摘要:社會的快速發(fā)展,使得交通事業(yè)取得了大幅度的進步,對于我國的情況而言,很多的城市都在修建地鐵或者其它的隧道工程,這對我國的社會發(fā)展來說,是非常有利的。鑒于這樣的情況,淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)成為了焦點,對于隧道而言,只有過硬的技術(shù)才能保證隧道工程的進度和質(zhì)量,同時也是日后應用的關鍵。
摘要:社會的快速發(fā)展,使得交通事業(yè)取得了大幅度的進步,對于我國的情況而言,很多的城市都在修建地鐵或者其它的隧道工程,這對我國的社會發(fā)展來說,是非常有利的。鑒于這樣的情況,淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)成為了焦點,對于隧道而言,只有過硬的技術(shù)才能保證隧道工程的進度和質(zhì)量,同時也是日后應用的關鍵。 淺埋暗挖法是依據(jù)新奧法(New Austrian Tunnelling Method)的基本原理,在施工中采用多種輔助施工措施加固圍巖,充分調(diào)動圍巖的自承能力,隧道開挖后及時支護、封閉成環(huán),使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系,有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合配套施工技術(shù),適用于第四系無水土質(zhì)或軟弱無膠結(jié)的砂、卵石等地層修建覆跨比大于0.5的隧道;對于較高地下水位的類似地層,采取灌漿堵水或降水等措施后仍能適用。采用淺埋暗挖法修建的隧道多采用復合式襯砌。隧道復合式襯砌是分內(nèi)外兩層先后施作的隧道襯砌。 隧道開挖后,采用錨噴或噴射混凝土+鋼架+鋼筋網(wǎng)作為襯砌(一次)支護,待圍巖及初期支護經(jīng)監(jiān)控量測確認基本穩(wěn)定后在施作內(nèi)層襯砌(二次襯砌),內(nèi)層襯砌一般為摸筑混凝土,在兩層襯砌間設防水層。對于無水地層,采用淺埋暗挖法修建的隧道也有采用在初期支護基面上施工作聚合物水泥砂漿作防水層后即作為永久結(jié)構(gòu)。 (1)采用淺埋暗挖法修建隧道時,應認真貫徹“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤測量”18字原則。 (2)以噴射混凝土+網(wǎng)構(gòu)鋼架+鋼筋網(wǎng)為初期支護(即一次襯砌)、二次襯砌為模筑鋼筋混凝土,應在兩層襯砌之間施作高材料的防水層。 (3)當隧道圍巖為V類,由于其自穩(wěn)能力差,必須采取預注漿加固地層后方可開挖。 (4)隧道開挖應在無水條件下進行。如遇地下水,根據(jù)工程具體情況選擇人工降水或灌漿堵水措施,創(chuàng)造無水作業(yè)條件。 (5) 隧道開挖應減少對圍巖的擾動,保持隧道開挖輪廓圓。 (6) 隧道的防水層及二次襯砌應在初期支護變形基本穩(wěn)定的條件下再施作。 (7) 施工前應根據(jù)施工規(guī)模 、工期、圍巖情況、現(xiàn)場條件編制施工組織設計,其內(nèi)容包括:施工方法及技術(shù)措施、施工部署及質(zhì)量、安全、環(huán)境措施等。 (8) 開工前必須進行質(zhì)量、安全及施工工藝的培訓工作,建立各工序工藝卡片。 (9) 施工期間必須加強施工管理,確保個工序銜接,不間斷地施工。 (10)監(jiān)控量測工作應納入隧道施工作業(yè)循環(huán)之中,作為工序循環(huán)的一個組成部分。 1.在軟弱地層中,對隧道開挖工作進行加固處理,可采取下列輔助措施: (1)噴射混凝土封閉開挖工作面; (2) 超前注漿小導管支護; (3) 管棚鋼架超前支護; (4) 設置臨時仰拱或臨時支護; (5)地表注漿加固; (6)小導管周邊注漿及圍巖深孔注漿; 2. 采用噴射混凝土封閉工作面時,應采用早強噴射混凝土,其厚度宜為5~10cm。 超前注漿小導管 (1) 小導管要和網(wǎng)架配合使用,從鋼架格柵腹部穿過。 (2) 用φ32~φ40鋼管制作,在砂卵石地層采用φ32(外徑)無縫鋼管,其他地層可采用φ40(外徑)無縫鋼管。管長:隧道網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)架間距為75~00 cm,每開挖2個循環(huán)注漿一次,管長為3m;隧道網(wǎng)構(gòu)鋼架間為50m,每開挖2個循環(huán)注漿一次,長為2.25m。 小導管制作要求 先把鋼管解成需要長度,在鋼管一端做成30 cm長圓錐狀,在另一端10 cm處焊接φ6鋼筋箍。距鋼筋箍一端75cm處開孔,剩余部分每隔20 cm梅花布設φ6~φ8的溢水孔。 灌漿材料 ①對于無水粗砂及砂礫(卵)石地層宜選擇單液材料; ②對于無水中砂或粉細砂地層宜選擇改性水玻璃漿; ③對于有水的粗砂及砂礫(卵)石地層宜選擇水泥-水玻璃雙液漿; ④對于前期強度要求較高的地層,可選擇硫鋁酸鹽水泥漿。 灌漿參數(shù) ①灌漿終壓:0.3MPa; ②漿液擴散半徑:>0.25m ③灌速度≤30L/min ④灌漿量 Q=πR2Lnαβ 式中: R-----漿液擴散半徑,m; L------注漿管長(只計花管部分長度),m; n-------地層孔; α------地層填充系數(shù),一般取0.8; β------漿液消耗系數(shù),一般取1.1~1.2 管棚 (1)管棚用鋼管直徑為φ6~φ180mm,鋼管中心間距宜為管徑的2~3倍。 (2) 管棚長度應根據(jù)工程具體條件及地層條件選用,一般不宜小于10 m (3) 縱向兩組管棚的搭接長度應大于3 m. 3 .臨時仰拱的設置區(qū)段應根據(jù)圍巖情況及測量數(shù)據(jù)確定,其做法可采用工字鋼或噴射混凝土構(gòu)筑。 4 .在軟弱地層中施工時,根據(jù)圍巖情況及測量數(shù)據(jù),為確保隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可選用小導管周邊灌漿或深孔圍巖灌漿。 城市地鐵或市政工程隧道隧道淺埋道路下方,為此必須在地面向下開挖豎井方能開辟工作面,而城市道路無開挖豎井條件,則必須根據(jù)具體工程所處的條件,在隧道一側(cè)開挖豎井,再從豎井底向隧道方向開挖橫通道,由橫通道再開辟進入主隧道的工作面。豎靜一般采用復合式襯砌結(jié)構(gòu),如工程完工后廢棄可采用支護結(jié)構(gòu)(必要時加作防水層)。豎井由地面而下,初期支護采用逆筑法施工,其工藝流程圖如圖所示。 根據(jù)測量所放控制線,定出鎖口圈的開挖輪廓線,井口段可以采用PC-220反鏟挖掘機配合人工進行開挖。為保證井口開挖后井壁的穩(wěn)定和噴錨支護施工的要求,井口分三次開挖成型。開挖土方由挖掘機直接裝入自卸汽車外棄,同時工人對井壁進行修整,以保證豎井斷面尺寸符合設計要求。在開挖過程中,嚴禁超挖,發(fā)生超挖時,用同等級的砼噴平。在開挖時,及時對該層井壁施作初期支護。地下工程豎井常用鎖口結(jié)構(gòu)見圖。 豎井開挖4 m后,先平整開挖面,用水泥砂漿抹平初支基面后施做防水;然后綁扎井圈鋼筋,鋼筋的綁扎接頭錯開,綁扎搭接錯開,綁扎搭接長度35d,采用300mm×1500mm的鋼模板及滿堂紅腳手架,同時根據(jù)測量防線預埋提升井架基礎、護欄,具體尺寸見提升井架,鎖口圈的結(jié)構(gòu)圖。鎖口圈綁扎鋼筋時向預埋聯(lián)結(jié)筋;井圈采用C30商品砼,一次性連續(xù)灌注。 模筑井圈砼時,沿豎井井圈四周澆筑一道寬300mm高500mm的擋水墻。 開挖采用人工開挖,由上而下逆作施工,渣土由人工裝入吊桶,通過電動葫蘆提升至地面渣場,豎井每完成一段開挖,經(jīng)檢查開挖尺寸符合設計要求后,立即進行該段的初期支護,為防止豎井壁坍塌,同時控制鋼支撐便移采取小導管超前注漿;與邊墻成45°角,穿過剛支撐打3.5 m長φ42管棚,環(huán)向間距1.0m,豎向每兩榀支撐(間距1.0m)排設一次;井壁鋼格珊在井外預制,井內(nèi)安裝,用螺栓將其連接成整體。噴射砼采用濕噴工藝,采取分側(cè)分塊開挖,一側(cè)噴砼支護后再進行另一側(cè)開挖。施工期間在井壁設臨時爬梯,供施工人員上下。 豎井開挖至設計標高后,按設計支護封底,并在井底設集水井。 工程完畢后,豎井采用回填土分層回填夯實。 (1) 井身開挖過程中嚴格控制綱支撐進尺,及時間網(wǎng)噴混凝土支護,達到盡快封閉的目的。 (2) 為密實初支與壁后主體的空隙采用壁后回填注漿; (3) 當井壁上有涌水時,預埋膠管,把水引入積水吭,抽排出井外,并對涌水點周圍排管注漿堵水。 (4)豎井支護同時預埋梯步預埋件。 豎井馬頭門即豎井與橫道道上臺階后,先行將橫通道上半斷面進洞,通過對兩種開挖方式洞察口處受力的簡單分析。采用第一種方法施工時,洞口下斷面應力集中,為了避免馬頭門處的應力集中,保證施工安全,采用第二種馬頭門方式,即豎井挖至橫通道上半斷面時,半斷面先行開挖 8m~10m。 施工前應在馬頭門位置處進行換撐措施處置,在割除前先在豎井內(nèi)架設臨時支撐,確保馬頭門處土體穩(wěn)定,臨時支撐在進洞后拆除。 (1)排設超前小導管及注漿 洞口處換撐措施措施完畢后,應盡快在井壁上放出橫通道開挖輪廓線的位置,并標出超前小導管的位置,為了加大洞口處加固地層的范圍,馬頭門處第一排小導管長度為5 m,且盡量與隧道中線保持平行,超前注漿加固地層。 (2)分部破除馬頭門處井壁混凝土,割除鋼格柵支撐。 注漿完畢后,即破除馬頭門處上部豎井井壁砼,割除該部位鋼格柵支撐,架設上部第一榀格柵架,并將其主筋與周圍的豎井壁格柵焊接牢固,并及時噴射砼,按隧道的主體開挖及初期支護的方法將上部向前推進8m~10m,待豎井施作到底部并施作井身襯砌后,破除下部豎井井壁砼,割除該部為位的鋼格柵支撐,架設下部第一榀格柵拱甲,同樣將起主筋與周圍的豎井鋼格柵焊接牢固,并及時噴射砼。 (3)豎井馬頭們處的格柵一定要架到位,防止侵入豎井凈空。 根據(jù)豎井用途和橫通道斷面大小的不同,如僅用于施工,橫通道斷面能滿足施工需要即可;如橫通道用作通風道,則斷面較大,應按設計要求進一步施工,僅用于施工的橫通道斷面。 當從橫通道進入地鐵主隧道交叉口前,橫通道應抬高約2.9 m,以利于開“馬頭門”進入主隧道施工。 為了保證施工時的安全,分上、下二部開挖,設臨時仰拱。由于交叉口段結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換復雜,臨空面多,橫通道施作完并將端頭墻封閉后,再施工主隧道。端頭墻采用水平鋼格柵+系統(tǒng)錨桿+縱向連接筋+系統(tǒng)錨桿+噴射砼,自上而下進行封閉。 施工交叉口斷面時,在正洞拱頂開挖線上方加設格柵橫梁將通道格柵聯(lián)結(jié)成整體,使得主隧道“馬頭門”結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換穩(wěn)定,以保證主隧道開挖時的安全。 工程施工完畢后,施工橫通道中間采用土石進行回填密實,并進行壓漿填實,橫通道兩端采用混凝土封堵。 |
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