完成后,围岩被密封,围岩形成一个环,支撑整个支撑系统,并最大限度地减少了围岩的变形。浅层加深掏槽技术不仅在应用上具有很大的优势,但是依然还存在一些问题,简而言之,技术设计比较复杂。在使用浅埋和暗挖技术的混凝土施工中,建筑商通常使用复合衬砌方法,分为内层和外层两层。在实际开挖隧道时,将外部覆层支撑物施加到钢筋网、钢等上,在支撑物结束后检查支撑物的稳定性,然后从内衬支撑物上踢下来。内层衬里通常使用模制混凝土,内层和外层必须防水。如果隧道层是无水的,那么如果使用浅埋和底切技术,则应使用水泥砂浆来实现防水。使用各种施工技术来建造市政隧道,施工的影响和所涉及的成本也不同。
       2隧道工程浅埋暗挖法施工技术研究
       2.1超前支护
       超前支护是隧道工程浅埋暗挖法施工基础内容,也是重要工艺。某项目中为满足支护需求,设计构建联合支护体系,涉及超前长管棚、超前小导管施工、喷射混凝土等诸多工艺。在超前大管棚施工中,隧道管棚钢管以热轧无缝钢管为主,钢管接头用15cm丝扣对口连接,应用人工结合钻机顶进方式进行安装,安装过程中要求施工误差低于20cm,与隧道纵向位于同一断面的钢管接头数量需低于50%,相邻的钢管接头最好错开1cm,按照30cm间隔标准在钢管上钻注浆孔,管棚注浆时先为避免串浆先进行奇数孔注浆,再进行偶数孔注浆,并做好监测工作。同时,为保证钢管刚度在注浆工序完成之后,用M30水泥砂浆进行管内充填。在超前小导管施工中,严格遵守图1所示施工流程操作,加强各工序细节处理力度。例如,施工平台用槽钢施工台架搭建;沿着隧道纵向进行轮廓线开挖,开挖过程中严格控制钻孔角度;小导管安装后需要将钢管与孔壁之间的空隙封堵,在管口配置能够承受最大注浆压力、最大水压的端盖、孔口阀;为避免跑浆在注浆之前需要将开挖面及其周边5cm范围坑道封闭,注浆压力控制在0.5~1.0MPa之间,遵循“由下至上、先稀后浓、先大后小”原则施工;做好施工过程中施工信息记录工作。在喷射混凝土施工中,以湿喷工艺为主;钢架间做到饱满平顺,钢架与围岩间做到填充密实;严格遵循“初喷混凝土封闭岩面→系统支护施工→复喷混凝土至设计厚度”施工流程操作。
       2.2隧道洞门方案比选
       从功能上来说,洞门通常具有3种作用:①防护作用,即承担背后的岩土压力,防止背后落石影响洞口行车;②调光功能,可以缓和洞内与洞外的光线差异给人带来的不适;③景观功能,即协调洞门与周边的景观,缓解驾驶疲劳及进入暗部空间的紧张感。常用的洞门形式有2种,端墙式洞门和突出式洞门。某隧道洞门选型对比如下:防护作用,端墙式洞门由于洞门端墙凸起较高,能更有效地防止背后落石。调光功能与景观功能,突出式洞门具有更好的调光与景观功能,但地铁车辆进出停车场速度较慢,且没有乘客,突出式洞门的调光和景观功能对于地铁意义不大。

洞门受力,洞门位于停车场咽喉区,端墙式洞门明洞短,突出式洞门明洞长,端墙式洞门净宽17.7 m,由于洞门靠近停车场咽喉区,线路呈喇叭形式,突出式洞门明洞加长后,洞门宽度更大,达20.7 m,比端墙式洞门宽3 m,不利于结构受力。通过上述对比可知,端墙式洞门的防护作用、洞门受力均优于突出式洞门,突出式洞门的优势仅在于调光和景观功能较好,但调光和景观功能对于地铁隧道的意义并不大,因此,本出入场线隧道洞门选择端墙式洞门。
       2.3注浆施工
       (1)根据工程现场围岩结构及土壤疏松情况,在完成隧道结构超前导管预加固施工之后,控制钻孔与隧道中线相平行,控制外插角角度约10°~15°。(2)若地下水水位较高,则需要测量涌水量,选择合适的注浆类型,设计注浆参数,明确注浆导管间距与最小扩散半径,之后安装注浆管。(3)按照工程设计图纸进行施工,控制注浆初压压力值0.5~1.0Mpa,终压压力值1.0~1.5Mpa,实时观测注浆压力值变化,根据监测结果分析注浆效果,获得良好注浆作业成果。
       2.4注重沉降监控测量
       在浅埋暗挖法施工过程中选择使用应测方法,需要将全部施工地段根据相关的要求展开检测装备布置,检测过程中所包含的内容有地表沉降状况、围岩以及支护状态、净空收敛位移检测、隧道拱顶沉降情况,地下管线布设情况和周围建筑物的变动情况。选测项目所依据的是施工断面形式、现场地质条件、周边环境等,将设计完成的文件作为出发点,详细检测施工地段的施工情况,包括围岩的内部位移状况、隔栅拱架外力与内力情况、支护之间的应力、围岩压力等。选择检测设备时要细致,保证其简单易行性,可以将支护衬砌与围岩的实际受力状态真实地反映出来,提升元件与仪表性能的可靠性,保证测量设备的精准度达到规定要求,使得数据在反馈和处理时,更加真实。就监测的位移情况看来,主要是通过使用收敛计、水准测量、位移计等设备监测围岩周围压力值,使用液压式压力盒以及钢弦式压力盒完成位移监测。要始终遵守布置测点和监测断面的原则:一是在同一断面设置拱顶下沉监测观测点和洞内收敛监测观测点;二是监测软土地段和软岩地段地表下沉情况;三是每间隔10~500m设置监测断面,每个断面有3~15个测点。
       2.5控制混凝土裂缝的措施
       首先,应该对水泥原材料性能提高重视,虽然有着比较粗的水泥颗粒,那么就会影响接下来混凝土结构的发热效率,但是从根本上而言,不会对结构发热量产生太大的威胁。同时,施工人员做好配合比工作,控制好水泥材料的使用剂量,高效开展搅拌处理。同时,施工人员也可以整合适量的粉煤灰材料,将其融入混凝土结构中,保证其处于较强稳定性的基础上,也能够控制好温度持续升高现象的出现。最为关键的是,要想能够降低后期裂缝问题的出现,施工人员必须要求结构具备良好抗侵蚀性能,维持混凝土表面收缩程度。
       结语
       简而言之,基于现代化背景下,我国市政隧道施工单位,为了能够在高效施工效率下,达到高质量施工效果,那么就需要施工单位紧跟时代发展步伐,积极调整传统施工手段,科学应用浅埋暗挖技术工艺,要求施工人员提前勘察现场各方面条件,然后有效推进初期支护等措施,维持过程更具安全性的基础上,自然也是市政施工单位经济效益以及社会形象得以提升的关键。
       参考文献
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