浅埋暗挖法施工在城市地下人行通道中的应用

浅埋暗挖法施工在城市地下人行通道中的应用

关键词:浅埋暗挖法;城市地下人行通道应用

1浅埋暗挖法概述

浅埋暗挖法是在工程施工中比较常用的隧道施工技术之一,其主要适用于软弱围岩地层中,其主要原理就是要对施工区域内的地质条件进行改进,能够对施工中的地表沉降问题进行有效预防和控制。其主要方法就是在施工初期采用格栅和锚喷混凝土等方式进行初期支护。其理论依据是目前比较常用的新奥法的理论,在进行隧道开挖过程中具有较为灵活的结构形式,且由于其对地表沉降问题能够有效控制,所以对地面建筑物、道路等的影响较小,因此对施工范围内的居民正常生活具有较小的影响,而且施工过程中造成的城市污染也较小。但是此采用此方法进行隧道施工的速度较慢,且在地下较为狭小的空间中采用混凝土喷射作业时会产生较多的粉尘,不利于施工人员的安全。此外,由于此方法具有较低的机械化程度,所以人工劳动强度较大,不利于对施工成本进行控制和对施工工期进行缩减,并对高水位底层结构的防水施工难度较大。

2浅埋暗挖法施工工艺分析

2.1工程概况

海慧路地下人行通道,位于象山大道与海慧路交汇处,为整个象山大道综合整治工程关键线路。海慧路地下通道形似“井”字,每个交叉口均设置一个坡道和一个梯道,其中梯道是由楼梯梯道和自动扶梯组成,共8个梯坡道出入口,西南侧梯道(6号出入口)预留一个接口。主通道净宽6m,梯道出入口净宽均为6m,坡道出入口净宽均为4.5m。通道建筑面积约3435m2。海慧路地下通道主通道施工采用CRD法,梯坡道采用明挖法施工。支护工程为φ800@1200的钻孔灌注桩及φ600@1000的高压旋喷桩做止水帷幕,外加两道支撑。

2.2主要技术特点及工程重点、难点

浅埋暗挖隧道施工,最小埋深4.3m,上部为交通动荷载,安全风险高。主通道作业空间狭小,只能采用人工开挖。施工组织难度大,海慧路和象山大道是荆门地区重要交通节点之一,交通流量较大,主要以公交车、小型客车和货车为主,施工期间需确保交通畅通,因此对现场施工影响巨大。工期紧张,本工程计划269天全部完工,本地下通道为整个象山大道综合整治工程关键线路。本工程范围内的主要影响管线为自来水管φ1200、自来水管φ500、天然气管道、地埋电信管线、地埋电缆。设计采用临时改移或临时废除的方案。改移复杂,耗时较多。现场拆迁任务重。深基坑施工难度大。

3浅埋暗挖法施工在城市地下人行通道中的应用

3.1地表注浆

根据地质勘察报告,对穿越淤泥质粉质黏土段的1#主通道,开挖前进行地面注浆加固,其他地段进行超前大管棚及超前小导管预注浆。孔位采用梅花形布置,间距1.6m。在进行地表注浆的工程中,应根据吃浆量对注浆过程进行控制,且根据孔位置的不同选择不同的注浆时间,对于最外排的孔将其注浆成功的标准确定为注浆量小于每分钟2-4升,而对于内排的孔,则通常按照注浆量小于每分钟1-2升来确定。在注浆过程中还应对相应的参数进行控制,主要是对注浆压力进行控制,在不同的土层和土体内采用不同的压力,通常规定在在塌陷土体内为0.1-0.25Mpa,在原状土层中为0.25-0.5Mpa为宜。如在注第二序及第三序孔时,注浆量q减少,即q2/q1=d<1,表示注浆已成功,否则需要进行复灌直至成功。

3.2超前大管棚施工

超前大管棚采用φ108×6无缝钢管,环向间距0.3m。超前大管棚沿着主通道拱墙外侧0.20m打设,考虑到上部荷载及土体重力效应,大管棚外插角在主通道方向基础上上调1°~3°。首先,采用潜孔钻机,从导向管内隔孔。钻进过程中利用测斜仪控制钻进角度,保证终孔偏斜率在1/2000内。其次,进行大管棚安装。钢管安装顶进前先进行孔道扫孔作业,将预先加工好的钢管安装在大臂上,低速推进钢管。钢管采用丝扣连接,编号为1#孔的第一节管采用3m钢管,编号为2#孔的第一节钢管采用1.5m钢管,以此类推,以后每节均采用3m钢管,以保证同一断面接头数量不大于50%。第一个引导孔推进的是花管,先注浆,利用第二根无孔钢管钻进时,检查第一根管的注浆情况。最后进行注浆施工。浆液采用水泥、水玻璃双浆液,水泥浆与水玻璃重量比1:0.025,水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度35波美度,注浆压力0.4~0.8MPa,终压1.6MPa,浆液扩散半径不小于40cm。

3.3超前小导管施工

超前小导管兼注浆管,采用φ42×3.5无缝钢管,L=2.5m,@300(拱墙、临时中隔墙布置),外插角10°~20°,纵向相邻两排锚管的水平搭接长度不小于1.0m。具体的施工方法为:一是在进行超前小导管施工之前根据设计图纸的要求在掌子面上进行所需钻孔孔位的确定和绘制,并在孔位画完之后进行位置的检查和确认。二是确认孔位符合设计要求之后,采用风钻进行钻孔作业,在钻孔深度符合设计要求之后,使用风钻将准备好的小导管顶入孔中,并且确保外露导管的长度符合设计要求。然后按照要求进行导管插角的施工,并将导管尾部与钢架进行焊接。三是在确保导管焊接牢固之后就要对其进行加工,加工的要求是将其前端加工为锥子型,并在导管的尾部进行肋筋的焊接。最后还要在尾部以上1m的范围之内的管壁四周进行压浆孔的钻取。四是将钢管插入以及对孔口进行密封。插入钢管的操作需要使用专用的顶头进行,且确保顶入的钻孔长度不应小于管长的90%。顶进完成之后在光管的尾部进行挡圈的焊接,然后采用胶泥麻筋进行缠绕以确保钢管外壁与岩壁之间的密封性。最后将钢管尾部与钢支撑进行焊接连接,并确保其牢固性。五是进行注浆作业。在注浆作业过程中应注意对注浆压力和注浆量的控制,在单管达到设计注浆量标准要求时完成逐渐作业,并对管口进行封堵。

3.4洞身开挖施工

暗挖地道设计为采用CRD法开挖,把断面分为四部分进行开挖施工。施作降水井,进行坑外降水,施作右上部导坑超前小导管,开挖右上导坑,及时施作初期支护、临时中隔壁封和临时仰拱闭支护结构,并打设锁脚锚管。开挖右下导坑,及时施作初期支护及临时中隔壁。利用上一循环架立的钢架施作左上导坑拱部前小导管,开挖左上导坑,及时施作初期支护和临时仰拱闭支护结构,并打设锁脚锚管。开挖左下导坑,及时施作初期支护。由于空间狭小,采用风镐人工开挖,开挖的渣土通过通道内斗车水平运输后,利用竖井外的提升架,垂直提升渣土至竖井外。开挖时,必须等上一个导洞进尺超过3m后,才能进行下一个导洞的开挖。

3.5洞身支护施工

主通道初期支护应随开挖及时进行。洞身支护施工工序流程为:开挖后初喷砼→系统支护(系统锚杆、钢筋网、格栅钢架、临时中隔墙和临时仰拱)施工→复喷砼至设计厚度→进入下循环。洞身注浆是主地道初支施工完成一段后必须及时对拱部、边墙与仰拱进行回填注浆加固,减小地面沉降。

4结语

本工程不仅具有较高的安全风险,而且具有较大的施工组织难度和深基坑施工难度,工期较为紧张,采用浅埋暗挖法对地下人行通道进行施工,不仅对地上交通和地下管线的影响较小,而且对地表和地下管线沉降问题进行有效预防,并减少施工过程中对环境的污染,确保了周边建筑物和地下管线的安全,具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]陈炯,陈春华,项志梅.城市地下人行过街通道浅埋暗挖法施工技术[J].浙江建筑,2015,32(10):46-50.

[2]卢方伟,陈建斌,吴立鹏,等.武汉长江Ⅰ级阶地浅埋暗挖人行通道施工过程研究[J].市政技术,2017,35(3):89-92.

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