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    2023年11月09日星期四
    動態播報
    地鐵隧道暗挖工程中的問題與防治措施
    2021年11月10日 15:10:00 來源:軌道科技網 訪問:

      軌道交通施工包括土木工程施工、隧道施工、爆破技術等施工含量高的危險因素,地下地鐵隧道施工往往是區域土壤結構不平衡、自然環境不穩定、地下水滲漏、由于這些因素的影響嚴重,在地鐵隧道工程的后期前期規劃和評估中需要引起足夠的重視。目前,地下開挖技術在地鐵隧道施工中得到廣泛應用。該技術的應用可以降低地鐵隧道施工的難度,提高施工效率,提高地鐵隧道施工質量。

        暗挖隧道施工方法分析


    01

      目前針對暗挖隧道的施工方法主要有盾構法和暗挖法。盾構法是一種較先進的機械方法,能夠在盾殼的保護下逐步前進進行隧道開挖。同時,盾構法施工的過程中需要嚴格的控制結構的變形,對襯砌結構需要實時的監測其各個方向的位移,根據位移的監測結果判斷是否需要采取二次注漿或者地面注漿加固等措施對地下結構進行加固。

      暗挖法對于地層結構的適應性較大,但是需要前期對地層結構的地質條件、環境條件等進行評估。同時采用暗挖法施工隧道時需要滿足:施工時地下無明顯積水;隧道的支撐面需要具備一定的穩定性能。表1為暗挖法開挖方式的對比。


    表1淺埋暗挖法開挖方法對比

         淺埋暗挖地鐵隧道施工技術方法


    02

     ?。?)臺階法

      臺階法是一種比較典型的隧道開挖方法,在當下城市地鐵隧道開挖中有著較為廣泛的應用。這種施工方法非常靈活,有著比較強的適用性,一般在采用其他開挖方法前,都會采用這種開挖方法作為“打底”。但在實際采用這種施工方法時,如果實際制作的臺階比較多,會對巖層帶來較大的擾動,因此要結合實際,做好臺階數量的控制。一般在上下臺階之間需要以掌子面穩定情況為依據,其間要做好核心土的預留工作,土壤高度需要控制在140~160cm,長度應控制在100~150cm,同時土的兩側到邊墻的距離應保持在80cm左右。在實際作業時,應遵循以下施工工序:首先是要設置超前支護,并先對上斷面進行開挖,在此基礎上,還需要做好支撐安裝和混凝土噴射處理。其次是進行下臺階開挖,做好初步支護,最終封閉形成環狀。然后是在隧道中做好防水施工,整個施工過程應分段進行,最后還需要進行二次襯砌混凝土的澆筑。

     ?。?)中隔壁CD法

      中隔壁CD法是一種淺埋暗挖地鐵隧道施工方法,將隧道分為兩個斷面,一般左右兩邊各一個,每側均需要先采用臺階法,從隧道頂部開始進行開挖,一直開挖到底部,后續再進行爆破作業,其間需要注意對臨時的中間隔離墻做好必要的保護。這一施工方法的工序如下:一是要采用超前小導管,向地層中注漿,做好地層加固處理,然后采用臺階法,做好左側導洞的開挖,在開挖完成后,需要進行初期支護,比如噴射混凝土,并對拱腳架設鎖腳錨管,然后繼續開挖左側導洞下臺階,一直挖到仰拱設計的標高,并做好臨時支護;二是進行右側導洞開挖,同樣采用臺階施工方法,后續也需要開挖到下臺階至設計標高,做好初次支護;三是在初次支護的背后進行注漿加固,并將之前設置的臨時支撐拆除掉,注意要分段拆除并做好防水層鋪設,仰拱需要做好回填施工;四是斷面的頂部與邊墻需要進行二次襯砌,并注重做好防水層施工,最后進行注漿加固,完成內部結構的施工。

     ?。?)拱蓋法

      拱蓋法經常應用于車站隧道暗挖工程中,在實際施工時,采用的導洞數量一般比較少,因此不會對圍巖帶來較大的擾動。這種施工方法易于進行初期支護,采用的臨時支護較少,降低了后續支護拆除量,更為重要的是,這種施工方法適合應用于大面積施工的場景,實際工作效率較高,但也有一定缺點。比如,如果兩側墻部位圍巖強度較大,實際進行爆破作業時,爆破控制有著非常大的難度。單拱蓋法是人們最常用的拱蓋法,下面著重介紹其操作步驟。

      一是采用超前小導管,做好注漿加固處理,做好主導洞兩側小導洞的開挖并進行初期支護,兩側小導洞之間的前后錯位應控制在5m以內。在主導洞的外側,做好砂漿錨桿支護,使得拱腳處圍巖得到有效加固,在后續兩側小導洞貫通后,可以將其視作冠梁。

      二是將主導洞分為兩個導洞,分左右兩側,采用臺階法完成開挖施工,做好第一層初期支護。在支護過程中,針對前面兩個小導洞空余部分,應采用素混凝土進行回填。然后進行第二層初期支護,分段拆除兩側小導洞的初期支護結構與中隔壁。

      三是在完成車站雙層支護后,應沿著地鐵站縱向,做好施工段劃分并進行巖體分層開發,側墻應打入砂漿錨桿進行加固,為保證加固效果,需要加設第一道應力錨索。與此同時,做好側墻初期支護施工,其間可以采用非鉆爆法進行開挖,確保冠梁下部的巖體有著良好的完整性。在開挖至洞底標高后,可以進行底板墊層的施工。

      四是鎖定最下方位置,將該位置的預應力錨索的鎖頭切掉,并進行底板防水施工,然后鎖定隧道中間位置,采用同樣方法將該位置的預應力錨索的鎖頭切掉,然后進行側墻二次襯砌施工,其間應完成站臺層立柱、梁板的施工,并做好防水施工。

      五是采用同樣方式,將最后一道預應力錨索頭切除,做好頂拱防水劑二次襯砌施工,完成車站內部其他結構的施工。

        暗挖技術施工風險分析


    03

     ?。?)橫截面過大

      某些地鐵隧道選址區間上方覆蓋的土層厚度可達到6~8m,地質土層類型也可能有3~4種,地鐵隧道暗挖的橫截面尺寸較大,因此大大提升了施工難度,而應用雙側壁導坑工藝技術可以降低其潛在的風險。

     ?。?)交叉管道過多


     許多地鐵路線區間會與城市地下管道相互交叉,例如燃氣管道、下水管道等。當地鐵隧道平行于其他管道時,應在施工開始前進行相應的風險預估,并做好安全生產指導意見與風險等級預案。特別是當暗挖隧道經過高壓燃氣管、雨水排放管、污水處理管等重要管道的區域范圍時,需及時加強安全管控,降低風險。

      地鐵隧道大斷面地下開挖由于受各種因素的制約,處置不當,會對其施工產生影響。采用先進的管棚支護保護技術、雙側壁引坑及地下開挖技術、拱內深孔及注漿回填技術,可有效完成地鐵隧道施工,保證施工質量。

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