地铁车站浅埋暗挖施工技术探讨

地铁车站浅埋暗挖施工技术探讨

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摘要:地铁作为一种新型的城市轨道交通系统,现在已经被广泛的应用到各大城市中,不仅可以提高交通效率,还可以优化乘客乘车感觉。但是因为地铁运行环境的特殊性,施工难度比较高,且容易对周边环境产生影响,一直都是施工研究要点。对地铁车站浅埋暗挖施工技术进行分析,需要结合技术要求,从实际环境出发,编制可行性高的施工方案,保证整个施工作业实施的规范性,达到专业施工标准,本文对此进行了简要分析。

关键词:浅埋暗挖;地铁车站;施工

一、浅埋暗挖及其施工步骤

(1)浅埋暗挖法的含义

浅埋暗挖法是在距离地表较近的下面进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种施工工艺,它是城市地铁工程施工的一种常用的施工方法,对于保护地质具有十分重要的作用,已经逐渐成为被地铁工程认可的比较重要的施工方法。在地铁工程中通常使用的就是浅埋暗挖法,可是在浅埋暗挖施工过程中可能会出现沉降问题。如果沉降工作控制不好,就会严重影响地下工程塑造文明形象,同时还有可能会破坏到地下管线、更严重的是有可能导致地面以上建筑物开裂变形。

(2)浅埋暗挖法的施工步骤

浅埋暗挖法沿用了新奥法(NATM)的基本原理,在新奥法的基本原理的基础上,浅埋暗挖法的施工控制要点是“勤测量、快封闭、强支护、短进尺、管超前、严注浆”。先将钢管打入地层,然后注入水泥或化学浆液,加固地层。在采用浅埋暗挖法前,必须要确保开挖面土体稳定。加固完地层之后,用短进尺实施开挖工作。一般0.5m~1.0m左右一循环,之后就可以做初期支护。地下防水工作合理有效处理是非常有必要的,否则就有可能出现塌方现象,是其它施工工作的基础。随即做好第二次支护,常规条件下,用砼(混凝土)进行灌注,但在某些特殊情况下是要先进行绑扎钢筋施工再进行混凝土灌注的。在进行浅埋暗挖法的施工时,还需要随时监控测量,通过监控测量得到的信息指导浅埋暗挖施工,这样可以有效提高施工的安全与质量。

二、工程概况

某地铁工程,车站总长188.04m,车站主体两端采用明挖法施工,中间交叉路口,结构形式为单层双柱三联拱结构,总长为31.54m,结构净跨20.8m(开挖总跨度23m),高7.055m(开挖净高9.455m),顶板埋深7.75m。鉴于本车站所处地理环境,结合路面交通状况,为保证工程尽快开工,减少管线改移量,须局部采用暗挖法施工。

三、浅埋暗挖地铁车站施工技术要点

(1)大管棚技术

地铁施工周围环境相当复杂,上有建筑物,下有网线、管道等,种种因素的存在影响了暗挖施工的进程和效果,所以,对附近建筑提供保护就可以应用大管棚超前支护法来进行,这种方法还可以防止地表下沉。因本工程所属地层条件较差,为有效避免塌孔,最后采用潜孔锤跟管钻进新型施工工艺,即成孔和进管同步进行,保证管棚施工质量。

管棚施工时,钢管连接宜采用丝扣连接方式,且两根相邻管棚接头需错开一定距离,一般为单根钢管长度的1/3~1/2,所有管棚的接头应交错布置。管棚注浆时,为有效保证注浆质量,使用双阀门注浆方式,即在管口设置两个注浆阀门,一为注浆阀门,一位出气阀门,这能使管内气体及时排出,避免因管内聚集气体而形成气压,造成管内注浆不完全,出现部分空管的情况。管棚打设并注浆完成后,为避免从管棚缝隙间漏土,同时加固管棚与初支结构间的土体,在管棚间再设置φ42mm的超前小导管,进行超前预注浆加固,小导管选用壁厚3.5mm的热轧钢管,长度为2.0m,搭接长度不小于1.5m,纵向每榀一打,管内注水泥~水玻璃双液浆。

(2)注浆

针对本工程的特殊地质条件,在现场进行了多次试验后,同时参照相关设计规范要求,得出最优配比:水泥与水玻璃(Be’=30~45)合适体积比为1:0.5,PH值约为4~5。按照此浆液配合比进行注浆加固后,通过现场实体抽查结果表明,采用试验最优配比后的水泥~水玻璃浆液凝胶时间,满足短时间开挖的要求。且固结强度高,能充分保证在开挖过程中拱部土体的稳定,确保初支施工安全。

(3)二衬施工

为保证二衬施工质量,模板采用600×1500mm拉弧模板和定型角模。定型角模用于顶纵梁及框架柱施工,可有效保证结构棱角施工质量;拉弧模板主要用于拱部二衬施工,因其可在0°~30°内任意调整弧度,这样变传统直线模板为曲线模板,有效保证结构混凝土外观质量。在顶纵梁施工完成后,及时施作拉压杆,防止在扣拱施工完成前,顶纵梁和部分顶板因受力过大而出现侧向滑移。拉压杆使用I20a工字钢,纵向间距为3.0m,两端与顶纵梁内预埋20mm厚钢板焊接牢固。待中洞二衬达到设计强度的70%后,方可进行两侧洞的土方开挖,土方开挖时需对称进行。

(4)侧洞临时支护的拆除及二衬施工

两侧洞进行二衬施工时,存在临时中隔壁及临时仰拱的拆除,临时中隔壁拆除同中洞施工。临时仰拱作为作为整个车站结构侧向压力的主要支撑体系,同临时中隔壁一样,必须分段进行拆除;根据施工段的划分,临时仰供每次拆除6~8m。同时加强洞内净空收敛监测。拆除前,在未拆除段临时仰供以上0.5m位置的初支上布设收敛桩,收敛桩沿二衬的方向每3m布设一组,在拆除过程中必须加强监控量测,密切关注量测桩沉降速率是否在容许范围内,拆除过程中,如果收敛超过10mm,应立即停止拆除,并按间距1.5m加工字钢进行支撑。

(5)高压旋喷桩止水帷幕

首先在洞内施工过程中止水帷幕的使用是不可或缺的,所以他对洞内施工具有一定的作用。为了保证隧道掌子面在无水或者少水状态下开挖,并进行隧道的开挖支护。在帷幕内地表降水之前需要将止水帷幕达到一定强度才可以。将水位降到地铁隧道底板下0.5m。其次是止水帷幕对周围环境也有很好的保护作用。通过止水帷幕来控制地表沉降的过程,来避免由降水而引起的,土体固结压缩,隧道开挖所造成的地层损失等。最后是高压旋喷桩成桩及强度检验。为阻断地下水渗流,需对施工过程中选配装进行检验,来保证桩与桩的紧密程度以及结构的均匀完好。

(6)浅埋暗挖施工技术的安全控制要点

①防止土方石坍塌

在地铁车站工程开工前,应到深基坑(槽)工地进行技术调查,了解地下及周围的管网、基坑开挖后距周围建筑物、构筑物的距离等具体情况,以选定基坑开挖方案。基坑开挖时对周围的地面排水应保持畅通,且应避免漏水、渗水进入基坑。坑暴露时间不宜过长,开挖后应及时进行基础结构施工。施工中,安全人员要加强监督检查,及时发现并制止违章施工的行为,避免因施工方法、施工程序不正确而导致土方坍塌事故发生。

②避免出现模板倒塌现象

模板安装、模板拆除的施工,要严格按模板施工相关规范要求和专项施工方案进行施工,模板施工过程中所用材料的质量要满足规范及要求。为避免模版在受力后基础产生变形或下沉,支护模板的基础应保证有足够的支撑面积且结实牢固。为保证模版稳定,在安装模板及其支撑系统时,必须设置临时防护固定设施。在进行下一道工序前必须确保模板牢固可靠,才能有效保障施工质量。

结语

综上,现阶段在地铁车站施工过程中应用的暗挖法技术可行性非常强,实施起来也比较高效便捷,施工安全性也非常高。但是,要使浅埋暗挖技术不断深入发展和得到广泛应用,还有许多课题尚需深入研究。

参考文献

[1]张文杰.郑州地铁浅埋暗挖施工风险措施研究[J].工程建设与设计.2016(13).

[2]杨昆.浅谈地铁车站的浅埋暗挖施工法[J].中国新技术新产品.2015(01).

[3]王京卫.地铁隧道浅埋暗挖施工风险防治措施[J].黑龙江科技信息.2014(21).

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