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关于城市隧道浅埋暗挖施工要点分析

来源:职称驿站所属分类:建筑施工论文
发布时间:2012-05-15浏览:28次

  摘要:随着我国城市的不断发展,人流量在城市中也日益增多,对于交流方面的要求也越来越高,而隧道的建设是解决人流与车辆的主要交通要道,其施工质量优劣将影响到城市的建筑发展与人员的生命安全。文章主要针对城市隧道浅埋暗挖的施工要点进行分析,因其开挖技术因地质差异而变化,为了保证隧道施工的正常进行,以及在不影响城市建设及周边环境的条件下,采取超前支护、超前引排水等措施进行施工,既保证了施工的进度,又不影响到人们的生活与工作。
  关键词:城市,隧道,浅埋暗挖,施工措施,要点
  1工程概况
  本项目地质情况由上到下为覆第四系全新统人工堆积层、海冲击层及第四系残坡积层,下伏燕山期花岗岩。第四系全新统人工堆积层主要为人工素填粘土,粉质粘土及碎石等;海冲击层为粘土、粉砂、中砂、砾砂及部分透镜体状淤泥;第四系残坡积层为砂质粘性土、砾质粘性土;本地区花岗岩在工程区域内全部为全风化花岗岩。隧道南北两侧有一些高层建筑,隧道结构边缘距两侧建筑物最近约16m。本地段地下极其水丰富。
  2施工地质及条件难点分析
  (1)本工程的环境条件复杂,位于道路两侧,管线、建筑物密布,交通量大。隧道浅埋暗挖建筑物基础均位于隧道施工范围内,隧道施工不能危及管线及建筑物安全,对施工必须严格控制,但隧道所处的地层软弱。地层中因道路施工,管线施工、迁改等原因,遗留许多松散、虚空土体,且长期受水浸泡,已完全呈流态存在,给施工造成极大难度。
  (2)隧道结构范围内管线渗漏水、居民排水沟内的积水等水源导致地下水补给不断,止水和降水施工难以隔断外来水系和排出上层滞水,且本场地存在深厚的花岗岩风化深槽,花岗岩残积土厚度大,且多为砂质粘性土及砾质粘性土,土质的均匀性较差,为隧道主要穿过地层。花岗岩风化残积土因含砂较多,为相对含水层,且透水性较好,尤其是残积土层遇水易软化,水浸泡易发生崩解和流砂,造成地表下沉,甚至塌方,控制变形极其困难。
  (3)围岩易扰动且稳定性差,隧道开挖断砂层或软弱土层,整个隧道位于遇水易软化、崩解的花岗岩残积土中,围岩类别为Ⅰ、Ⅱ类。隧道穿越地层主要为第四系残积层的砂质粘性土、砾质粘性土,局部地段为海冲击砂层,地层软弱。隧道开挖后周边围岩在自重应力的作用下松弛变形,控制不好易产生变形坍塌。同时,受地下水的作用软化后丧失稳定性,给施工带来困难,特别是由硬塑变为流塑后,随地下水一起涌入隧道内形成大的坍塌涌泥,严重危及周边结构物及施工安全。施工中应力转换频繁,必须采取严格措施控制,防止产生大的变形及坍塌。
  (4)由于地下管线渗漏水严重,导致上层滞水有丰富且稳定的补给,风道结构范围内土体长期受渗漏水影响已呈饱和状,部分地层中存在水囊、空洞。
  (5)由于降水工作滞后的影响,对风道开挖造成不利影响,导洞的施工顺序不利于地层的稳定,增加了工程风险。
  3前期施工措施的确定
  通过本工程地质情况,结合地下水发育情况,隧道地下管线较多,走向错综复杂。为保证地表的管线安全,还要确保地面建筑物的安全,同时保证暗挖风道自身结构以及施工的安全。在充分考虑工程所处的环境和地质条件的基础上,现对管线周边土体进行摆喷墙施工,加固管线下方土体,以防隧道开挖后地表下沉所造成的管线破坏。采用长台阶法施工,上台阶采用弧形开挖留核心土法施工。在开挖前,对开挖体采取超前降排水措施降低地下水位后,再行开挖。
  3.1上台阶施工
  为减少开挖对围岩的扰动,上台阶采用人工风镐开挖,先开挖拱部环行,留核心土,待拱部支护结构完成后开挖核心土。开挖土方人工装车翻运至下台阶,开挖完成后,立即进行初期支护作业。
  3.2下台阶施工
  下台阶开挖及支护下台阶采用人工配合机械开挖,下挖时应注意机械的声音对周边环境的影响。
  3.3台阶法施工程序
  本工程确定采用DH55-V小型挖掘机。开挖施工时,机械开挖中央土体,两侧轮廓预留30~50cm人工开挖、修整,保证开挖轮廓线圆顺,减少对土体的扰动。隧道下台阶开挖循环进尺为110m,开挖完成后,立即进行支护作业,封闭成环。在开挖施工时,不得超循环进尺开挖,以保证施工安全。
  3.4隔离桩的设置
  在风道和建筑物之间设置隔离桩,达到隔离地层的目的,减小相互影响。通过小导管注浆加固达到改良地层、抑制水患的目的,控制地层变形。加强监控量测,强化信息化施工,及时全面掌握暗挖隧道在施工过程中,对周围环境的影响范围、影响程度以及支护结构的变形状况。
  4城市隧道施工技术要点分析
  隧道区间穿越地层为砾质粘土层及全风化花岗岩层,部分段落隧道拱顶地层中含有透镜体状中砂、砾砂层。施工中采用了超前小导管注浆、超前排水以及施工监测,保证结构物安全和施工顺利的关键技术。
  4.1超前注浆固结地层
  因区间隧道穿越地层为砂质粘土,局部地段为海冲击砂层,地下水丰富。设计采用<32mm超前小导管超前注浆固结地层,封堵地下水。小导管长315m,在一般地段布置在开挖轮廓线外拱部120°范围内,砂层富水地段采用<76mm管棚与<32mm小导管共同注浆加固地层,并在开挖面上台阶按1.0m×1.0m间距布置,注浆作业采用KBY-50/70及HFV-5D双液注浆机注浆,注浆压力管棚控制在0.6~0.8Mpa,小导管控制在1.2MPa。注浆作业由下向上后退施工,两侧分别向中间进行,最后完成拱顶注浆。
  4.2超前引排地下水
  区间隧道位于地下水位以下,开挖后大量地下水涌入隧道内,给施工带来很大影响,同时由于地下水的作用,粘土层在地下水的作用下软化水量大时成流塑状,造成拱脚下沉、两侧涌泥,支护结构下沉,施工极为困难,为保证施工安全,经多次研究决定采取降水措施。
  由于区间隧道两侧建筑物密布,无法进行地面降水,根据现场实际情况,结合地质情况,最后采用隧道内超前排水和隧道内降水两项措施,成功地解决了地下水对施工的影响问题。
  4.3监控量测技术
  隧道埋深浅,施工对周围扰动较大,特别是地表沉降对地表路面行车以及道路两侧管线影响很大。为减少施工影响,施工中必须进行施工监测工作,信息化施工;同时,监测信息能及时了解围岩稳定情况,支护结构变形情况,及时修改施工参数及支护参数,切实保证施工安全。施工监测主要进行地表沉降监测、隧道拱顶下沉、净空收敛、支护结构变形、支护内力等。监测工作严格按照规范要求布设监测断面,按要求频率进行日常监测工作,对监测信息及时分析整理,有效地指导现场的各方面的技术施工。
  5结束语
  总之,通过对隧道浅埋暗挖施工技术要点分析,使我们充分认识到以下两点:
  (1)隧道开挖前,由于地质及周边环境条件复杂,地表有建筑物,围岩较差,成拱能力有限,可以采用超前支护、超前引排水等措施,支护对围岩进行加固。
  (2)隧道开挖后,通过加强支护保证了隧道施工,同时还可对隧道进行地表注浆加固,可改善围岩物理力学性能,提高围岩承载力及整体性并快速封闭以控制围岩早期变形。
  参考文献
  [1]李建辉,罗凤霞.地铁土建工程风险管理的思考.中国安全生产科学技术,2006.
  [2]王学理.地铁暗挖车站施工中的监控量测体系.现代城市轨道交通,2006.
  [3]张凡,孔恒.地层预加固技术的研究现状和方向.市政技术,2004

《关于城市隧道浅埋暗挖施工要点分析》

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