淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道工程的運用

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摘要:隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國地鐵建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大，地鐵建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系到人們的使用安全。地鐵隧道的施工應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)特點，采取科學(xué)合理的施工方法。本文以某實際工程為例，分析了淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道工程中的應(yīng)用，詳細論述了淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用要點和質(zhì)量控制措施，希望能夠加強地鐵隧道工程建設(shè)質(zhì)量，可為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞:淺埋暗挖技術(shù);地鐵隧道工程;應(yīng)用

1工程案例

某地區(qū)地鐵3號線位于繁華交通路段，向南北方向延伸。隧道上方為城市交通主干道，日常交通過往量比較大。區(qū)間全線長1026．54雙線米，線間距為15m。由于受到兩側(cè)車站結(jié)構(gòu)形式影響，增加了隧道結(jié)構(gòu)坡度變化幅度。X站屬于雙層暗挖結(jié)構(gòu)，為3號線與4號線的換乘站，3號線位于下方。Y站屬于明挖結(jié)構(gòu)，埋深比較淺。線路走勢為東高西低，單向坡，兩端高度差為11．5m。從X站到Y(jié)站方向隧道屬于上坡結(jié)構(gòu)，最大坡度為25‰，施工難度比較大。區(qū)間隧道起始里程為ZM15+404．65，終止里程為ZM15+538，施工豎井和橫通道中心里程為ZM15+865，利用橫通道開挖左右線。在區(qū)間ZM15+495處設(shè)置強電電纜通道，在ZM16+195處設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，并分別與左右線相連。由于該區(qū)間圍巖類別為Ⅰ－Ⅱ類，為砂礫層和中粗砂。地形變化比較平坦，地面標高在45．56～48．52m之間，最大地面高差為4．85m，區(qū)間隧道頂板埋設(shè)位于16．8～9．3m，在開挖期間砂層穩(wěn)定性比較差，因此在施工期間主要圍繞臺階施工法、環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法、CRD施工法進行分析。但是由于以上施工工藝均不滿足工程要求，因此經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位和施工單位的共同討論，決定采用淺埋暗挖技術(shù)，并且在部分施工環(huán)節(jié)聯(lián)合臺階施工法、環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法、CRD施工法。

2地鐵隧道施工方案對比

2．1臺階施工法

臺階法在隧道工程建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，該項施工方法主要是將斷面劃分為上半斷面和下半斷面，并對以上斷面分別實行開挖施工。在施工期間臺階長度會不斷調(diào)整，有效應(yīng)用到各類地層當(dāng)中。

2．2環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法

該種施工方法主要是將隧道斷面劃分為上部核心土、環(huán)形拱部和下部臺階，并實行分別開挖施工。按照斷面面積大小可以將環(huán)形拱部劃分為若干塊進行交替開挖施工。在隧道工程建設(shè)當(dāng)中，采用該項技術(shù)具有較多優(yōu)勢:由于上部分留有核心土，可以有效支擋開挖面，還可以快速對拱部進行初期支護，所以開挖工作面具有較高的穩(wěn)定性;核心土開挖和下部開挖都基于拱部初期支護保護下進行，所以具有較高的安全性，提升施工效率。

2．3CRD施工法

該種施工方法主要是對隧道大斷面開展分塊開挖和分部開挖施工，首先將隧道一側(cè)進行開挖，之后做好封閉初期支護和臨時支撐，再開挖隧道另一側(cè)，并且做好封閉臨時支撐和初期支護，這樣可以和隧道初期支護和臨時支撐形成網(wǎng)狀封閉穩(wěn)定支護技術(shù)。相比于CRD施工方法，在隧道工程施工建設(shè)期間采用CD施工方法，不需要在隧道斷面上部和隧道下部分間建立臨時封閉仰拱支撐。在對該隧道工程施工技術(shù)條件以及施工要求進行綜合考慮后，在該工程開挖施工過程中需要使用CRD施工法、臺階預(yù)留核心土法、中導(dǎo)洞聯(lián)合CRD施工法和臺階施工法。在隧道開挖施工期間需要使用注漿小導(dǎo)管超前支護技術(shù)、徑向錨管支護技術(shù)和大管棚支護技術(shù)等多種輔助錨同支護施工措施。

3淺埋暗挖施工技術(shù)的應(yīng)用分析

3．1隧道開挖

(1)地質(zhì)超前預(yù)報。在隧道開挖期間使用人工鏟掏孔進行地質(zhì)超前預(yù)報，將孔深控制在6m以上。隨著開挖進度不斷加深，需要做好地質(zhì)探孔工作。(2)循環(huán)開挖進尺。在循環(huán)開挖進尺期間需要全面分析和考慮初期支護格柵鋼架間距。在分析工程建設(shè)要求和外部環(huán)境條件之后，若施工開挖需要在特殊路段或者雨水天氣下進行，則可以按照一榀格柵鋼架間距實行開挖施工，對于地面荷載較小或人行道下路段施工來說，則需要應(yīng)用兩榀格柵鋼架間距進行開挖施工。

3．2隧道支護

(1)超前支護技術(shù)。隧道工程超前支護主要包括大管棚和小導(dǎo)管，所以在開挖施工之前需要做好超前支護工作，并且嚴格控制鉆孔外插角度。(2)臨時支護技術(shù)。臨時支護主要為型鋼支護技術(shù)，主要是對臺階法的臨時仰拱進行支護。在臨時支護期間需要有效控制格柵鋼架連接點，確保不同開挖作業(yè)面可以建立臨時閉合受力體系。(3)初期支護技術(shù)。該項支護部位主要包括噴射早強混凝土、格柵鋼架、注漿錨管、鋼筋網(wǎng)片和鎖腳錨管，主要通過連接筋、鎖腳錨和注漿錨實現(xiàn)格柵鋼架定位。

3．3襯砌防水施工

(1)基面處理。在處理基面期間，需要對錨管尾部和外漏鋼筋問題進行處理，確?；嫫秸潭?。(2)敷設(shè)和固定防水卷材。在鋪設(shè)防水卷材期間必須確保平整性，使用射釘做好緊固處理。需要將防水墊圈設(shè)置在射釘位置，防止射釘位置出現(xiàn)漏水情況，導(dǎo)致防水卷材脫落。在仰拱防水施工期間要求施工人員直接鋪設(shè)防水卷材。對于邊頂拱防水來說，需要采用臺車人工鋪設(shè)方式。完成防水卷材鋪設(shè)之后，鋼筋綁扎施工之前，需要將細石混凝土保護層鋪設(shè)在仰拱軌面線以下位置，與此同時，還需要將臨時性移動保護板設(shè)置在邊墻位置，避免損壞防水卷材。

3．4二次襯砌混凝土澆筑

(1)分塊長度。按照工程實際情況需要將分塊長度控制在9m左右。采用鋼模臺車澆筑方式澆筑單線A型斷面和B型斷面邊頂拱混凝土，對于單線C型斷面、D型斷面、雙連拱大斷面以及堵頭墻斷面隧道，則需要采用定型小鋼模澆筑施工方式。區(qū)間右線隧道主要包括100塊澆筑，左線隧道主要包括90塊澆筑。(2)邊頂拱和仰拱分界線位置。對于上述區(qū)域的分界線位置來說，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮低位設(shè)置，縮短仰拱邊墻混凝土澆筑施工時間。在仰拱弧形段施工期間可能會出現(xiàn)氣泡，為解決此問題，需要在仰拱軌面線30cm以下采用定型翻轉(zhuǎn)模板施工。在模板拆除之后需要立即進行抹面處理。(3)振搗器、下料口位置設(shè)置。頂拱需要使用鋼模臺車開展?jié)仓┕?，確保所有混凝土澆筑長度均為12m，面板厚度為8mm。為了加強澆筑施工質(zhì)量，還需要使用振搗器聯(lián)合施工。在設(shè)計邊頂拱模板時，需要全面分析排氣孔下料孔以及觀察孔的位置設(shè)置問題，為了便于施工，可以使用一孔多用方式。在對附著式振搗器進行設(shè)置時，需要分析該設(shè)備的開啟順序和時間以及關(guān)閉順序和時間。在此次工程建設(shè)過程中，考慮到工程實際情況，選用下山法澆筑混凝土。在使用下山法澆筑混凝土?xí)r，需要將鋼模臺車靠近堵頭端位置，并且設(shè)置PVC排氣管，用鐵絲進行固定，確保倉面頂拱位置混凝土澆筑施工的密實效果。兩邊墻混凝土澆筑應(yīng)當(dāng)從鋼模臺車窗口入倉，有效控制兩側(cè)對稱下料高度差。在進行拱頂位置混凝土澆筑施工期間，可以采用沖天管入倉，沿著洞線方向依次由低到高換管，確保拱部混凝土充填密實效果。

3．5安全控制要點

第一，在隧道工程開工之前需要做好深基坑調(diào)查工作，明確基坑開挖與周邊建筑物之間的距離，制定出適宜的基坑開挖方案。在開挖之后需要及時進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工，在施工期間，相關(guān)管理人員需要監(jiān)督工程質(zhì)量，及時制止不安全行為。第二，在安裝和拆除模板時，相關(guān)人員必須按照模板施工規(guī)范要求進行。在模板和支撐系統(tǒng)安裝期間，需要做好臨時防護固定措施，防止模板在受力之后出現(xiàn)變形或者沉降問題。

4結(jié)語

綜上所述，在地鐵隧道施工過程中，施工人員需要詳細勘察施工場地地質(zhì)條件和地下管網(wǎng)埋設(shè)情況，分析工程建設(shè)技術(shù)條件，確保施工技術(shù)選擇的合理性，施工設(shè)計方案能夠適用于具體工程建設(shè)中。按照施工技術(shù)工藝流程開展各項施工，確保分項工程建設(shè)質(zhì)量，從而全面提升地鐵隧道工程建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻:

［1］張明聚，李方，李海，等．水平旋噴樁技術(shù)在莞惠城際鐵路淺埋暗挖隧道工程中的應(yīng)用［J］．鐵道建筑，2014(7):67－69．

［2］高俊濤．淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用要點分析［J］．建材與裝飾，2018(10):304－30

作者：王冰 單位：中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司