王旭峰
(貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001)
探討淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的發(fā)展
王旭峰
(貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001)
對淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的發(fā)展情況進行分析,并探究幾個重點施工方法,即大跨度隧道中隔墻施工和交叉隔墻法,為淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供參考。
淺埋暗挖法;隧道;施工技術(shù);發(fā)展
1.1 應(yīng)用范圍
在實際施工中,不帶水作業(yè)是淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的主要特征,地層含水如果不滿足條件,就很容易造成帶水作業(yè)的危險。水會對開挖面的可靠性產(chǎn)生直接影響,如果不能有效把控,則會出現(xiàn)塌方的可能。所以,處理地下水是該施工技術(shù)中的基本條件,特別是在處理上層滯水時更要仔細,其將對施工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。
1.2 發(fā)展分析
(1)施工重點
對淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的發(fā)展情況進行分析可知,其施工重點可以總結(jié)為幾點,第一是管超前;第二是嚴注漿;第三是短開挖;第四是強支護;第五是快封閉;第六是勤量測。
(2)底層的預(yù)加固和預(yù)處理
淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的基本條件就是保持開挖面土體的可靠性,如果土體不符合工程所需的條件時,底層的預(yù)加固和預(yù)處理能夠有效解決這個問題,以實現(xiàn)開挖面土體提高可靠性和自立性的目的。地下水位的降低不僅可以實現(xiàn)無水作業(yè),還能對土體的物理力學(xué)特性加以改善。通常情況下,預(yù)加固和預(yù)處理的常用方式有,第一是工作面前方深孔注漿;第二是大管棚超前支護;第三是超前小導(dǎo)管注漿。在實際應(yīng)用中,淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的應(yīng)用,可以根據(jù)工程實際需求來進行,可以同時使用2種或是3種技術(shù),也能直接單獨使用。
(3)隧道開挖和支護
在進行該環(huán)節(jié)工藝時,必須按照標準施工規(guī)范進行。土體開挖后要盡量降低暴露的時間,在最短時間內(nèi)完成初期支護工作,同時考慮到土地特有的自立時間。所以,開挖方法的選擇是最為重要的環(huán)節(jié)。
(4)二次襯砌
模筑混凝土是淺埋暗挖隧道施工技術(shù)二次襯砌的主要材料,其能對初期支護的剛度和強度起到提高作用,滿足初期支護需要具備的安全能力,并能為中間的承受水壓力和防水隔離層起到支撐作用。在監(jiān)控測量后,如果初期支護確定穩(wěn)定性良好,并檢查防水層,鋪設(shè)完畢,經(jīng)隱蔽施工滿足要求后,進行灌注二次襯砌。在遇到較大的隧道斷面時,需要初期支護變形滿足穩(wěn)定需求,要等一定的時間,此時能將二次襯砌提前進行,而初期支護變形的壓力需要在二次襯砌的承受范圍內(nèi)。
(5)監(jiān)控測量
淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的監(jiān)控測量是非常重要的環(huán)節(jié),其能獲取有效信息,對工程施工具有重要的指導(dǎo)作用。目前,監(jiān)控測量的主要項目包括有,第一是拱頂下沉;第二是隧道周邊收斂;第三是地表位移;第三是土壓力土體位移;第四是支護應(yīng)力等。
1.3 斷面施工的方法
單線馬蹄形曲墻斷面是隧道施工的常見方法。在選擇超前支護方法時,需要根據(jù)地質(zhì)條件和開挖面的實際情況來確定,小導(dǎo)管注漿是最為常見的一種。其中小導(dǎo)管可以選擇42 mm,長3~3.5 mm,外插角12°~15°,幻向間距為28~30 cm,搭接1.5 m。同時,根據(jù)地質(zhì)條件來選用注漿的漿液,其中可以使用的注漿包括有三種,第一是單液水泥注漿;第二是改性水玻璃漿注漿;第三是水泥玻璃雙液注漿。另外,要通過試驗數(shù)據(jù)來確定漿液的配比和壓力。
2.1 CD法和CRD法
基于線路平面布置對區(qū)間隧道產(chǎn)生的影響,雙線隧道方案是較為常見的方式。如果在隧道凈跨達到12 m時,采用長臺階施工和短臺階施工技術(shù)都會對拱部土體的穩(wěn)定性造成影響。同時,平拱拱腳水平大的推力,拱頂下沉也會增加,嚴重情況還會出現(xiàn)坍塌的情況。所以,跨度越大則會增加問題難度,如果超過7 m以上的跨度隧道,則可以采取CD法,即為中隔墻。
隧道的高度和跨度出現(xiàn)過大的情況,就很難維持高隔墻的可靠性,所以可以加設(shè)臨時仰拱到中間,即為交叉中隔墻法,也叫CRD法。
小斷面隧道組合成為大斷面,初期支護的所有小支護都是可靠的,并封閉成環(huán)。小斷面開挖支護好,并按相關(guān)順序而形成大斷面隧道。大斷面隧道的穩(wěn)定性會因為臨時仰拱和臨時隔墻產(chǎn)生重要影響。在進行二次襯砌的過程中,臨時仰拱和臨時隔墻需要拆除,拆除的順序必須根據(jù)相關(guān)規(guī)范來完成,而拆除段長的確定也是非常重要的環(huán)節(jié)。
在實施中隔墻法和交叉隔墻法時需要注意幾個問題,第一是臨時仰拱和臨時隔墻的質(zhì)量,雖然它們都是臨時結(jié)構(gòu),在結(jié)束該階段工程后需要拆除。而很多施工單位認為仰拱和隔墻屬于臨時結(jié)構(gòu),并未嚴謹對待,這將為整個施工帶來重要影響;第二是在進場二襯施工過程中,拆除臨時結(jié)構(gòu)的順序及操作方法都需要正確選擇,并通過相關(guān)的監(jiān)測方法來加以管控。比如有些施工單位沒有采取正確的方案,將通常拆除通長施做二襯,其具有很大的危險性,不能因為利于施工安排而選擇不當(dāng)。通常情況下,拆除可以選擇跳段,二襯為跳段。雖然這種施工更為復(fù)雜,但其通過對空間拱效應(yīng)的利用,能夠有利于穩(wěn)定隧道;第三是基于大斷面隧道具有很大的水平推力,在支護開挖后的背后地層注漿,必須切實保證其充填密實性和及時性。
2.2 眼鏡工法
眼鏡工法即為側(cè)壁導(dǎo)坑施工法。因為渡線在區(qū)間的設(shè)置,部分渡線隧道寬度超過14 m以上,高度超過10 m?;谶@種條件下,交叉隔壁法和中隔壁法都不合理,而側(cè)壁導(dǎo)坑法能夠適用這種情況。首先,兩個側(cè)洞先挖,然后是中拱,接著落低位仰拱,使其成為封閉式的環(huán)型支護,由多個小洞組合成為大洞。同時,小隧道的每個斷面都很小,其能有效提高施工的可靠性和安全性,繼而保證整個隧道施工的沉降量和安全性。側(cè)壁導(dǎo)坑施工法的缺陷是復(fù)雜的施工方法,且需要投入較高的工程費用。但是在遇到超大斷面的隧道施工時,該施工方法是最為科學(xué)合理的。
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U455.4
B
1008-3383(2017)09-0155-01
2017-06-08
王旭峰(1975-),男,江西昔陽人,工程師,研究方向:道路與橋梁。