城建工程師談地鐵暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技術

隨著我國經濟的高速發展,城市化進程的不斷加快, 城市地鐵網絡的進一步完善,地鐵暗挖隧道穿越城市快速路的情況越來越多,施工難度也在不斷增大,沉降問題也是越來越嚴重, 因此,必須在隧道暗挖過程中通過合適的控制技術控制隧道沉降, 避免因為隧道施工而影響到道路的安全穩定,本文通過分析施工中沉降控制目標及難點,研究沉降控制技術及技術措施,達到沉降控制效果,保證在地鐵隧道暗挖過程中不會影響到快速路的安全穩定。

城市快速路又被稱為一級公路,是城市交通主要行駛道路之一,設有中央隔離帶,其日流量非常大,對道路的要求非常高, 如果要在快速路地下結構中暗挖地鐵隧道,就必須要保證快速路路基的穩定,保證在施工過程中地下結構的變化不會影響到道路結構的過度變化,確保施工結束後隧道地鐵通行不會與道路車輛通行發生衝突影響到道路的穩定及人們的生命安全。因此,在暗挖隧道工程應當做好勘察、設計工作,合理地編制施工方案的同時科學施工,保證快速路保持安全穩定的通行能力,以此將沉降情況降到最低,保持在可控範圍內。

城建工程師談地鐵暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技術


一、控制目標及難點

某暗挖隧道施工長度為 1600 米,下穿長度 42 米,覆土厚20-25 米,同時隧道會穿過左右兩側擋牆,地下水位於隧道結構板下方,對工程影響不大,地下岩石類型主要為Ⅴ圍巖卵石。在此暗挖隧道施工中需要達到的控制目標為,地面快速路交通穩定、安全,沉降量控制在 10 毫米以下,保證施工安全及質量。施工難點為開挖時容易發生塌方的情況,下穿擋牆難度大,沉降情況較為嚴重,影響到路面通行。

二、快速路地鐵暗挖隧道沉降控制技術

(一)施工與監測

在暗挖隧道作業中須嚴格地按照先護後挖的十八字施工原則開展深挖與監測工作,按照標準進行作業,並對環節的施工進行監測,確保下一循環作業對道路、隧道穩定沒有影響,不會影響到作業人員的安全。同時必須做好監測工作,按照工作進度檢測快速路、擋牆、隧道的沉降。

(二)人員要求

暗挖作業不僅關係著快速路的穩定,還存在著塌方危險,因此,必須嚴格的要求相關工作人員嚴格地按照深挖標準進行掘進工作,並做好相應的穩固措施,以此保證作業質量。同時,在作業中做好作業技術管理及安全管理工作,保證每一道工序嚴格地按照施工標準進行作業,做好輪流施工的作業交底及技術交底。

(三)作業循環控制

在暗挖隧道施工中,按照掘進深度循環控制作業,即初襯施工一個循環,以此保證作業不會影響到道路的穩定。從加固超前土體、開挖上導洞土方開始,進行挖掘隧道工作,而後通過柵格鋼架穩固上導洞,同時展開仰拱和鎖腳錨管施工,噴射混凝土, 開挖下導洞並穩固,噴射混凝土,以此形成一個循環施工,保證作業質量及進度,依次循環施工和按照循環不間歇作業 。

城建工程師談地鐵暗挖隧道穿越城市快速路沉降控制技術


三、施工過程沉降控制技術措施

(一)施工工藝

暗挖隧道過程中應當嚴格遵循施工工序進行循環施工,要施工遵循著勘測、土體加固、掘進、柵格鋼架穩固、先上後下導洞作業並穩固、注漿封閉,以此循環作業,保證作業質量及進度。

(二)超前探測

同時,必須做好探測工作,可通過探測孔探查地質情況。在正式作業前對工程的地下結構、隧道路線、隧道與道路之間地下結構、地下水的影響等各類影響開挖作業質量的因素進行勘測, 以此獲得準確的數據,並綜合分析施工方案的可實施性,以此保證作業安全。而後,在每一循環作業前掌握隧道結構、軌道、道路、擋牆等結構的沉降情況,確保每一作業環境對地質沉降情況降到最低。

(三)深孔注漿超前土體加固

在隧道開挖過程中,掌子面、拱頂的穩定關乎作業質量及地下結構的沉降情況,避免發生塌方情況,杜絕危險發生造成人員傷亡,必須對隧道的拱部的土體進行加固穩固,確保隧道拱部的穩定,而在具體的加固過程中可以採用分段式鑽注一體化施工技術,確保掌子面、拱頂的長期穩定。在具體的分段式鑽注一體化施工中,必須掌握分段距離,鑽孔方向、深度,注漿壓力、漿液、注漿孔環向中心間距等。如按照 1:1 水泥- 水玻璃雙液漿配置注漿液,選用 ZL-1200 鑽注一體機鑽孔注漿,以此保證施工質量。同時,需要做好止漿牆工作,將鋼筋錨杆安置在掌子面並噴射混凝土穩固,以此狀態下控制注漿壓力、注漿量,逐步推進加固, 保證拱部的穩定,避免隧道塌方等情況的發生,控制隧道及道路的沉降情況。

(四)土方開挖

在穩固土地之後便需要展開開挖作業,推進掘進深度,並做好掘進加固工作,在具體開挖中,先上後下的展開導洞開挖工作, 每一循環深度不能超過 0.5 米,上導洞開挖至少先下導洞 8 米, 且要等到上導洞加固完畢之後才能進行下導洞開挖。而在拱部開挖中需要留核心土,其投影面不能小於開挖面積的一半,必須選擇雙側交錯開挖,以此保證開挖作業的安全及並迅速完成全斷面封閉工作。而在具體的開挖過程中,必須考慮到誤差情況,如超挖、欠挖、變形等情況,因此,在開挖中必須做好勘測、記錄工作,對每一環節施工參數進行詳細的統計,以此確保在誤差出現後能夠及時修正。同樣,在開挖中要嚴格按照超前加固、開挖、支護步驟進行循環作業。以此對每一環節展開定位、定量工作, 在嚴格按照步驟作業的過程中,保證作業質量,監測地質情況、沉降情況。同時,當掌子面、拱部等在作業中出現不穩定情況後, 需要及時的及展開補救措施,利用噴射混凝土的方法進行加固穩定,再者,必須做好監督管理工作,勤監測,及時發現作業中的不定變化,以此控制土方開挖工作 。

(五)格柵鋼架及鎖腳錨管施工

在開挖結束後需要進行支護結構的架設,以此保證導洞、拱部等的穩定性。而在具體的支護架設中,必須先進行測量放樣步驟,來觀察支護效果,併為之後的格柵鋼架鋪設搭建基礎,在確定效果之後展開縱向連接筋施工,利用直螺紋、單面焊接的方法逐步進行支護架設工作。而後展開鎖腳錨管架設,並與鋼架相連接,而後在預埋注漿管的基礎上進行注漿,以此穩固格柵鋼架。

(六)噴射初支混凝土

在噴射初支混凝土中,通常採用潮噴法,而在具體的施工中, 必須關注混凝土配合比、原材料質量、噴射壓力、噴嘴與噴嘴的垂直程度以及噴射結束後的噴水養護工作,而在噴射過程中必須遵噴射原則,工序、厚度、結構、解決問題四大原則進行噴射初支混凝土,確保隧道的穩定 。

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四、沉降控制效果

採取相應的技術措施,嚴格管理工程施工,以此保證施工質量,確保沉降小於 10 毫米。在工程每一循環施工前對地質情況進行綜合的探測,對沉降情況綜合分析,發現在施工中存在細微沉降的情況,但完工後整體沉降情況遠遠低於沉降最高指標,確保隧道質量及道路的穩定性 。

五、結束語:

綜上所述,本文通過分析施工中沉降控制目標及難點,研究快速路地鐵暗挖隧道沉降控制技術,提出施工過程沉降控制技術措施,以此達到沉降控制效果,保證道路質量及隧道質量。其中在沉降控制技術主要為動態化管理、人員安排、作業循環控制, 施工過程控制技術措施主要為施工工藝、超前探測、深孔注漿超前土體加固、土方開挖、格柵鋼架及鎖腳錨管施工、噴射初支混凝土等,而實現的控制效果為施工、使用後道路沉降保證在最小沉降值。



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