中咨工程管理咨询有限公司西安分公司 陕西西安710000
摘要:本文结合实际工程案例,探究浅埋暗挖技术的应用方法和管理措施。在地铁隧道施工中,通过隧道开挖、支护、衬砌防水施工与混凝土浇筑等技术应用,使地铁建设质量得到切实保障。同时,在施工中还应注重安全管理,有效预防水灾、火灾和土石方坍塌等引发的安全事故,使施工任务安全圆满的完成。
关键词:市政工程;地铁隧道施工;浅埋暗挖技术
引言:当前城市建设规模不断扩大,地上土地资源有限,为了缓解交通拥堵情况,地铁隧道工程数量逐渐增加,有效解决出行需求与城市空间相矛盾的问题。在地铁隧道建设期间,不同地质条件所用技术不尽相同,浅埋暗挖法具有造价较低、灵活性强等优势,技术核心在于管超前、严注浆、强支护、快封闭,能与其他技术协同应用,逐渐得到广泛应用。
1工程概况
以某市地铁14号线为例,地点位于市中心,交通流量较大,道路东西向延伸,隧道位于交通主干道下方,线间距为15m。X站为双层暗挖结构,属于换乘站,14号线位于下方;Y站采用明挖结构,埋深较浅,线路为南北走向,单向坡,两侧高度差为10.36m。从X站到Y站为上坡,最大坡度为25‰,施工难度较大。隧道所处地形较为平坦,最大地面高差为4.62m,区间顶板埋设位于15.2m—9.5m之间,开挖段砂层稳定性较弱,为满足工程要求,经过建设、施工和设计方共同商讨,最终决定采用浅埋暗挖技术,并在各施工环节综合运用台阶施工法、CRD施工法等,提高整体施工效果。
2浅埋暗挖技术的应用方法与管理要点
2.1隧道开挖
该项目所处位置地下水位较高,隧道开挖时应注重隧道降水工作,不但要控制降水速度,还要提高降水施工质量。对此,可将真空降水技术引入进来,在隧道抽水中,将抽水管与真空泵联合应用,并保证管井前端预留一段真空,便可将水直接压入管井内,提高抽水效率。在浅埋暗挖施工中,还可采用辐射井降水技术,可使隧道内水位降到最低。与前一种技术相比,其区别在于隧道中安插一个直径较大的井,并在井壁结构上植入一些排水管道,可将抽取的水流入井中,再利用功率较大的抽水泵,将大井内的水集中抽出,节约水泵安装数量,提高利用率。在开挖期间利用人工铲掏孔提前预报地质情况,孔洞深度至少为6m,随着开挖深度逐渐加大,还要配合开展地质探孔工作;在开挖进尺阶段,综合分析支护格栅钢架的间距、外部条件、建设要求等,针对特殊路段可采用一榀格栅钢架间距开发,针对地面荷载较小的路段,则利用二榀格栅钢架间距开挖[1]。
2.2隧道支护
在隧道支护中,采用超前支护技术,通过大管棚、小导管进行支护,在施工中注重钻孔外插角度控制。大管棚设置在断面变化较大的位置,该项目在竖井进横通道马头门处安装大管棚,利用、
为5mm的热轧无缝钢管,横通道马头门位置的管棚长度为9m,区间正线处管棚长度为12m。在管身上钻6—8mm的孔,以梅花形布置,孔距为30cm,确保管棚注浆期间,浆液能够迅速扩散。该区间采用吹管顶入法,将高压风管安插到管棚中,吹出砂子,再将冲击钻顶进30—50cm,如此循环,完成大管棚打设。小导管利用直径为42mm的热轧钢管,
为3.5mm,长度为2.5m,每两榀格栅打设一环,间距为30cm。根据砂层地质特点,采用引孔打入法,先用
20mm高压风管吹孔,再将导管插入,外露部分用棉纱封堵,以免喷射混凝土使管口阻塞。该项目中临时支护采用型钢支护技术,其核心在于对台阶法临时仰拱支护,注意格栅钢架连接点的控制,使不同作业面能够创建临时闭合受力体系;在初期支护阶段,以喷射早期混凝土、注浆锚管、锁脚锚管为主,采用锁脚锚、连接筋等,使格栅钢架安装到指定位置。
2.3衬砌防水施工与混凝土浇筑
在基面处理中,先对锚管尾部、外漏钢筋妥善处理,使基面处于平整状态;然后敷设防水卷材,确保卷材摊铺平整,用射钉紧固,将防水垫圈安装在射钉处,预防此处漏水使卷材脱落。在仰拱防水过程中,工人可直接摊铺防水卷材,边顶拱防水应利用台车人工铺设,在绑扎钢筋之前,将细石混凝土铺设在下方,再将临时性移动保护板安装在边墙处,以免防水卷材受损。在二次衬砌混凝土浇筑中,所用技术如下。
(1)分块程度控制。结合工程需求将分块长度设定为9m,利用钢模台车浇筑,对单线A型和B型断面边顶拱混凝土,C和D型断面利用定型小钢模浇筑,区间右侧隧道采用100块浇筑,左侧隧道用90块。
(2)明确边顶拱与仰拱的界线。该界限优先考虑低位,缩短仰拱边墙混凝土浇筑时间,在浇筑中可能产生气泡,可在轨面线30cm以下位置,利用定型翻转模板施工,待拆模后立即抹面处理,预防气泡产生[2]。
(3)振捣器定位。顶拱利用钢模台车浇筑,使浇筑长度控制在12m左右,面板厚度为7mm左右,利用振捣器联合作业,提高浇筑质量。在边顶拱模板设计中,综合考虑排气孔下料、观察孔的位置设定,可采用一孔多用法,为后续施工提供便利。该项目采用附着式振捣器,根据设备启动和关闭顺序与时间,采用下山法浇筑混凝土,将台车位置与堵头靠近,用铁丝固定PVC排气管,保证仓面顶拱位置混凝土浇筑密实;两侧墙混凝土浇筑可由台车窗口进入,对称下料,合理控制下料高度;在浇筑中利用冲天管入仓,顺着洞线方向,由低到高换管,使拱部混凝土能够填充紧密。
(4)远程监测。隧道施工是在地下开展,且该工程并非从单一方向开挖,在浅埋暗挖技术应用中,需要对整体施工远程监测,包括隧道强度、沉降量等指标,一旦发现异常应立即停工修正,以免引发安全隐患。
2.4安全管理要点
隧道工程常见的安全事故为土石方坍塌、水灾事故、火灾事故等,在科学使用施工技术的同时,还要加强安全管理,使工程安全顺利完成。
(1)土石方坍塌预防。施工前单位应做好地质超前预报,加强施工阶段地震监测,及时将监测结果上报;针对地段地质剖面图、勘测报告深入探究,在必要的情况下,还可利用钻孔探测全方位勘查,为地铁工程开展提供全面真实的数据支持,预防施工中和后期坍塌事故产生。
(2)火灾预防。该项目在地下开展,环境湿度较高,可能因设备短路、电阻过大等引发火灾,加上隧道内通风量大,火灾发生后会迅速蔓延,不利于逃生。对此,要求全体参建者树立防火安全意识,定期检查设备、线路连接情况,密切监控隧道内易燃易爆气体浓度,并配备充足的消防设施[3]。
(3)水灾预防。隧道开挖需要用到爆破技术,使周围岩石状态发生改变,地下水渗流的流经随之而便,出现渗漏水情况。工程可能因地下水汇集隐藏水库,引发涌水事故,在未及时排放情况下造成水灾。这就要求施工前设定具有代表性的勘测点,提高勘测准确度,合理选择防水材料质量,杜绝伪劣产品,确保施工质量与安全。
3.结论:综上所述,在地铁隧道工程建设中,施工人员应全面勘察现场地质条件、管网埋设情况,结合工程实际选择施工技术,确保设计方案适用于具体工程。在浅埋暗挖技术应用中,先采用真空降水技术抽干水分,为隧道开挖提供技术助力,再利用大管棚、小导管支护、衬砌防水施工与二次衬砌混凝土浇筑等,确保整体工程质量符合预期要求。
参考文献:
[1]汪国锋,李光.浅埋暗挖法在北京地铁隧道施工中的应用研究[J].铁道标准设计,2020(12):33-35.
[2]黄俊,张顶立,陈来生.富水软弱地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术[J].岩土工程技术,2021,18(006):295-298.
[3]郝忠院.地铁隧道浅埋暗挖法施工预加固技术及其应用研究[D].西安科技大学,2019.