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动态播报
地铁隧道暗挖工程中的问题与防治措施
2021年11月10日 15:10:00 来源:轨道科技网 访问:

  轨道交通施工包括土木工程施工、隧道施工、爆破技术等施工含量高的危险因素,地下地铁隧道施工往往是区域土壤结构不平衡、自然环境不稳定、地下水渗漏、由于这些因素的影响严重,在地铁隧道工程的后期前期规划和评估中需要引起足够的重视。目前,地下开挖技术在地铁隧道施工中得到广泛应用。该技术的应用可以降低地铁隧道施工的难度,提高施工效率,提高地铁隧道施工质量。

    暗挖隧道施工方法分析


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  目前针对暗挖隧道的施工方法主要有盾构法和暗挖法。盾构法是一种较先进的机械方法,能够在盾壳的保护下逐步前进进行隧道开挖。同时,盾构法施工的过程中需要严格的控制结构的变形,对衬砌结构需要实时的监测其各个方向的位移,根据位移的监测结果判断是否需要采取二次注浆或者地面注浆加固等措施对地下结构进行加固。

  暗挖法对于地层结构的适应性较大,但是需要前期对地层结构的地质条件、环境条件等进行评估。同时采用暗挖法施工隧道时需要满足:施工时地下无明显积水;隧道的支撑面需要具备一定的稳定性能。表1为暗挖法开挖方式的对比。


表1浅埋暗挖法开挖方法对比

     浅埋暗挖地铁隧道施工技术方法


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  (1)台阶法

  台阶法是一种比较典型的隧道开挖方法,在当下城市地铁隧道开挖中有着较为广泛的应用。这种施工方法非常灵活,有着比较强的适用性,一般在采用其他开挖方法前,都会采用这种开挖方法作为“打底”。但在实际采用这种施工方法时,如果实际制作的台阶比较多,会对岩层带来较大的扰动,因此要结合实际,做好台阶数量的控制。一般在上下台阶之间需要以掌子面稳定情况为依据,其间要做好核心土的预留工作,土壤高度需要控制在140~160cm,长度应控制在100~150cm,同时土的两侧到边墙的距离应保持在80cm左右。在实际作业时,应遵循以下施工工序:首先是要设置超前支护,并先对上断面进行开挖,在此基础上,还需要做好支撑安装和混凝土喷射处理。其次是进行下台阶开挖,做好初步支护,最终封闭形成环状。然后是在隧道中做好防水施工,整个施工过程应分段进行,最后还需要进行二次衬砌混凝土的浇筑。

  (2)中隔壁CD法

  中隔壁CD法是一种浅埋暗挖地铁隧道施工方法,将隧道分为两个断面,一般左右两边各一个,每侧均需要先采用台阶法,从隧道顶部开始进行开挖,一直开挖到底部,后续再进行爆破作业,其间需要注意对临时的中间隔离墙做好必要的保护。这一施工方法的工序如下:一是要采用超前小导管,向地层中注浆,做好地层加固处理,然后采用台阶法,做好左侧导洞的开挖,在开挖完成后,需要进行初期支护,比如喷射混凝土,并对拱脚架设锁脚锚管,然后继续开挖左侧导洞下台阶,一直挖到仰拱设计的标高,并做好临时支护;二是进行右侧导洞开挖,同样采用台阶施工方法,后续也需要开挖到下台阶至设计标高,做好初次支护;三是在初次支护的背后进行注浆加固,并将之前设置的临时支撑拆除掉,注意要分段拆除并做好防水层铺设,仰拱需要做好回填施工;四是断面的顶部与边墙需要进行二次衬砌,并注重做好防水层施工,最后进行注浆加固,完成内部结构的施工。

  (3)拱盖法

  拱盖法经常应用于车站隧道暗挖工程中,在实际施工时,采用的导洞数量一般比较少,因此不会对围岩带来较大的扰动。这种施工方法易于进行初期支护,采用的临时支护较少,降低了后续支护拆除量,更为重要的是,这种施工方法适合应用于大面积施工的场景,实际工作效率较高,但也有一定缺点。比如,如果两侧墙部位围岩强度较大,实际进行爆破作业时,爆破控制有着非常大的难度。单拱盖法是人们最常用的拱盖法,下面着重介绍其操作步骤。

  一是采用超前小导管,做好注浆加固处理,做好主导洞两侧小导洞的开挖并进行初期支护,两侧小导洞之间的前后错位应控制在5m以内。在主导洞的外侧,做好砂浆锚杆支护,使得拱脚处围岩得到有效加固,在后续两侧小导洞贯通后,可以将其视作冠梁。

  二是将主导洞分为两个导洞,分左右两侧,采用台阶法完成开挖施工,做好第一层初期支护。在支护过程中,针对前面两个小导洞空余部分,应采用素混凝土进行回填。然后进行第二层初期支护,分段拆除两侧小导洞的初期支护结构与中隔壁。

  三是在完成车站双层支护后,应沿着地铁站纵向,做好施工段划分并进行岩体分层开发,侧墙应打入砂浆锚杆进行加固,为保证加固效果,需要加设第一道应力锚索。与此同时,做好侧墙初期支护施工,其间可以采用非钻爆法进行开挖,确保冠梁下部的岩体有着良好的完整性。在开挖至洞底标高后,可以进行底板垫层的施工。

  四是锁定最下方位置,将该位置的预应力锚索的锁头切掉,并进行底板防水施工,然后锁定隧道中间位置,采用同样方法将该位置的预应力锚索的锁头切掉,然后进行侧墙二次衬砌施工,其间应完成站台层立柱、梁板的施工,并做好防水施工。

  五是采用同样方式,将最后一道预应力锚索头切除,做好顶拱防水剂二次衬砌施工,完成车站内部其他结构的施工。

    暗挖技术施工风险分析


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  (1)横截面过大

  某些地铁隧道选址区间上方覆盖的土层厚度可达到6~8m,地质土层类型也可能有3~4种,地铁隧道暗挖的横截面尺寸较大,因此大大提升了施工难度,而应用双侧壁导坑工艺技术可以降低其潜在的风险。

  (2)交叉管道过多


 许多地铁路线区间会与城市地下管道相互交叉,例如燃气管道、下水管道等。当地铁隧道平行于其他管道时,应在施工开始前进行相应的风险预估,并做好安全生产指导意见与风险等级预案。特别是当暗挖隧道经过高压燃气管、雨水排放管、污水处理管等重要管道的区域范围时,需及时加强安全管控,降低风险。

  地铁隧道大断面地下开挖由于受各种因素的制约,处置不当,会对其施工产生影响。采用先进的管棚支护保护技术、双侧壁引坑及地下开挖技术、拱内深孔及注浆回填技术,可有效完成地铁隧道施工,保证施工质量。

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