隧道工程浅埋暗挖法施工浅析

隧道工程浅埋暗挖法施工浅析

中煤第三建设(集团)有限责任公司市政工程分公司

摘要:在经济社会迅猛发展背景下,隧道工程建设呈现出爆发式增长态势。相比于地面工程建设,隧道工程由于处于地下且面临巨大结构压力以及众多构造物、管线等,这就在很大程度上给其施工带来了不小的难度与挑战。有鉴于此,本文在充分结合笔者对相关文献研究以及自己多年工作经验情况下,重点围绕于隧道工程浅埋暗挖法施工展开探讨,以期给其他项目建设提供一定参考。

关键词:隧道工程;浅埋暗挖法;施工;技术

1浅埋暗挖技术的特点

浅埋暗挖法属于一种在距离地表非常近的地下开展不同类型地下洞室暗挖施工的方法。当明挖法、盾构法均不符合要求的情况下,即可考虑选用浅埋暗挖法。如北京长安街下的地铁修建工程,则展现了浅埋暗挖法的应用优势[4]。浅埋暗挖法除了可作为独立施工方法进行应用外,还可和其它施工方法相结合,同时使用。足以看出,浅埋暗挖法具有较强的兼容性,能与其它施工法协同使用。现今,浅埋暗挖法的整体配套技术在全球的发展水平都处于较先进水平。

浅埋暗挖技术的具体施工流程为:①先把钢管打进地层,再注入水泥或化学浆液,实现地层加固。保证开挖面土体稳定为浅埋暗挖法安全开展的前提;②地层加固后,作短进尺开挖。每次开挖进尺的要求也相当高,务必要控制在0.5m以内,开挖后应先初喷5cm厚混凝土,使自身承载能力提升,且即刻做好封闭,避免围岩进一步风化;初期支护施工的顺序为初喷混凝土→架钢格栅支撑→挂钢筋网→再喷射混凝土(20cm);③施作防水层。开挖面稳定性容易受水患影响,若情况严重甚至有塌方灾害。因而妥善进行地下水处理属于很重要的一环;④做好二次支护。通常情况下,需注入混凝土,若有必要应作钢筋设计。当然,浅埋暗挖法的施工应依靠监控测量所获信息作指导,可使施工安全与质量得到保证。

二、试验段施工

因为隧道周边地层具有不稳定性与复杂性等特征,所以在开展浅埋暗挖法作业时要求开展试验段施工。第一,确定好隧道结构设计、作业方案以及试验段计划后,要求明确隧道开挖试验段,重点对其施工中支护结构、地表沉陷情况、围堰变形特征和对地面周边环境影响程度等内容进行明确。第二,将在隧道试验段施工中所得到的参数来对隧道围岩的性能以及地质情况正确分析出来,并基于此来制定可行的开挖与支护方案。

三、隧道开挖

在开展隧道浅埋暗挖施工过程中,要求工作人员能够根据施工情况、周边构筑物地下情况、隧道围岩结构特点等内容来将实际掘进开挖方式确定下来。同时假如隧道工程有比较高的施工组织要求的话,企业需选择一小段作为试验段严格按照图纸与方案开展实践施工,这样做目的在于论证开挖作业效果。从实践情况来看,一般野外隧道工程开挖主要采用的施工方法为正台阶法,但在城市环境里由于受到地下构筑物、各种管线众多等因素地影响,隧道工程开挖则通常采用上台阶分部或者短台阶这两种施工方法。同时针对多跨隧道地开挖则应采取柱洞法。最后,隧道工程开挖施工中为了保证其安全性,企业必须切实依据方案要求做好围岩扰动情况分析并作为开挖过程的支护措施,同时如果实施爆破开挖时除了应采取短进尺以外还必须监控爆破震动情况。

四、隧道施工中浅埋暗挖工艺流程

(一)隧道支护

一般情况下隧道浅埋暗挖都是采用复合式衬砌方式,其支护设计具体有如下三类情况:第一,运用初期支护来负荷全部荷载,二期支护主要用作安全储备。第二,将初期支护用作临时支护,二次支护则作为主要承载结构。第三,将初期与二期支护一同用作支护承载结构,不过需要结合具体工程情况来采用相应支护方法,同时能够结合实际作业环节的信息与数据的变化来开展相应的调整。因为都是在浅层地表以下实施隧道施工,因此要求围岩具有较高的稳定性与强度。通常来说,隧道工程在浅埋暗挖地段施工中一般都是使用双层超前小导管。也就是在实际作业时,将水泥浆液诸如到小导管内,利用高压力浆液来挤压隧道内土体,从而有效渗透融合土体压裂区,构成一个浆脉网络,等其完全凝固后就能够形成硬塑黏土,以达到约束土体,提高围岩抗渗能力以及结构稳定性的目的。

(二)混凝土喷射

在喷射混凝土时务必要确保其连续性。如若机械设备正常运行,则要保证其料斗中有足够的存料。第一,在施工过程中,要求先送风,后送水,随后将设备开启后再给料。停机时要求先停风,后停水,随后清理干净喷射机与输料管。第二,在喷射混凝土前,要求仔细检查喷射机的喷头情况,保证其可以运行正常,并且还要求采用高压风或人工方式来清理待喷区域。第三,在实际喷射过程中,要保持喷射面与喷头的垂直,且距离需控制在0.6-1m。不仅如此,还要求施工人员能够及时调整水量,合理把控水灰比,以保证混凝土表面平整、光滑,没有出现干斑或滑移等问题。

(三)回填注浆

在上一环节混凝土喷射完成并等一段时间后企业对其进行检测,如混凝土强度达到方案所要求的70%左右时即可开展回填注浆。结合实践来看,隧道工程回填注浆作业作用在于对地表沉降予以控制,其主要是借助前期施工中在混凝土预埋的钢管来实施,并且针对背后回填注浆管布置上需特别注意要在拱顶和隧道工程中线15°夹角纵向间隔一定距离布置一根,同时拱顶两边注浆管设置上则采取交错方式。在该环节作业中主要使用的是水泥砂浆,企业需在注浆前严格按照方案保证其配比、搅拌,并在检测合格后方可使用。同时在注浆过程中除了要严格控制压力不得大于0.4MPa以外,出浆口需离土体大概50mm以及其方向要和隧道开挖相反。

(四)现场监控量测

在进行隧道浅埋暗挖施工过程中一项重要工作就是现场监控量测,以能够及时、全面的监控施工现场每个环节与各种情况,一方面能够确保施工的安全,一方面还能够有效控制沉陷变形情况。一般情况下,现场监控量测的内容主要有应测与选测两种。其中,应测项目包括了观察账支护情况、地质情况,对周围拱顶下沉、移位等现象进行分析,确保可以提供最为科学、可行的方案与事实工具。选测项目则主要是分析围岩压力、围岩体内位移以及地表下沉等情况,确保可以运用科学的方法与工具来开展测量工作。此外,将实际量测所得数据来绘制为实践曲线,并将开挖工作面的量测距离与施工工序标注在横坐标上。如若曲线呈现平缓状态,就要求能够回归分析数据,确保可以科学推算稳定时间。如若测量数值在标准之外,则要求深入分析其原因,确保可以运用科学的支护方法来改进施工工艺。而如若曲线上有反弯点出现,则表面位移数据出现较大异常,存在支护和围岩不稳定的情况。对于该种情况则需要在实际监测时实施开挖作业,保证工作面的稳定性,为施工工作提供保障,使其在积极处理后期,能够促进施工工作的顺利发展。

参考文献

[1]徐浩.暗挖隧道施工引起的地表塌陷与有效控制研究[J].建筑技术开发,2017,44(24):125-126.

[2]杨波,李颖.桃树山隧道黄土明洞暗挖法施工技术[J].山东交通科技,2017(06):51-52+55.

[3]黄建良.建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(31):132.

[4]沈渭钧.浅埋暗挖法在隧道施工中的运用[J].住宅与房地产,2017(29):168.

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