城建工程师谈地铁暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技术

随着我国经济的高速发展,城市化进程的不断加快, 城市地铁网络的进一步完善,地铁暗挖隧道穿越城市快速路的情况越来越多,施工难度也在不断增大,沉降问题也是越来越严重, 因此,必须在隧道暗挖过程中通过合适的控制技术控制隧道沉降, 避免因为隧道施工而影响到道路的安全稳定,本文通过分析施工中沉降控制目标及难点,研究沉降控制技术及技术措施,达到沉降控制效果,保证在地铁隧道暗挖过程中不会影响到快速路的安全稳定。

城市快速路又被称为一级公路,是城市交通主要行驶道路之一,设有中央隔离带,其日流量非常大,对道路的要求非常高, 如果要在快速路地下结构中暗挖地铁隧道,就必须要保证快速路路基的稳定,保证在施工过程中地下结构的变化不会影响到道路结构的过度变化,确保施工结束后隧道地铁通行不会与道路车辆通行发生冲突影响到道路的稳定及人们的生命安全。因此,在暗挖隧道工程应当做好勘察、设计工作,合理地编制施工方案的同时科学施工,保证快速路保持安全稳定的通行能力,以此将沉降情况降到最低,保持在可控范围内。

城建工程师谈地铁暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技术


一、控制目标及难点

某暗挖隧道施工长度为 1600 米,下穿长度 42 米,覆土厚20-25 米,同时隧道会穿过左右两侧挡墙,地下水位于隧道结构板下方,对工程影响不大,地下岩石类型主要为Ⅴ围岩卵石。在此暗挖隧道施工中需要达到的控制目标为,地面快速路交通稳定、安全,沉降量控制在 10 毫米以下,保证施工安全及质量。施工难点为开挖时容易发生塌方的情况,下穿挡墙难度大,沉降情况较为严重,影响到路面通行。

二、快速路地铁暗挖隧道沉降控制技术

(一)施工与监测

在暗挖隧道作业中须严格地按照先护后挖的十八字施工原则开展深挖与监测工作,按照标准进行作业,并对环节的施工进行监测,确保下一循环作业对道路、隧道稳定没有影响,不会影响到作业人员的安全。同时必须做好监测工作,按照工作进度检测快速路、挡墙、隧道的沉降。

(二)人员要求

暗挖作业不仅关系着快速路的稳定,还存在着塌方危险,因此,必须严格的要求相关工作人员严格地按照深挖标准进行掘进工作,并做好相应的稳固措施,以此保证作业质量。同时,在作业中做好作业技术管理及安全管理工作,保证每一道工序严格地按照施工标准进行作业,做好轮流施工的作业交底及技术交底。

(三)作业循环控制

在暗挖隧道施工中,按照掘进深度循环控制作业,即初衬施工一个循环,以此保证作业不会影响到道路的稳定。从加固超前土体、开挖上导洞土方开始,进行挖掘隧道工作,而后通过栅格钢架稳固上导洞,同时展开仰拱和锁脚锚管施工,喷射混凝土, 开挖下导洞并稳固,喷射混凝土,以此形成一个循环施工,保证作业质量及进度,依次循环施工和按照循环不间歇作业 。

城建工程师谈地铁暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技术


三、施工过程沉降控制技术措施

(一)施工工艺

暗挖隧道过程中应当严格遵循施工工序进行循环施工,要施工遵循着勘测、土体加固、掘进、栅格钢架稳固、先上后下导洞作业并稳固、注浆封闭,以此循环作业,保证作业质量及进度。

(二)超前探测

同时,必须做好探测工作,可通过探测孔探查地质情况。在正式作业前对工程的地下结构、隧道路线、隧道与道路之间地下结构、地下水的影响等各类影响开挖作业质量的因素进行勘测, 以此获得准确的数据,并综合分析施工方案的可实施性,以此保证作业安全。而后,在每一循环作业前掌握隧道结构、轨道、道路、挡墙等结构的沉降情况,确保每一作业环境对地质沉降情况降到最低。

(三)深孔注浆超前土体加固

在隧道开挖过程中,掌子面、拱顶的稳定关乎作业质量及地下结构的沉降情况,避免发生塌方情况,杜绝危险发生造成人员伤亡,必须对隧道的拱部的土体进行加固稳固,确保隧道拱部的稳定,而在具体的加固过程中可以采用分段式钻注一体化施工技术,确保掌子面、拱顶的长期稳定。在具体的分段式钻注一体化施工中,必须掌握分段距离,钻孔方向、深度,注浆压力、浆液、注浆孔环向中心间距等。如按照 1:1 水泥- 水玻璃双液浆配置注浆液,选用 ZL-1200 钻注一体机钻孔注浆,以此保证施工质量。同时,需要做好止浆墙工作,将钢筋锚杆安置在掌子面并喷射混凝土稳固,以此状态下控制注浆压力、注浆量,逐步推进加固, 保证拱部的稳定,避免隧道塌方等情况的发生,控制隧道及道路的沉降情况。

(四)土方开挖

在稳固土地之后便需要展开开挖作业,推进掘进深度,并做好掘进加固工作,在具体开挖中,先上后下的展开导洞开挖工作, 每一循环深度不能超过 0.5 米,上导洞开挖至少先下导洞 8 米, 且要等到上导洞加固完毕之后才能进行下导洞开挖。而在拱部开挖中需要留核心土,其投影面不能小于开挖面积的一半,必须选择双侧交错开挖,以此保证开挖作业的安全及并迅速完成全断面封闭工作。而在具体的开挖过程中,必须考虑到误差情况,如超挖、欠挖、变形等情况,因此,在开挖中必须做好勘测、记录工作,对每一环节施工参数进行详细的统计,以此确保在误差出现后能够及时修正。同样,在开挖中要严格按照超前加固、开挖、支护步骤进行循环作业。以此对每一环节展开定位、定量工作, 在严格按照步骤作业的过程中,保证作业质量,监测地质情况、沉降情况。同时,当掌子面、拱部等在作业中出现不稳定情况后, 需要及时的及展开补救措施,利用喷射混凝土的方法进行加固稳定,再者,必须做好监督管理工作,勤监测,及时发现作业中的不定变化,以此控制土方开挖工作 。

(五)格栅钢架及锁脚锚管施工

在开挖结束后需要进行支护结构的架设,以此保证导洞、拱部等的稳定性。而在具体的支护架设中,必须先进行测量放样步骤,来观察支护效果,并为之后的格栅钢架铺设搭建基础,在确定效果之后展开纵向连接筋施工,利用直螺纹、单面焊接的方法逐步进行支护架设工作。而后展开锁脚锚管架设,并与钢架相连接,而后在预埋注浆管的基础上进行注浆,以此稳固格栅钢架。

(六)喷射初支混凝土

在喷射初支混凝土中,通常采用潮喷法,而在具体的施工中, 必须关注混凝土配合比、原材料质量、喷射压力、喷嘴与喷嘴的垂直程度以及喷射结束后的喷水养护工作,而在喷射过程中必须遵喷射原则,工序、厚度、结构、解决问题四大原则进行喷射初支混凝土,确保隧道的稳定 。

城建工程师谈地铁暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技术


四、沉降控制效果

采取相应的技术措施,严格管理工程施工,以此保证施工质量,确保沉降小于 10 毫米。在工程每一循环施工前对地质情况进行综合的探测,对沉降情况综合分析,发现在施工中存在细微沉降的情况,但完工后整体沉降情况远远低于沉降最高指标,确保隧道质量及道路的稳定性 。

五、结束语:

综上所述,本文通过分析施工中沉降控制目标及难点,研究快速路地铁暗挖隧道沉降控制技术,提出施工过程沉降控制技术措施,以此达到沉降控制效果,保证道路质量及隧道质量。其中在沉降控制技术主要为动态化管理、人员安排、作业循环控制, 施工过程控制技术措施主要为施工工艺、超前探测、深孔注浆超前土体加固、土方开挖、格栅钢架及锁脚锚管施工、喷射初支混凝土等,而实现的控制效果为施工、使用后道路沉降保证在最小沉降值。



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