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浅埋暗挖法隧道施工技术研究

沈东
  
安家(建筑与工程)
2022年16期
中铁三局集团桥隧工程有限公司 贵州 都匀 558000

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摘要:与传统的施工方法不同,浅埋暗挖法隧道施工技术主要是对地层进行加固和处理,根据工程实际情况,对围岩部分的重量进行科学调整,然后与初期支护结构形成完整的支护体系,起到承担负荷载重的作用。在利用浅埋暗挖法隧道施工技术施工阶段,地层和环境会对其产生一定干扰。为提升施工效果,在具体施工环节,需要根据监测到的信息数据,制定针对性的施工方案,保证工程设计能与实际施工需求一致,保证施工质量。下面本文就浅埋暗挖法隧道施工技术进行简要探讨。

关键词:浅埋暗挖法;隧道;施工技术;

1 浅埋暗挖法隧道施工技术的应用原则

要充分发挥浅埋暗挖法的作用,应该结合工程的具体建设情况,严格依照施工技术规范进行。(1)围绕浅埋暗挖施工作业现场的地层情况以及施工机械设备配置现状,结合现有建筑物特征的基础上,对开挖方式进行科学选择,合理利用。针对较为常见的大地层断面或者地层条件比较差,可以将分部正台阶开挖法与辅助工法有效整合起来,高效应用。若地层断面不大且地层的条件非常好,应该对全断面开挖工法进行优先选择,保证能提高施工效率。(2)在开挖操作期间,需要重视辅助工法的运用,根据具体情况,有侧重点地对大断面开挖工法加以利用。(3)在进行铁路隧道开挖时,施工技术人员对通风状态要加大监测力度,对施工内部和外部环境进行协调,分配好施工人员,以便施工作业能顺利且有序地实施。(4)在现场开挖施工阶段,要加强对现代化信息技术的利用,根据施工现状信息的掌握和分析,对施工工序及进度进行调整,促进隧道施工作业质量的提升。

2 浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点

在实际的铁路隧道施工作业中,难免会遇到非常多的复杂地质环境,在一定程度上加大了施工工作的难度性。施工企业要根据工程实际情况,合理制定施工计划,保证施工效果和效率。

2.1 超前支护施工技术

在铁路隧道开挖施工中,支护是极为重要的环节。在超前支护操作阶段,需要将施工方案作为依据,根据铁路隧道施工现场的地质条件,认真进行勘察和分析。同时,对工程现场的施工情况进行实时监测,对开挖面的情况有所了解,明确其稳定性能否满足隧道工程建设的标准。在正式施工期间,结合施工前期勘察获得的数据资料,对建设场地地基土进行拟建,可以涵盖砂质黄土,冲积砂质黄土等。因为隧道工程施工比较特殊,施工环境非常恶劣,存在很多不良地质,诸如破碎带等,增加工作难度,影响施工效率[3]。通常,对超前支护施工作业,应用导管注浆方式,促进施工效果的提升。在对小导管材料选择时, 主要把控好直径参数在 42mm 左右, 长度尽可能控制在 4.5m范围内,搭接长度在 1.5m。在对浆液材料选择应用时,要将地质条件作为参考依据,保证材料应用的合理性。此外,在作业阶段,加大试验力度,科学地对浆液进行配比,以便所应用的材料都能与铁路隧道施工建设标准和需求相一致。

2.2 开挖与支护施工技术

在铁路隧道开挖施工操作阶段,应结合施工现场情况,对短台阶法进行合理应用,需要对台阶长度进行严格控制,但不能超过预期的设计规范。同时,针对核心土的厚度,一定要严格控制在 2m 以上。在进行隧道暗挖操作环节,将核心土预留出来,以便能让开挖面变形问题得到有效控制,让开挖作业现场土体具有较强的稳定性以及牢固性,从根源上降低塌陷问题出现的几率。此外,对预留核心土的形式高效利用,并综合工程施工现场,提前布置拱部钢架,过渡到下道工序。为增强施工有效性,在实际施工阶段,还要对台阶进行设置,让其产生土压力作用,对工作面进行有效支挡,使得作业面的稳固程度能与工程设计相一致。对短台阶进行设置,能为人工翻碴作业的进行提供很大便利,有利于后续施工效率提升。值得注意的是:在铁路隧道施工期间,必须要对施工现场周围环境综合考量,确保施工环境的安全可靠,认真分析施工环境地质条件,对地下水等环境加以明确,然后有针对性地制定防范对策,及时对相关数据信息进行采集,以保证能够对各类数据精准掌握,从而促进开挖与支护施工工作的稳定开展,为工程整体质量的提高打下坚实基础。

2.3 沉降控制技术

要充分发挥浅埋暗挖法作用,应该将工程监测做好。由于铁路隧道施工环境通常比较复杂,在施工阶段如果出现地面沉降问题,而施工人员重视程度不足,不可避免会引发很多安全问题。因此,在实际施工期间,一旦发现有地面沉降情况产生,必须第一时间制定应对办法,科学地进行处理,确保沉降不再蔓延,并采取措施适当增加地层硬度,降低地层运动问题出现的几率。在浅埋段大管棚段施工操作阶段,由于受到应力释放、水土流失等因素影响导致沉降问题出现,根据施工现场现状,有针对性地制定管控办法。要做好现场测量以及作业管理,控制成孔精度以及误差,采取施工监测措施,根据获得的参数,进行注浆压力以及注浆量的调整,保证沉降问题能得到良好控制。

2.4 地层变形控制措施

1)掌子面注浆加固。为确保掌子面开挖时的稳定,开挖前,在掌子面拱部打设超前小导管。注浆管采用42无缝钢花管,壁厚3.5 mm,长4.5 m,间距400 mm,搭接不小于1.5m,小导管前部钻孔注浆,孔径6-8mm,孔间距10-20mm,呈梅花型布置,前端加工成锥形,尾部长度不小于30cm,注浆浆液选用水泥浆,具体配比及压力根据现场地质确定。

2)锁脚锚管加固。导洞施工时,在每榀格栅的节点处打设2根注浆锚管。

3)背后回填注浆。初期支护时,拱顶及侧壁预埋42无缝钢花管,壁厚3.5 mm,长度应根据现场设定,环向间距3.0 m,纵向间距3.0 m,呈梅花形布设,必要时间距加密。初期支护闭合成环一定长度后,即对初支背后进行回填注浆,注浆浆液选用水泥浆。

4)换撑加密。工序转换阶段是沉降最明显且风险最大的阶段,双侧壁导坑在施作仰拱衬砌时,换撑的频率需加密,层间的空隙用砂浆填充密实。

2.5 远程监控技术

在隧道施工中,我们要及时掌握支护强度以及沉降变形量参数变化情况,控制安全事故的发生。如:在隧道内的监测工作,收敛点布设:每导洞设置区间水平收敛点1排,每隔5 m布设1个监测断面,剖面布置如图1所示。在测点埋设完成后对初始数据进行监测验收,每条测线重复测量3次取平均值作为初始值。及时发现沉降量变化异常情况,进行补救处理,及时有效控制沉降问题。

2.6 降水技术

铁路隧道工程建设期间,水文地质质量的差异对工程质量会产生非常大的影响。从工程建设的角度分析,如果水文地质不能满足既定的标准和要求的情况下,强行开展施工工作,不仅会降低施工的整体质量,还会引发一系列的问题,无法保证施工安全,若情况严重,很有可能出现安全事故。因此,应从根源加大对降水的控制和利用,在短时间内为施工过程提供充足的降水量,保证施工用水需要,同时保证施工安全。

结束语

综上所述,在铁路隧道施工建设期间,对浅埋暗挖法隧道施工技术加以利用,可以弥补传统明挖法存在的不足,也能促进施工效率的提高,对工程施工质量的增强有很大促进作用。因此,为保证隧道施工作业有序进行,应该在充分考量工程实际建设情况的基础上,强化对浅埋暗挖法隧道施工技术的应用和推广。

参考文献

[1] 晏启祥,刘建成等.小净距隧道施工小导管注浆效果的数值模拟分析[J].岩土力学,2020,(S2):239-242.

[2] 刘才亮,刘成禹.浅埋暗挖地铁隧道开挖工法对比分析[J].铁道勘察,2019,45(01):131-134;167.

[3]  李永宽,张顶立,房倩,等.浅埋暗挖隧道下穿地表建筑物安全控制技术研究[J].土木工程学报,2015,48(增刊):266-269.

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