时间:2022-10-02 02:16:29
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇地铁施工技术总结范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
Abstract: With the construction of Qingdao soda plant 25MW unit circulating water pipeline installation of a complete process as an example, for the pipe laying, installation of the specific situation, make technical summary.
Keywords: large diameter steel pipeline; energy saving
中图分类号:TE832文献标识码:A文章编号:
大口径铸钢管线接口柔性好、耐久、毒性小,主要广泛用于给排水工程中。由于须深埋于地下,故管材的检测、安装、通水检查、验收是关键工序。我作为一名施工代表,参与建设了青岛碱厂25MW机组循环水管道安装的全过程,现针对管道铺设、安装的具体情况,做出技术总结。
一、前言
大口径铸钢管线安装的施工质量一直是施工企业不易解决的问题,我公司通过多年的探索实践已总结形成了一整套的施工方法。
二、工法特点
力求合理,节能降耗。
三、适用范围
本工法主要适用于大管径的铸铁上水管线的施工。
四、工艺流程
放线挖沟作坑处理单管检验承插口处理据实下料除锈防腐下管调直调平检验环缝均匀度及对口间隙打麻捻灰灰口养护水压试验回填。
五、施工要点
1、放线挖沟:
(1)根据会审后的图纸进行放线挖土。
(2)开挖前确认挖土区域内是否有管道、电缆等障碍物。
(3)根据管沟的深浅及土质情况,挖出的土要离沟壁边沿尽量远,必要时还要加固。
2、操作坑处理:
(1)根据单根管线的长度及下料后的尺寸确定每个基坑的位置,依据管径的大小确定其大小。
(2)遇到地下水位较浅或者有岩石时要根据情况提前处理好,并有后备措施。
3、单管和管件检验:
(1)确定单管长度,管口椭圆程度,管口200mm内不得有杂物、重皮、折皱、毛刺、缺肉,管壁薄厚均匀,承插口的内外径及管件应管口平齐,给水铸铁管及管件规格品种应符合设计要求,并有出厂合格证。
4、据实下料:根据现场情况实测下料,避免偏口、斜口。
5、除锈防腐:除承(内)插(外)口(工作面)范围内的管段外一律防腐,防腐层质量达到设计要求和施工规范规定。
6、下管:下管前将管内杂物清理干净,处理好管基础,垫好沙子或石子等,用吊车使用专用吊装工具吊管下沟。清扫后的铸铁管顺到沟底,再次检查清理承插口,然后对插安装管路,按介质流向将承插接口顺直定位。铸铁管稳好后,在靠近管道两端处填土预稳固,两侧夯实,并应随即用稍粗于接口间隙的干净麻绳将接口塞严,以防泥土及杂物进入。在管道安装过程中,管道末端要做临时封堵,以免污物进入管道。
7、调直调平:用水准仪(水平尺)、拉线和尺量检查或检查测量管线的坐标尺寸、坡度等是否符合设计要求。不宜在接口处调整管线方向。
8、检验环缝均匀度及对口间隙:环缝应均匀,并先在承插口内固定上楔子,对口间隙应在10mm左右。
9、打麻捻灰:根据设计要求选用适当的填料(此次以油麻+水泥为例)。接口前应先在承插口内打上油麻,油麻要粗细均匀,操作工序如下:
(1)打油麻时将油麻拧成麻花状,其直径约是管口间隙的1.5倍,麻股由接口下方为起点逐渐向上方延续,边塞边用捻凿依次打入间隙,一旦出现缝隙不均时可用改变麻直径的方法进行弥补,用力要均匀,直到捻凿被弹回表明麻已被打结实,打实的麻深度应是承口深度的1/3。
(2)在打麻合格后,石棉水泥捻口可用不小于425#硅酸盐水泥和膨胀水泥(采用石膏矾土膨胀水泥或硅酸盐膨胀水泥)。水泥必须有出厂合格证,3~4级石棉绒,重量比为水∶石棉∶水泥= 1∶3∶7。加水重量和和环境温度有关,夏季要适当增加,并且要混合均匀,随用随搅拌。
(3)捻口操作:将拌好的石棉水泥由下方至上方塞入已打好油麻的承口内,塞满后用捻凿捣实,根据环缝间隙的大小选用合适的手锤,按此方法逐层进行,直到有回弹的感觉为止,一般需要三至五层。但在操作时,捻凿要与主管保持一定夹角。当灰口饱满,深浅一致,同时感到有弹性,表面呈光亮时可认为已打好。
(4)水泥接口填打后,不得附加外力。
(5)采用石棉水泥做接口外填料时,当地下水对水泥有侵蚀作用时应在接口表面涂防腐层。
10、灰口养护:
(1)接口捻完后,对接口要进行不少于48h的养护。夏季施工要特别注意阴阳面温差造成的影响。
(2)采用石棉水泥做接口外层填料,地下水对水泥有侵蚀作用时,应在接口表面图防腐层。
11、水压试验:
(1)灰口养护好后按设计要求及施工规范规定确定水压试验压力值。
(2)根据现场情况确定整体试压、分段试压还是单口试压(单口试压另有方案)。不论采取哪种试压方式,焊缝周围均要清理干净以便检查,管线的弯头、管段部位要按设计加设固定墩。
(3)管道支座(墩),严禁铺设在冻土和未经处理的松土上。
(4)待试管道两端应封堵严密、牢固,按要求加设好压力表和加压设备,方可灌水。
(5)上水时要注重检查管堵、弯头和接口部位,上满水后浸泡几小时后再按要求升压。
(6)试验完毕,要经有关部门验收、会签,并做好记录,同时为下一步管道隐蔽做好准备。
12、管道冲洗:
管道安装完毕,整体验收前应进行水冲洗,使水质达到规定洁净要求。进出口的水色一致为合格,并请有关单位验收,作好管道系统冲洗验收记录。埋地管要避免受外荷载破坏而产生变形,试水完毕后要及时泄水,冬季施工还要防冻。
13、回填:
(1)管道必须在水压试验合格,并经有关部门确认后方可隐蔽。
(2)回填时应按管道的坡度从高到低分层进行,为防止管道中心线位移或损坏管道,应用人工先在管子两边同时进行填土、夯实。
(3)每层回填土时不得直接砸在两管接口处,其厚度要在规范规定之内,夯实合格后方可进行下一层的回填,直到填满为止。在不损坏管道的情况下,也可采用蛙式打夯机夯实。
14、注意的几个问题
(1)埋地管道接口处折断。原因是管基处理不好,或填土夯实方法不当。
(2)管道冲洗多遍,仍达不到要求和施工规范规定。原因是管膛内未预先清扫不净。
(3)水泥接口渗漏:
①原因是水泥标号不够或过期,接口未养护好,捻口操作不认真,未捻实。
②冬季施工时石棉+水泥搅拌不均匀出现冻点,气温较低时可使用温水再加入适量防冻剂和早强剂等搅拌均匀使用,必要时搭设暖棚,并且随用随拌。
③养护方法不当,根据气温可选用不同的材料和厚度(也可使用松土)采用保温覆盖法。
六、质量要求
本工法执行的法规:《给排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97。
七、人力资源配置
1、劳动力组织:
2、安全措施管理:
(1)开工前依据图纸会审情况熟悉现场地下障碍物,并设立明显标志。地下水位较浅时要提前降水;若有岩层时要做好防爆措施。
(2)挖沟区域附近是否有高压线路或设备等,不能影响挖掘机的起臂和旋转。
(3)挖沟时应由熟悉现场的专人指挥操作,遇到情况及时处理。
(4)挖出的土必须放置在安全的地方,以防塌方。
(5)下管时应有专人指挥,起落要平稳。
(6)水压试验对于大口径管道来讲最好采用单口试验,既安全还节约用水,并且还可以与施工同步。
八、施工机械设备
施工机具、材料和技措用料:
(1)工具:水平尺、钢卷尺、砂轮机、手锤、捻凿、剁斧、大锤、电气焊工具、倒链、千斤顶、架板、灰斗、大绳、铁锹、铁镐等。
(2)材料:石棉绒、油麻绳、青铅、铅油、麻线、机油、螺栓、螺母、塑料布、防锈漆等。
中图分类号:U231+.3 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)01-0052-2
1.工程概况
与一般基坑工程相比,与运营地铁线紧邻的基坑工程常处于道路十字交叉口,是城市繁华地段,该地段建设的基坑工程具有埋深大、跨度大、结构复杂、施工组织与施工技术难度大等特点0。施工中会碰到对于已有地下构筑物的穿越和对将来修建地下构筑物的预留口,或者对已有地下构筑物的部分拆除、结构打开和改建等难题00。世纪大道地铁车站处的6号线明挖段为地下二层结构,其中地下一层为6号线明挖区间,地下二层为预留地块的连接通道。后建的6号线两侧的基坑工程为地下三层结构,世纪汇基坑工程地处市区地面交通枢纽,周边环境复杂,受道路、地下管线、施工场地等因素制约,对施工环境要求极高。且世纪汇基坑工程涉及6号线东西两侧基坑开挖(开挖深度20m、宽度22m、西区长75m、东区长90m)、地下预留口拆除、打通隧道正下方联络通道和东西两侧基坑相连等关键工序。该基坑工程平面图如图1。
4.结论
本文通过对紧邻运营地铁的世纪汇后建基坑施工关键工况对隧道结构的影响进行分析,总结了施工中所采取的主要技术措施:(1)钻孔灌注桩加固;(2)基坑满堂注浆加固;(3)临时钢管撑换撑;(4)运营隧道结构变形监测,反馈指导施工等。这些经验和技术措施可为同类工程提供借鉴。
参考文献
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[2]孙宪铭,谢弘帅.紧邻运营地铁车站的深基坑设计与施工技术研究[J].建筑施工,2004,26(6):483-485.
[3]顾亚囝,朱毅敏,乔恒昌.大型地铁枢纽站施工中的地下障碍物拆除及车站结构逆作施工技术[J].建筑施工,2008,30(5):342-344.
目前,地铁以其安全、快捷等特点深受群众好评,在时展和城市建设不断发展的影响下,地铁建设逐渐成为各地方政府关注的焦点。在实际情况中,由于受到各方面因素的影响,比如土质差异、环境差异等,在完成明挖基坑工作时,很容易出现施工受阻的情况,如果不能及时发现并解决潜在的问题,势必会对地铁工程的总质量造成影响,严重时可能还会发生安全事故。为此,地铁工程建设的相关人员还需从实际入手,掌握地铁明挖基坑施工技术的基本特点,找到容易出现问题的施工环节,通过加强管理、引进新型技术等方式,解决地铁明挖基坑施工中存在的问题,从而确保工程质量。
一、地铁明挖基坑施工技术的基本特点
明挖基坑施工技术实际上就是地铁区间施工的其中一种。一般而言,明挖基坑施工技术更适合在人口稀少、交通流量小的环境下使用。由于该施工技术对周边环境的要求过于苛刻,所以在实际的情况中,该施工技术并没有得到广泛的应用。然而,只要地面条件符合施工技术要求,明挖基坑施工技术会带来十分明显的效果。明挖基坑的施工步骤为:首先在指定位置开挖路面,按照由上至下的顺序开挖土石方,开挖深度需在设计限度之内。然后从基坑的底端开始逐渐向上施工,按照设计方案的要求,完成地铁隧道结构的初步建设。最后将土方进行回填,并尽快恢复到开挖之前的状态。
纵观国内外地铁施工建设发现,虽然明挖基坑施工的要求较为苛刻,但它仍然是地铁建设的首选技术,这种施工技术所带来的效果是不可取代的,具有传统施工方法不可比拟的优势。从理论的角度讲,明挖基坑施工技术属深基坑范畴,所以在地铁中运用此技术,能达到极高的安全性和可靠性。明挖基坑施工技术所具有的优势和缺点已经在长时间的实践过程中得到了总结,主要的优势为:施工简单、经济性高,而缺点为:施工噪音大、对周边环境会造成较大的破坏。此外,明挖基坑施工技术对开挖区域周边地面状况有着严格要求,必须在回填之前保持原状,否则会出现地表沉降等不良现象。
二、地铁明挖基坑施工过程中主要存在的缺陷和不足
(一)围护技术
明挖基坑施工中的围护技术实际上就是坑道周边的支护结构。目前,为了切实保证施工安全,施工支护方面的设计还是比较科学、合理的。然而,在实际情况中,由于人为因素造成支护结构不牢固的现象并不少见,究其原因,大多都是为了节约施工成本,运用不合格的支护材料,从而降低了施工的安全系数。另外,在雨季频发的地区中,如果支护结构不牢固,还有可能发生崩塌,进而造成严重的后果。
从施工的角度讲,由于施工技术存在一定的差异,所以止水帷幕在构建时经常受到阻碍和限制,使其并不能在指定的时间段内完成构建,最终可能造成支护结构的崩塌。比如,在地下水位较高的施工区域中,连续墙之间夹杂着大量的泥土,如果水砂迅速涌入,将会酿成基坑被淹的严重事故。
(二)开挖技术
地铁明挖基坑施工是一个漫长而又复杂的过程,由于各方面因素的影响,所以施工进度会在实际情况中发生较为明显的变化。在施工过程中,施工单位盲目追赶进度,私自省略重要工序,或运用与实际情况不相符合的施工工艺,这样可能会造成地面沉降、房屋开裂等一系列严重后果。还有一些施工单位在开始开挖工作以后才发觉地质勘测报告与实际情况存在一定差异,但由于施工已经开始,再进行整改和设计都已为时已晚,在诸多因素的影响下,可能会发生坍塌事故。从技术层面讲,支护是地铁明挖基坑施工的主体和关键,而支撑架则是支护的根本,所以在施工的过程中,应对支撑架的设计引起高度的重视。但在实际情况中,支撑架的围檩封闭存在疏漏的现象十分常见,使得支架的支撑点与立柱的位置之间存在较大偏差,最终降低支护体的安全性能。
(三)应急处理
地铁工程的施工建设是一项复杂而又系统的工作,由于明挖基坑所涉及的方面十分广泛,所以检测量控具有极高的实际价值。同时,采取行之有效的措施预防施工危险,也是非常关键的环节。但在实际情况中,检测量控工作经常会受到施工人员专业知识及施工设备等因素的影响,所以不可避免的会存在一定误区和盲点,阻碍了应急处理环节的正常运行。在地铁明挖基坑的施工现场中,检测信息遗漏、缺乏应急准备等现象是十分常见的。
三、改善地铁明挖基坑施工技术的措施
(一)加强安全管理
管理是确保工程施工质量的关键举措,在明挖基坑施工中具有十分重要的作用。首先,在施工之前应加强地质勘察工作的监管力度,确保工程地质勘察信息的准确性,将地质条件对施工产生的影响控制在最低的水平,杜绝一切违规事件的发生。其次,同样在工程的地质勘察阶段,相关部门完善施工成本的预估工作,注重细节。最后,工程地质的勘察人员要与地铁工程施工建设的设计人员保持良好的沟通与协作,从而提出切实可行的施工方案。
(二)优化施工工艺
从整体的角度讲,地铁明挖基坑施工相对简便,开挖与支护两部分是施工的重点。在正常的条件下,规范的支护流程为:坑道外侧坑道内侧地面。如果支护结构发生险情,应立即实施土方回填,土方回填完成以后还需进一步完成混凝土回填,从而有效缩减塌陷范围。在施工环节中,每一道工序都需严格按照设计方案执行,如果设计方案与实际情况不符,存在小范围差异,可在不会对其结果造成影响前提下,对设计方案实施整改,从而确保施工质量。
(三)强化人员培训
高质量的施工需要在高素质、高水平的施工队伍基础上完成,提高人员的专业素质和业务水平,不仅可以确保工程的总体质量,还能有效减少由于人为因素造成的安全事故,有利于地铁明挖基坑施工的顺利进行。施工单位应定期组织工作人员参加培训活动,在强化专业知识的同时提高施工生产的安全意识,从而起到规范行为,强化管理等作用,切实提高地铁明挖基坑施工质量。
四、总结
地铁是现阶段人们非常喜爱的公共交通设施,完善的地铁建设为人们的生产生活和社会全面发展做出了卓越的贡献,是人们生活中不可获取的主体。在施工建设过程中,明挖基坑施工技术以其简单快捷、成本低廉等优势占据了重要地位,这样的方式在为施工带来便利的同时,其安全性、可靠性等指标正逐渐被人们所关注,因此,相关机构还需充分了解地铁明挖基坑施工的特点,找到存在问题,从管理、工艺、人员三方面入手,切实解决明挖基坑施工技术在地铁建设中存在的问题,从而推动地铁建设的全面发展。
参考文献
[1]郑凯,马福东,石伟强.复杂条件下盾构穿越既有线设计与施工技术[J].现代城市轨道交通,2011,(3):25-26.
[2]郭燕花.基于铁路隧道施工安全控制措施和建议的分析[J].科技与企业,2013,(16):11-15.
关键词:城市地铁、 结构设计原则、施工技术
中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展,城市地铁的出现和发展,又必然会引发新一轮的城市布局和技术革新。无论是从政治还是经济角度出发,都将给城市带来新的面貌和生机。目前,国内的地铁工程建设空前发展,将产生上万亿元的价值,因此很多企业集团争相在国内进行技术研发和垄断,以其雄厚的资金力量进军地铁工程建设,加快城市地铁的发展。同时,国外的城市地铁发展历史悠久,对国内的城市地铁发展有一定的引导和加速作用。
一、国外城市地下空间开发利用趋势
1、着力开发利用城市地下空间资源,不断完善城市基础设施的功能,使之能满足城市持续发展的需求,如地铁 、共同沟、地下车库等的建设。
2、利用地下空间增加城市社区的安全性。为了提高质量和运行的稳定性 ,许多服务设施可以建设在地下,包括废水处理通讯、供电以及数据传输等。
3、利用地下空间开发使社区空间环境更紧凑。把宜放在地下的建设项目放到地下,可腾出土地,扩大城市容量,节约能源,从而降低地面建筑密度,改善地面建筑光照,缓解交通拥挤,减少煤烟、排渣和噪音等污染,扩大绿化面积,有效地改善城市社会环境和自然环境。
4、地上地下协同发展,地下空间成为城市空间资源的有机组成部分,如巴黎副都心――德芳斯的建设等。
二、地铁结构设计原则
1、结构设计应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流等要求, 保证结构物具有一定的耐久性。
2、根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件、地面建筑和地下构筑物状况,通过对技术经济、环境影响和使用效果等的综合比较,合理选择施工方法和结构型式。在造价相近的情况下,应优先选用综合社会效益较好的方案。
3、地铁结构净空尺寸应满足建筑限界或其它使用及施工工艺的要求,并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。
4、尽可能把施工中的支护结构作为主体结构的一部分加以利用。
5、与地区抗震设计烈度相适应。
6、因地制宜地采取适当措施,严格控制施工引起的地面沉降量,其允许数值应根据地铁沿线不同地段的地面建筑及地下构筑物等的实际情况确定。
7、隧道两侧道路红线以内的一般建筑物,在隧道施工前原则上不采取加固措施,施工中加强对危房及重要房屋的监测,必要时采取临时加固或搬迁等应急措施。重要建筑物必须进行分析和必要的加固设计。
8、隧道的防水设计应满足国家颁发的《地下工程防水设计规范 》 的有关规定。
三、地铁各种施工技术
1、明挖法施工技术
1)放坡开挖技术:在工程地质及水文地质条件允许的情况下 ,可采用放坡开挖的施工技术。边坡坡度根据地质、 基坑挖深及参照当地同类土体边坡稳定值确定。基坑的开挖尺寸要保证满足结构施工的需要 ,需要设排水沟、 集水井的基坑 ,其开挖尺寸可适当加宽。基坑应自上而下分层、 分段依次开挖 ,以防止掏底开挖发生事故 ,开挖应随挖随刷边坡。
2)基坑支护技术:基坑支护技术包括型钢支护技术、连续墙支护技术、混凝土灌注桩支护技术、土钉墙支护技术。型钢支护一般是使用打桩机或沉拔桩机打入或沉入工字钢或钢板桩,根据不同地区和地质条件设定桩距,桩间采用木背板、水泥土或钢丝网喷混凝土挡护。连续墙支护一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽设备,也有用多头钻和切削轮式成槽设备的。槽段采用膨润土泥浆护壁,灌注水下混凝土,使其形成混凝土挡土墙结构。连续墙不仅能承受较大的荷载,同时具有隔水的作用。混凝土灌注桩的成孔方法有人工挖孔、机械钻孔两种。根据地质和水文条件采用干法和浆液护壁法,然后灌注普通混凝土和水下混凝土成桩,支护可采用双排桩加混凝土连梁共同作用形式,还可采用桩加横撑或锚杆形成的受力体系。土钉墙支护是在施工现场的原位土中用机械钻机成孔,插入排列间距较密的细长杆件,通常还外裹水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷混凝土板面结合成深基坑土钉支护体系。
3)大体积混凝土浇筑技术:采用组合钢模板,不断更新混凝土搅拌技术,通过泵送机泵送大流动性混凝土的施工技术。
2、浅埋暗挖法施工技术
浅埋暗挖法又称矿山法,是一项边开挖边浇注的施工技术,其按照“新奥法”原理进行设计和施工,采用先注浆、后开挖、再做临时支护方法。施工原则为“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测。” 一般用钢管作超前棚顶导管,然后根据不同地质条件,注入水泥浆或其他化学浆,填充砂层孔隙,形成“ 结石体” ,增强围岩的自稳能力。每次开挖进尺为 0.175m左右,先进行环状开挖,留核心土,基面上喷5~8cm厚混凝土,架立钢拱架和挂钢筋网片,再喷25~30cm厚混凝土形成初期支护结构。初期支护完成后做防水层,再用模板台车做二次衬砌。在施工中坚持以量测资料进行反馈,并指导施工。
3、盖挖法施工技术
盖挖法施工技术特点是根据不同的地质和水文地质条件,设计以连续墙、混凝土灌注桩作为边坡支护结构,然后施作盖板,形成框架结构后,在其保护下开挖土方,并完成结构施工。盖挖法是一种快速、经济、安全的施工方法,对人们生活干扰少,采取措施后可以做到基本不影响交通,较暗挖法要经济,在地铁车站施工中被广泛采用。
4、盾构法施工技术
盾构法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展,其优点是安全、可靠、快速、环保等。我国盾构技术的进步主要表现在以下4个方面:①掌握了盾构机的选型和配套技术,与外国合作设计生产盾构机,配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造;②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技术;③掌握了盾构掘进控制技术,如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等,实现了信息化施工,可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保;④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。目前,混合盾构是世界上最先进的盾构,适合于复杂多变的地层。混合盾构的特点是:在大刀盘上安装适合各种地层的多种刀具,其在辐条上安装刀头的方法和角度的不同使之能适应不同松散的土质,同时在大刀盘上还要安装有能粉碎大石块和岩石的圆盘式切削刀头。这种具有特殊大刀盘的盾构,已在广州地铁工程中应用并获得成功。其他盾构法施工技术有隧道掘进机施工技术、泥水平衡盾构施工技术、土压平衡盾构施工技术和气压盾构施工技术。
5、地铁工程建设过程中还需要很多辅助施工技术,比如深基坑降水技术:对于大面积的深基坑降水,我国早期多采用深井泵降水。近年来多级轻型井点、喷射井点、水平井降水技术在各种深基坑降水中也普遍应用。电渗、辐射井降水技术也在一些工程中得到应用。其他还有注浆、钢管棚、锚索、冷冻法等辅助施工技术,这里不一一详细介绍。
四、施工技术实例
1、盾构法技术
我国的盾构研究应用起步于20世纪60年代。1961年上海开始用盾构做试验隧道,先后使用敞胸手掘式盾构 (
图1 秦岭隧道盾构施工现场 图2 秦岭隧道施工TBM掘进机
2、沉管法修建越江隧道
沉管法施工在国内已有很多实例。广州穿越珠江、上海穿越黄浦江隧道及天津穿越海河等工程采取了这种方法。20世纪90年代广州的隧道断面为 4孔箱形钢筋混凝土结构,其中两孔为83双车道单向运行的机动车道,另一孔为地铁1号线双线区间隧道,一孔为设备管廊,隧道断面尺寸为 33m ×719m,长123815m ,沉埋段457m,分为105、120、120、90、22m五段。混凝土为 C30、P8,顶板面设一层厚为150mm的钢筋混凝土防锚层,底板设 6mm厚防渗钢板,设闭合防水层,管壁厚为1m,底板 112m ,最大段重3300t,结构在宽 48m ,长 150m的干坞内分 4次预制,预制后分别浮运出坞沉放。施工中处理好浮沉关系、刚柔关系,防止裂缝的产生,至今通过十几年的运行,状况良好(如图3、4)。
图3 广州穿越珠江的隧道模拟图图4 沉管法修建隧道施工现场
3、冷冻法修建地铁隧道
我国煤矿的井筒建设很早就采用了冷冻法施工,有300多个实例,技术比较成熟,最大冷冻深度达500m。20世纪70年代北京地铁2号线阜城门――西直门区间结构施工因遇流砂而采用过冷冻法,取得了较好效果。1998年北京地铁复八线大北窑(国贸)――热电厂(大望路)区间暗挖隧道从大北窑立交桥下方通过,遇到饱和粉细砂层,稍为扰动即失稳而成流砂。经研究选择了无缝钢管既作冷冻管又作钻杆的水平冷冻法,管长45m,冷冻土层厚度达214m,满足设计与施工要求,保证了立交桥的安全,这是我国地铁暗挖隧道冷冻法的成功案例。上海和杭州的地铁区间隧道的联络通道、盾构始发和接收的工作井的地层加固也大量采用冷冻法施工(如图5、6)。
图5 杭州地铁冷冻法施工现场 图6 上海地铁区间隧道左曲段
参考文献:
[1] 才.隧道工程[M] .北京:人民出版社,2002.
按照目前的技术能力和管理水平,混凝土的强度和耐久性是衡量结构工程质量的主要指标,耐久性指标不像强度指标一般都能够满足要求,具有难以控制的特点。在实际工程建设时,对混凝土裂缝的问题没有引起工程界足够的重视,尤其是混凝土结构的早期开裂是影响结构耐久性的主要问题。可以通过科学的手段和一定的技术措施,建立相应的技术管理体系,根据混凝土结构耐久性要求高、混凝土强度等级较高的特点,以质量预控为出发点,确立了对混凝土实施补偿收缩组合控制裂缝的技术路线,在工程建设时期进行裂缝的综合控制,在混凝土质量控制方面进行技术管理的总体思路是“科学的指导,前期控制,过程精品,全面管理”。 (二)建立地铁工程质量控制组织管理体系
混凝土早期裂缝问题已在技术管理措施中得到了有效地解决,但工程的实施涉及到方方面面,在具体的施工过程中,操作者面对的不仅仅是技术层面的问题,还有监理管理办法、供应商的选择办法以及相关接口部位的协调处理等问题,需要一个组织管理体系以确保技术管理措施能在施工过程中得到有效实施。一般组织体系建立包括商品混凝土管理办法、商品混凝土监理管理办法、商品混凝土搅拌站履约评价管理办法、混凝土工程实施细则、混凝土生产计划管理实施细则、抗裂防水剂供应流程、结构混凝土质量管理评估办法等。例如,确保采购的产品符合规定的相关要求,按组织管理体系要求,由物资部会同其他有关部门及外聘混凝土专家等组成混凝土供应商及原材料生产厂家考察小组,考察商品混凝土生产商资质条件、生产供应力、结混凝土的需求总量、生产与质量管理实力以及集中管理的要求,再经相关部门进行审批能最终确数家合格的商品混凝土供应商。 (三)钢筋混凝土防水性能的质量控制
中图分类号:TU74文献标识码: A
1.浅埋暗挖技术的特点分析
地铁工程浅埋暗挖施工技术可以用强支护、严注浆、管超前、快封闭、短开挖、勤测量来概括总结。在施工技术特点上,它属于动态施工、动态设计的现代信息化施工技术,有完善的应力监测系统以及变位监测系统;稳定工作面里小导管超前支护起到重要作用;对加固地层的劈裂注浆方法进行了创新;复合式的衬砌技术、钢筋网构支护技术得到了发展。浅埋暗挖技术可以在有水条件下广泛使用,我国也有广泛的劳动力,北京、南京、深圳、广州的地铁隧道修建工程里广泛使用这种技术,在大跨度车站建设中、道路隧道工程中、人行道工程中、地下车库工程中也有很多应用。
2.浅埋暗挖施工技术
暗挖隧道施工在明挖段基坑开挖到底后进行,总体施工方 法为浅埋暗挖法,严格遵循 “管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”的十。
施工顺序为:施作大管棚并注浆隧道全断面注浆破除堵头桩、施作洞门开挖初喷混凝土挂网立钢架打锚管复喷混凝土二衬施工。
2.1大管棚超前支护施工
暗挖隧道顶离地表只有11m,离高压电缆隧道底只有3m,超前预支护大管棚采用φ108mm,壁厚8mm钢管。管棚布置在暗挖隧道和高压电缆隧道之间,距离暗挖隧道初支20cm,按帽形布置,环向间距管中到管中为40cm。
采用同步液压干取土顶进管棚的施工技术,其设备为水平液压钻孔顶管机,钻进过程中随时根据高压电缆隧道和地表的沉降控制标准和地层情况调整钻头与钢管的相对位置,做到钻头超前或滞后于管棚。管棚施工后,为增加管棚的刚度,在钢管内压注1: 1的水泥砂浆。
2.2全断面注浆施工
全断面注浆加固范围为开挖轮廓外2.5m,如图3所示,纵向注浆长度为暗挖隧道全长。
全断面注浆选用的机械设备为XY-2型地质钻机和PH15型注浆机,注浆的工艺流程如下:
2.2.1施作注浆孔。根据设计定出孔位,并计算各注浆孔的长度和角度。钻孔顺序从拱顶处自上而下、由外向内钻设,每成一孔及时退出钻机,安装注浆管。成孔直径为73mm,以利于安装注浆管,并便于封堵孔壁和管壁间空隙,保证注浆效果。
2.2.2注浆。注浆采用后退式分段注浆,将8m的注浆管分成8段,通过调整注浆管内的止浆阀位置实现分段注浆。先注TGRM水泥特种灌浆料(水:TGRM=0.6:1),该浆液料能将孔壁和管壁间的空隙填充密实,并具有一定强度。对所有的注浆管进行填充加固后,再对每一根管进行分段后退式注浆,注浆 材料为超细型TGRM水泥特种灌浆料(水:TGRM=0.8:1),注 浆压力为0.6MPa。 注浆效果可通过预留观察孔、注浆压力和注浆量等因素综合分析进行预测。开挖过程中对注浆效果不理想部位应进行重新注浆加固,以保证施工安全。
暗挖隧道注浆加固断面图 图3
3.浅埋暗挖施工技术在地铁工程中应用分析
3.1 隧道段浅埋暗挖施工技术。
首先需要根据工程周围的环境条件以及围岩条件,考虑使用留核心土挖掘法、双侧壁导抗方法或者单侧壁导抗方法。开挖比较松散的围岩时,需要从上到下一步一步进行,先支护后开挖、牢固支撑、一边挖掘一边封闭,有缝堵实。超前注浆用来牢固围岩结构,注浆材料可以使用水泥玻璃、水泥浆或者化学药剂注浆。在加固地层后进行开挖工序。
如果是边墙以及拱部衬砌混凝土灌注,需要在时间上最大限度的缩小,和抑拱构成封闭环,保持隧道衬砌的安全性。在防流砂方面,需要在经常出现流砂的方位进行地下水问题的处理,这也是流砂施工中的关键施工技术。可以采用防、截、排、堵的施工治理方法措施,这要根据工程所在地的地下水类型、性质,地质情况,工期要求,经济利益等方面进行综合分析考虑,然后选用合理的施工治理防治方法。灌注边墙以及拱部衬砌混凝土时,缩小施工时间,和抑拱构成封闭环,避免围岩中的流砂对洞身造成衬砌上的损坏。
在区间隧道的施工方面,需要在上台阶时保留核心土,下台阶时放坡,保持坡度小于3:1。为了防治砂岩因为地质不稳定造成坍塌现象,在盾构法机械施工上,进行人工暗挖施工,让混凝土及时封闭成环,半米为一个循环。
3.2 砂层超前支护施工技术。
大管棚一般设置在危险性较大以及断面有变化的地段,可以通过吹管顶入法,在管棚中插入高压风管,然后吹出砂子,用冲击钻顶进50mm左右的距离,反复吹管,完成大管棚建设工序。在超前小导管方面需要把导管的一头做成尖状,可以选用2.5m长度的小导管,在每两个格栅之间打设一环。在拱部120°、环向距离300mm的范围内进行超前小导管的布置工序,在小导管上钻孔的间距保持在300mm左右,呈梅花型;为了防止注浆时发生浆体的外溢,需要在小导管末端1m处不进行钻孔作业。小导管需要根据工程所在地砂层的特性,进行引孔打入,先用高压风管吹孔,然后插入小导管,用棉纱封堵导管的外端露出部分,避免喷射的混凝土把管口堵住,导管外露部分保持有100mm左右的长度,方便管路的安装。混凝土喷射后进行注浆,注浆的材料中可以采用固砂剂,这样就防止了开挖轮廓中溢出浆液,避免了浆液材料的浪费。超前预加固施工技术可以适用于不同的地质条件,还要根据地质条件的不同,选取恰当的方法以及参数。
3.3 在初支背后注浆。受到混凝土喷射密实度、混凝土自重的影响,土体和初支背后会出现一些空洞,通过预埋注浆后的钢管可以有效降低空隙产生的沉降程度,预埋钢管的长度保持在500mm左右,在两侧拱脚以及拱顶部位呈梅花型布置,每隔4m布置一次。当仰拱成环后,需要进行下一步的背后回填注浆左右,保持注浆的压力为0.3MPa左右,由水玻璃-水泥构成双液浆,静压和注浆交替着进行,用间歇式注浆方法,保障回填注浆的密实度。
4. 结术语
我国的地铁工程在采用浅埋暗挖施工技术时,由于工程所在地地质情况很复杂,围岩较差,地质周边存有建筑物,使成拱能力有限,需要在浅埋暗挖前进行超前的引排水、超前的支护方法措施,对围岩进行加固,对地表进行注浆处理,在控制地表沉降方面,可以设置钢拱结构支撑来承担底层方面产生的压力,它是临时支撑,也是永久支撑。浅埋暗挖施工技术还需要密切配合相关部门,落实各项措施,对施工技术高要求、严控制,使地铁工程的施工风险降低。
参考文献:
[1]陶冰杰.浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用[J].中国新技术新产品,2009(6).
[2]廖彩凤,周顺华;浅埋暗挖地铁车站合理埋深探讨[J];地下空间;1999年02期
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言:浅埋暗挖方法是在第四纪软弱地层中修建隧道的方法 ,其基本原理是通过对地层的适当加固和处理,合理调动围岩的自承能力,采用短进尺开挖,及时施作初期支护结构并封闭成环,使围岩和初期支护结 构形成联合支护体系以共同承担施工阶段荷载,在变 形基本稳定以后施作二次模筑衬砌 ,完成隧道建设。 初期支护承担全部基本设计荷载,二次衬砌作为安全 储备,由初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。 这种先柔后刚的复合式新型支护结构体系较好地克服 了隧道工程中的不可预知性。由于地层条件以及周围 环境的复杂多变,应用浅埋暗挖法施作隧道必须对地 层、支护材料、周围建构筑物进行施工过程的监测,根据监测信息及时修正设计和施工方法,以确保施工的安全。根据浅埋暗挖法施工技术20多年的工程经验,使施工技术具有了灵活多变、不拆迁、不影响交通、不破坏环境、综合造价较低、隧道支护结构强度高等优 点,特别适合中国国情。 浅埋暗挖法的实践是一个不 断发展和完善的进步过程,特别是大跨度暗挖技术得 到长足发展,是浅埋暗挖法成为一个成熟的技术,得到广泛的应用。
1 双侧壁导洞法暗挖技术
在北京地铁复兴门折返段单洞大跨及北京地铁 西单三联拱车站等大跨度隧道的建设中,采用了单侧 壁导洞结合双侧壁导洞法 ,应用了大管棚、小导管注 浆加固地层等预加固技术以及多导洞开挖完成内力 转换,实现了中国城市地铁暗挖技术的突破,为中国 地铁隧道施工奠定了基础,该工法到今天已经是大跨 度隧道施工的基本方法之一 ,实践中总结出的“管超 前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八 字方针,是我们地铁隧道浅埋暗挖法施工所应该遵守的基本原则。双侧壁导洞法也称眼镜工法,是变大跨度为小跨 度的施工方法,其实质是将大断面分成多个小断面进 行作业,即两侧导洞和中部导洞,导洞尺寸以满足机 械设备和施工条件为准,其施工示意和施工顺序分别 如图 1 和图 2 所示。 采用双侧壁导洞法施工时,在导 洞内按正台阶法施工,当地质情况较差时 ,上台阶应 考虑采用中隔墙法(如图 1 中的虚线所示)或者环形 留核心土法开挖,在施工过程中左右侧导洞开挖时错 开的 距离不 应 小 于 15 m(以 15~20 m 为 宜 )以 降 低 两洞在开挖过程中的相互影响,中洞与侧洞开挖时错 开的距离不应小于 20 m(以 20~30 m 为宜),而上下 台阶之间的距离,可视具体情况而定,一般为 3~5 m。由于开挖多个导洞 ,地层多次被扰动,会引起地层过 大沉降,导洞断面不规则更加大了开挖引起的沉降, 所以采用该工法施工时如何控制沉降和及时完成支 护是地铁工程施工应多多关注的问题。
平顶直墙暗挖法
在隧道的建设施工过程当中,通常会遇到各种地下管网或者构筑物,尤其是在修建地铁时,这种情况最为突出。例如,在地铁的新建下穿过程中,通常会遇到电力、地下热力、地铁线、燃气管沟以及各种各样的直埋水管等等。传统的设计通常是将新建的线路纵坡进行加大,并同时扩大新旧地铁线路之间的距离。然而这种方法往往使隧道埋深扩大,从而增加了遇到地下水的几率,当水位较高时,就会造成降水的困难。而新线的建设施工也势必会导致结构方面的下沉。因此,就必须要通过增加辅助措施来加以保障和维护,从而导致成本投入的加大。在这种情况下,平顶直墙式的暗挖施工技术应运而生,从而有效的解决了隧道的起拱需求。
3.辅助暗挖施工技术的应用发展
浅埋暗挖技术中通常为了施工的安全采用一些相关的辅助暗挖方法,具体如下:
(1)、 注浆技术
随着科技的不断进步,注浆技术也进行了改进,较为突出的就是后退式注浆技术以及深孔前进式注浆技术。深孔注浆技术目前通常的距离是14 m,最长能够达到50 m。注浆材料除了改性水玻璃浆液和水泥浆之外,还加入部分的膨胀性浆液。
(2)、小导管双排超前支护技术
当隧道的暗挖经过一些较为重要的管线时,可用小导管双排方式代替传统的长管棚支护方式。这种技术主要是在小导管的常规设置基础上,再加设一排小导管,通过这两排小导管进行注浆作业。小导管双排技术能够在开挖面的外侧形成一层土体的加固层,有效的降低地表沉降的几率和范围。
(3)、 水平冻结技术
水平冻结技术主要是应用于矿山的斜井、竖井施工当中的。随着技术的不断进步,其也被逐渐的应用于地铁以及其他特殊环境的隧道施工当中。常见的就是在盾构法的施工过程中用于联络盾构的始发井、接受井以及通道的地层加固。
(4)、 锁脚锚管技术
在进行隧道台阶的开挖施工当中,通常是在完成初支的上半断面施工后在进行下断面的开挖,在这一过程中极其容易发生沉降现象,因此,做好这一阶段的沉降控制和管理是非常重要的。锁脚锚管技术主要是在进行上半断面的初支施工作业时,要在拱脚处加设锁脚锚管(长2.5m,斜度为45°),并在将其打入土层以后进行注浆施工。
4、洞桩法暗挖技术PBA工法
在总结隧道施工经验的基础上,我国设计人员提出了先做多个分离导洞,在小导洞内先做支再加 拱的暗挖技术,即洞桩法(“Pile Beam Arch”,简称 PBA工法),此施工方法已获国家专利,并被广大设计人员 在设计中采用。
洞桩法采用小导洞开挖对地层不会产生大扰动, 在小导洞内施作地下围护桩结构、桩顶冠梁结构和竖 向承载柱结构,并进一步施作横向承载拱结构,一旦 大弧拱扣拱完成,即形成竖向受力、传力大框架梁柱 拱支护体系,在此支护体系的保护下可以安全地完成 站厅层、站台层的开挖以及后续的结构施工。该工法 首先在北京地铁复八线天安门西站应用,随后在北京 地铁 10 号线,特别是经过立交桥的极度复杂的环境 下应用,北京地铁 4 号线海淀黄庄站、沈阳地铁 1 号线的青年大街站两座地下暗挖换乘车站均被采用。一般三跨双层车站采用 6 导洞或 8 导洞法施工,采用6 导洞时,边桩可以用机械成孔,中桩人工挖孔,8 导洞时均采用人工挖孔,由于有桩做围护,再加上桩顶 冠梁便成为一个很好的围护体系。又由于每个导洞断 面较小(一般在 20 m2 左右),且每个导洞相互之间有 一定的距离,相互独立,相互之间影响较小,较好地缩 小了对地层的扰动范围,很好地控制了地表沉降和地 层塑性区的发展。 实践证明,此工法引起的地层沉降 最小,并且由于有边桩,对周围环境保护较好。
5、中洞法暗挖技术
在总结以往施工经验的基础上,吸取国外隧道建 设的经验,在北京地铁 5 号线大跨度暗挖车站和渡线 隧道,采用了中洞法施工技术。中洞法是先开挖整个隧道的中间部分,由于中洞 的跨度一般较大,施工中一般采用 CD 法、CRD 法等 工法进行施作并应该遵守 “小分块、短台阶、早成环、 环套环”以及“竖向留坡、纵向错台”的施工原则。 在完成中洞的隧道初支后,立即施作该部分的二次衬砌, 实现对地层的刚性支撑,施工二衬可以采用洞内逆做 法,能较好控制初支沉降变形及保护邻近构筑物。 完成中洞施工后再用侧洞法施作其余部分,两侧洞应该 对称施工,这样比较容易解决从中洞初期支护转移到 梁柱上时产生的不平衡压力问题,且比较容易控制施 工引起的地层沉降。由于中洞已经实现刚性支撑且成型封闭,在侧洞 开挖时可以大大减少中洞的沉降,以达到控制地层沉 降的目的。但是由于中洞施作二次衬砌是先要把顶部 防水层做好,在浇筑混凝土时,因施工条件较差及混 凝土的收缩,很难做到顶紧初衬结构,采用二衬背后 注浆也因结构不封闭,难以达到注浆饱满,因此中洞 在侧洞开挖时仍有叠加沉降。
结语:
浅埋暗挖方法是在第四纪软弱地层中修建隧道的方法 ,其基本原理是通过对地层的适当加固和处理。浅埋暗挖法的实践是一个不断发展和完善的进步过程,特别是大跨度暗挖技术得 到长足发展使浅埋暗挖法成为一个成熟的技术得到广泛的应用。我国国土面积广阔、地形地质复杂,在进行隧道项目的开挖建设过程中,其困难复杂程度远超过当前世界上的其他国家,因此,浅埋暗挖技术在我国仍然存在一些不足和待改进的地方。因此,建设施工单位在运用浅埋暗挖技术时,要根据施工的实际情况不断的对其进行技术方面的改进和提升,从而更好的推动浅埋暗挖技术在我国隧道工程建设中的应用和发展。
参考文献
[1]彭泽瑞 郭建国 北京地铁复 八线土建工程施工技术北京 中国铁道出版社,2003:1-3,30-42
Abstract: shallow tunnel WaFa played an irreplaceable role in metro construction, also has made remarkable achievements, but there are also disadvantages, such as high cost, slow speed of construction, sprayed concrete dust is more, the labor intensity big, mechanization degree is not high. Shallow tunnel are introduced in detail in the article WaFa principle and construction technology, and the shallow tunnel construction technology in the application were analyzed, and the future development prospects and problems discussed, for your reference.
Keywords: shallow tunnel WaFa, subway, application development
中图分类号:U231+.3 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着城市地铁建设规模的逐步扩大,暗挖结构对既有交通及周边环境影响小的优点突出,但暗挖工程施工安全风险大,对施工提出了更高的要求。
所谓浅埋暗挖法,就是在软弱围岩地层中,在浅埋条件下修建地下工程,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理,是在开挖中以多种辅助措施加固围岩,充分利用围岩的自承能力,开挖后即时支护,封闭成环,与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地控制围岩过大变形的一种综合施工技术,即按照“十八字”原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行地铁修建的设计和施工。
二、浅埋暗挖法施工原理及特点
1、浅埋暗挖法施工原理
浅埋暗挖法是根据岩土的自立性能在不破坏地表的情况下,利用竖井采用机械或人工掘进的施工方法。
浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工提出来的。其基本适用条件是:(1)不允许带水作业;(2)要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。浅埋暗挖法是以超前加固、处理软弱地层为前提,采用足够刚性的复合衬砌(由初期支护和二次衬砌及中间防水层所组成)为基本支护结构的一种用于软地层近地表隧道的暗挖施工方法。它以施工监测为手段,并以此来指导设计和施工,保证施工安全,控制地表沉降。
2、浅埋暗挖法施工特点
(1)城市地铁所处地段周边建筑、交通及地质条件相当复杂,通常需要选取重要有代表性的结构物及地质地段进行工程试验段,通过对试验段的研究与分析,取得相应的数据来指导地铁隧道的设计与施工。
(2)浅埋暗挖隧道施工开挖会对地表产生影响,必须采用超前加固改良地层和适当的开挖方法,设置刚性支撑防护措施,有效地控制坍塌和地表沉降,减少对地面的影响,对城市地面交通的干扰,避免大量拆迁。
(3)浅埋暗挖法适合于各种断面形式(单线、双线及多线、车站等)和变化断面(过渡段、多层断面等),具有高度的灵活性。
三、地铁工程浅埋暗挖施工技术的应用
1、浅埋暗挖施工技术在隧道段的应用
首先,结合工程所处区域的地质条件、围岩条件、环境条件等,考虑采取单侧壁导坑技术、双侧壁导坑技术或者留核心土挖掘技术;如果围岩相对松散,则由上到下进行,遵循先支护、后开挖的原则,提高支撑的牢固性;通过进行超前注浆,提高围岩结构的牢固性,以水泥浆、水泥玻璃或者其他化学药剂作为注浆材料,当地层加固之后按照顺序开挖。如果是拱部衬砌或者边墙的混凝土灌注,应尽量控制时间,确保隧道衬砌的安全性、可靠性;在防治流沙方面,应该处理常出现流沙位置的地下水问题;通过防、堵、截等多重治理方法,结合地下水类型、地质状况、经济利益等诸多要素,选择最佳治理方法。
2、浅埋暗挖施工技术在砂层超前支护的应用
一般情况下,在危险性较大或者断面起伏变化严重的地段,需采取大管棚施工技术,通过吹管吸入的方法,将高压风管插入到管棚中,将其中含有的砂子吹出;对于超前小导管,需要将导管的一端做成尖状,以长度约2.5~3.0m的小导管为宜;将每2个格栅之间设置一环,在拱部约120°、环向距离约300mm的位置,完成超前小导管的布置;小导管钻孔的间距约300mm左右,为梅花型;在注浆过程中,为了避免发生浆体外溢现象,在小导管末端约1m的位置进行钻孔施工;结合工程所处砂层的实际特征,采取引孔打入的方法;首先,采用高压风管进行吹孔;其次,将小导管插入其中,利用棉纱将导管外端漏出的部分堵起来,避免混凝土喷射而造成管口堵塞问题;在导管的外露部分应保持80~100mm的长度,便于安装管路。完成混凝土的喷射之后,需要进行注浆处理;以固沙剂作为注浆原材料,避免开挖的轮廓中发生浆液外溢问题,节约浆液材料;采取超前预加固施工技术,可满足不同地区的地质条件。结合地质条件的实际情况,选择合理的方法与施工参数。
3、浅埋暗挖施工技术在初支背后注浆环节的应用
由于受到混凝土自身重量、喷射密实度等影响,在土体与初支的背后会发生漏洞;采取预埋注浆方法,其钢管可有效控制空隙发生的沉降程度,其预埋钢管的长度约为500mm;布置在两侧拱脚和拱顶位置,以梅花型为主;已经仰拱成环之后,需要进行背后回填注浆,注意将注浆压力控制在0.3Mpa。
四、地铁工程浅埋暗挖施工技术的注意事项
1、施工过程台阶步距的控制
在单洞隧道施工过程中,一般将上下导洞的掘进间距控制为3~5m 左右,可确保有效的封闭成环;如果台阶的长度不足,如果洞内纵向的破裂面超过了工作面,则可能引起洞顶土体的下滑问题,无法保障上洞的稳定性,掌子面的支撑力度也不足,可能引起掌握面朝向已经开挖隧洞的移动变形,发生地层变位,加剧地表沉降,存在严重的施工安全隐患。如果台阶过长,那么在开挖时就会产生较大的纵向变位,不利于上导洞断面的受力,可能造成周围地层的松动,增加了塑性区,而此时拱脚附近的受力过于集中,可能失稳。另外,这种情况也不利于材料的搬运,增加了上下台阶中钢格栅成环的时间,在拱脚位置的上台阶钢格栅容易发生下沉,加剧沉降问题。
因此,应结合实际情况,合理确定台阶的长度:其一,满足初期支护形成闭合断面的要求。如果围岩的稳定性不强,则闭合时间应尽量缩短;其二,考虑上半部断面开挖时所需的空间大小,避免开挖时造成相互影响,拖延施工进度。
2、施工过程隧道二衬的模板控制
如果不能将模板牢固固定,极易发生漏浆、胀模等问题,对墙面平整度、完好度产生影响;在双联拱隧道的隔墙模板中,采取内部纵向、横向分别布置内拉螺栓的方法,根据模板的大小确定纵横向的间距;在模板以外设置外支撑力,将着力点落于平面中,避免某一位置的应力过于集中,造成模板移动,影响整体质量。
五、结束语
综上所述,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。但浅埋暗挖法以其特有的优势在城市地下空间建设尤其是在地铁建设中占有重要的地位,该法在保证地面交通不中断、管线正常使用的前提下,同时也避免了以往工法对环境污染大的现象发生。在城市地下工程中得到了极为广阔的应用。不断通过解决施工中遇到的难题进行总结,积累了施工经验,为类似工程施工相关参数的选择提供了经验数据。
参考文献:
中图分类号: TU74 文献标识码: A
0 前言
地铁车站使用明挖顺筑法施工已经是一种普遍现象[1-6],但是由于绝大部分的地铁车站建筑于地表以下,如通过放坡开挖后进行其主体结构的施工,很容易造成上部结构的塌方。只有使用地下连续墙结构或者是围护桩来形成临时支护体系,从而保证地铁站地下结构的施工安全。由于支护体系的存在,进行地铁车站主体结构的施工时,应采取外包防水的形式进行,这对于侧墙模板的安装以及固定造成了相应的困难,若稍有些施工不慎,容易导致跑模、涨模情况的发生,最终影响主体结构的固定质量。这种情况发生时,容易导致侧墙渗漏,从而使得主体结构的承载力变差等一系列问题。
1 侧墙模板的施工方案
1.1 侧墙模板体系
为了确保侧墙与整体结构中板的整体协调,进行侧墙与中板的浇筑时,采用连续浇筑方式,并且不设置相应的水平施工缝,这样可以有效的减少施工缝所导致的主体结构的渗漏问题发生。混凝土的施工过程中,所遵循的原则为从下至上一次进行浇筑。
侧墙混凝土浇筑使用的是分段、分层浇筑的方式,每浇筑完一层便使用相应的模板构件进行固定。一般所使用的模板构件为组合木模板结合支护钢架结构来实现。
1.2 侧墙模板支撑体系的验算
1.2.1 侧压力的计算
根据相关规范,单侧混凝土支撑体系作用于木模板的侧压力需要满足一定的条件。我们知道,随着浇筑的高度变大,其单侧混凝土的侧压力就会相应的增加,但达到一定高度时,其单侧混凝土侧压力就会达到一个峰值点,不再增加。此时的单侧混凝土侧压力值就为最大侧压力,根据不断的实践,总结出了一个实际的应用公式,其经验公式的表述如下。
(1)
(2)
式中,表示单侧混凝土最大侧压力值;
表示混凝土的容重,通常情况下取值为25Kg/m3;
表示新浇筑混凝土的浇筑时间;
表示的是混凝土浇筑过程中外添剂的修正参数,其值与所掺加的外添剂有关;
表示的是混凝土塌落影响系数,当高度小于50m时,取值为0.85;当高度处于50m与90m之间时,取值为1.0,;当高度大于90m时,取值为1.15;
表示混凝土的浇筑速度;
表示侧压力计算处到顶部的距离。
1.2.2 侧墙木模板支架受力计算
单侧支架间距按照要求进行布置之后,支撑面的受力状况应通过相应的力学平衡分析计算得到。如果单侧支架的间距按照一定间距进行分布设置。那么支架侧面的合力作用为:
其中,、表示不同侧边支架的作用力。
因此进行支架的设计时,一定要注意设计中支架的埋深所产生的拉力大小满足支架之间的相互作用合力。
2 侧墙模板安装施工技术
2.1 模板部分的安装
第一,相邻两个模板之间的拼缝处的竖向位置需要设置一根次楞,目的在于加强横向的固定稳定性。与此同时,进行模板部分的安装时,工字梁木板处还应设置一个三角形支架,用作保证模板拼接时的安全。
第二,进行侧墙模板部分的安装时,应注意严格控制吊模设施以及混凝土的质量问题,确保混凝土上口部位的平顺,这样可以有效的防止由于一些错台或者是漏浆导致的拼接不当问题的发生。也可以使用双面胶条贴在浇筑的侧板模板之上来防止漏浆。
第三,水平横肋与单侧三脚架之间的固定使用扣件相连,如此形成一个有效的模架系统,可以有效提高安装模板的质量。
2.2 支架部分的安装
第一,支架安装过程中要,严格依据相关规范进行操作。同时注意轻拿轻放,防止支架的安装过程中的一些不均匀受力部位的变形过大,导致结构失稳。
第二,安装支架的过程中,应调节好支架之间的以及支架与底座之间的衔接部位,同时模板上口位置需要预留一定空间,为之后的施工做出一定的准备空间。
第三,为了整体支架安装的稳定性,应注意支架的纵向、横向、水平向的支撑形式,确保安装的结构的合理,保证整体的稳定。
2.3 模板与支架的拆除
第一,侧墙浇筑完成24小时之后,开始模板与支架的拆除工作,拆除之前,首先应松动支架,之后拆除活动支架,最后拆去埋设的部件;
第二,拆除之前应先确定混凝土的强度是否达到标准,如果还没有达到标准,可适当延长拆除时间至混凝土的凝结时间之后再拆除;或者也可以通过建立钢架进行支撑,之后再拆去模板,这样可以有效缩短混凝土强度达到时间;
第三,拆除模板之后,混凝土的上面应使用一层塑料覆盖,这样可以有效的实现混凝土的预养护,同时还应定时洒水,防止裂缝生成。
2.4 模板的安装以及浇筑混凝土期间应注意的一些细节问题
第一,施工缝的设置造成结构的防水出现了薄弱环节,因此进行施工是应保证缝隙两端混凝土的凝结,从而有效的形成防水结构。根据实际经验可知,底板、中板以及顶板之间的断头处施工缝的设置因控制在18mm以下,这样可以有效保证浇筑过程漏浆的同时不影响结构的防排水功能。
第二,为了避免混凝土的离析现象的发生,分层浇筑混凝土时,每层侧墙的高度不应超过超过了2m。同时为了保证支撑体系的稳定,两混凝土侧墙的施工高度不应超过5m,这样可以避免两端的侧压力偏移过大。
3 结束语
作为地铁交通明挖工程的侧墙模板安装施工技术,在进行施工过程中,一定要注意整体模板的稳定搭接,结合实际力学进行搭接结构的分析,这是开始施工的基础同时也是施工安全的重要保障。安装侧墙模板时,尤其要注意混凝土墙的缝隙处理、结构的整体性防水功能以及整体模板的搭接稳定,从整体上保证模板的强度,同时注意整个支撑体系的质量与安全,保证施工的质量与效率。
参考文献:
[1] 严丛林.地铁明挖车站单侧高支模体系的设计与施工[J].科学技术和工程,2011(25).
[2] 黄新兵,牛跃林.地铁站墙体单侧模板支架施工技术[J].四川建材,2011(1).
[3] 陈立锦,李志勇,丛欣江.单侧模板支撑体系在地铁明挖车站施工中的应用[J].建筑技术,2009(11).
现代地铁明挖车站施工研究和经验总结中得出,明挖地铁的车站的防降水施工所遵循的基本原则就是做大限度的提高防降水的效果,确保工程施工的安全和施工进度的顺利进行,根据地铁明挖车站的技术特点,在地铁明挖车站的防水施工过程中应遵循以下基本原则,即以预防为主、刚柔结合、设置多道防线、因地治理开展好防降水的施工。以结构自防水为基础,采取措施控制结构混凝土裂缝的开展。增强混凝土的抗渗性;以变形缝、施工缝等接缝防水为重点,辅以柔性外包防水层加强防水。结构自防水是地下结构防水最重要的一道防线.自防水效果的好坏直接关系到结构防水的成败。通过施工过程中以防范为主的基本原则使这个工程施工中的安全和施工进度得到保障,避免降水对基坑开挖和施工的影响。同时,联想到刚性结构自防水为主、以施工缝及外包防水材料等柔性防水技术的有效结合从而实现高效、经济的防降水作用。为了确保明挖地铁车站防降水施工的目标,在整个防降水的施工中还应该在主体防降水工程的基础上实现多层保护。通过自防水、外包防水材料、施工缝防水等达到多层防水的效果。处理好上述的基础工作后,还应该根据工程所在地的气候变化情况、施工季节等因地制宜的开拓防降水施工技术的应用方法。通过着重强调施工的安全化和质量化的基本原则进行防治水方案的编制。并结合地下水资源的保护要求考虑考虑减税施工的抽水问题,以工艺常识的是公共方法建好降水对施工、周边建筑的影响,从而确保工程的顺利进行。
(二)重视降水沉降的要求,确保工程的施工质量
根据现代城市地铁车站所处位置周边的建筑情况,在地铁的明挖车站防降水施工中还应该考虑降水影响范围内的高层建筑、古建筑群、危险建筑以及保护建筑等受降水影响的产生的沉降或者倾斜。尽最大能力的通过科学的计算相应的施工技术应用以减少降水对周边建筑沉降的影响,保障施工和周边建筑物的安全。
(三)以防水材料为主的地铁明挖车站防降水施工方法
目前,根据传统降水施工还发展出来一种地铁明挖车站防降水施工的新方法。此种方法是在基坑明挖的施工基础上利用类似于地下连续墙的施工技术使车站基坑周边形成防水层。在这项技术的基础上利用水下混凝土施工技术、防水材料等技术在车站四周构建防水墙结构,从而减少降水对明挖车站的施工影响。利用这项技术能够有效的减少传统降水施工工艺中的工作量和对周边建筑群、地下水资源的影响,实现高效、安全的地铁明挖车站施工的目标。但是,这类技术的应用存在一些问题并且目前为止还没有找到有效的解决方案。因此,防降水施工的技术在平时的应用中也会出现一些突发问题。为了避免这类问题的产长,保障地铁车站的明挖施工质量,在现代地铁明挖车站的房降水施工中还应该制定相应的应急预案。根据特定的地铁车站明挖防降水施工新方法、材料、技术以及其它一些可能出现的塌方的问题制定相应的应急方案,这样才能确保地铁明挖车站施工管理目标。
对地铁明挖车站的防降水施工安全监管的探讨