淺埋暗挖法在石家莊的優(yōu)越性

1、<p>　　淺埋暗挖法在石家莊的優(yōu)越性</p><p>　　摘要：本文基于石家莊城市地鐵交通1號(hào)線工程沿線的實(shí)際地質(zhì)情況，將淺埋暗挖法有效在石家莊地鐵中應(yīng)用進(jìn)行全面的分析。重點(diǎn)闡述了淺埋暗挖法設(shè)計(jì)方案，并提出人力與機(jī)械化相結(jié)合的淺埋暗挖法在石家莊地鐵項(xiàng)目中的優(yōu)勢。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：施工 淺埋暗挖法 石家莊地鐵 </p><p><b&g

2、t;　　0 引言 </b></p><p>　　區(qū)間隧道的施工方法會(huì)直接影響地鐵項(xiàng)目確定結(jié)構(gòu)形式也影響到地鐵土建部分的造價(jià)。石家莊市內(nèi)地鐵沿線地層具有非常明顯的二元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。同時(shí)，石家莊地下水處于超采狀態(tài)，地下漏斗現(xiàn)象突出，導(dǎo)致地下水位很低。在進(jìn)行地鐵設(shè)計(jì)和施工過程中，基本不用考慮地下水的問題。結(jié)合上述分析，以下針對無水砂層中淺埋暗挖法施工設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)闡述。 </p><p>

3、;　　1 地鐵淺埋暗挖法的適應(yīng)性 </p><p>　　選擇地鐵區(qū)間隧道施工方法時(shí)，會(huì)受到很多條件的影響，例如：沿線的工程、地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件、線路平面設(shè)置、開挖寬度以及隧道埋置深度等眾多因素。此外，地鐵施工還會(huì)受到項(xiàng)目工期、地面上的交通、城市居民生活、造價(jià)、工程的難易程度、地下空間的開發(fā)利用甚至運(yùn)營效果等方面的直接影響。在實(shí)際工作中，確定施工方法，需要做到統(tǒng)籌兼顧和因地制宜，針對實(shí)際項(xiàng)目選擇經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，

4、技術(shù)可靠使用，水平較為先進(jìn)的施工方法。結(jié)合石家莊地鐵施工項(xiàng)目情況，針對淺埋暗挖法在實(shí)際中的應(yīng)用，進(jìn)行系統(tǒng)的分析。 </p><p>　　1.1 地鐵淺埋暗挖法具有很強(qiáng)的靈活性 地下水的深度直接影響到地鐵淺埋暗挖工法的使用。地下水的深淺會(huì)增加工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)直接影響到地鐵項(xiàng)目的工程造價(jià)。實(shí)際勘測數(shù)據(jù)表明，石家莊相應(yīng)的施工區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)地下水。因此，進(jìn)行石家莊地鐵區(qū)間隧道設(shè)計(jì)時(shí)，我們不用過多考慮地下水方面的影響。實(shí)

5、際施工中，我們加大了相應(yīng)的地質(zhì)預(yù)報(bào)密度。當(dāng)發(fā)生部分地段存水層時(shí)，充分做好了提前降水的準(zhǔn)備工作。地鐵項(xiàng)目施工中淺埋暗挖法有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性，因此，此方法在上述地段施工時(shí)可操作性就非常強(qiáng)。砂土的自穩(wěn)性相對比較差，在這種地段施工前必須提前做好支護(hù)工作。開挖前的超前支護(hù)工作，要能有效保證涉及到的各個(gè)施工步驟能夠有機(jī)地銜接，有效避免因失穩(wěn)出現(xiàn)塌方事故。 </p><p>　　1.2 指導(dǎo)原則 石家莊地鐵工程進(jìn)行淺埋暗挖

6、法施工時(shí)，嚴(yán)格遵守了管超前、短開挖、嚴(yán)注漿、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測的基本施工原則。施工過程中，我們通過仔細(xì)注漿，并采取了及時(shí)有效的超前支護(hù)，切實(shí)有效地控制了地面沉降幅度。 </p><p>　　1.3 工程造價(jià)方面 我國現(xiàn)在的機(jī)械化水平相對落后，工業(yè)化水平與發(fā)達(dá)國家相比還比較低。在實(shí)際地鐵項(xiàng)目施工中的機(jī)電一體化水平都與發(fā)達(dá)國家有較大的差距。地鐵施工中使用的盾構(gòu)機(jī)械仍以國外購買為主，當(dāng)前的施工企業(yè)依然以勞動(dòng)密集型的

7、施工方法為主。因此，根據(jù)我國現(xiàn)有國情，我國采用盾構(gòu)法造價(jià)相對與淺埋暗挖法還是很高的。對于石家莊地下水短缺的基本情況，淺埋暗挖法基本上可以做到每天進(jìn)尺四個(gè)循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)月的平均進(jìn)尺在50米～80米范圍內(nèi)。如遇到工期緊張的情況，我們可以采用豎井方式。 </p><p>　　1.4 淺埋暗挖法的結(jié)論 ①淺埋暗挖法在施工進(jìn)度上較盾構(gòu)法要慢很多，我們可通過增設(shè)臨時(shí)的施工豎井?dāng)?shù)量，在條件允許的情況下，增設(shè)多個(gè)工作面，有效地

8、縮短施工工期。②石家莊地區(qū)沒有地下水的影響，采用淺埋暗挖法較盾構(gòu)法更具經(jīng)濟(jì)性，特別是較短的區(qū)間所具有的優(yōu)勢更為明顯。③由于城市地鐵的區(qū)間主要貫通與市政道路下方，由于市政道路下有各種各樣的管線，而且分布密集。所以，進(jìn)行地鐵施工引起的地表沉降，極有可能產(chǎn)生管線破裂的情況，其后果不可設(shè)想。如果我們采用淺埋暗挖法，可以借助洞內(nèi)的各種輔助措施保證隧道上方地面建筑物的安全，這樣對地面交通的影響也會(huì)降到很低。但是盾構(gòu)法施工過程中，相應(yīng)的輔助措施只可以

9、在地表進(jìn)行，這種施工在場地上會(huì)有很大的限制。④嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，能有效保證隧道變形與施工安全有很強(qiáng)的可控性。前面已經(jīng)提到，在石家莊這種地下水缺乏并且砂層夾卵石地層條件，我們采用淺埋暗挖法具有明顯的優(yōu)勢。在實(shí)際施工中，不能以點(diǎn)帶面地去選擇施工方法，需要針對具體工程進(jìn)行工法上的比較，找出合理的施工方法。 </p><p>　　2 淺埋暗挖法設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　淺埋暗挖法又被稱為礦山

10、法。該方法產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代，礦山法典型的特點(diǎn)是：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測。并且該方法靈活多變、不干擾地面交通、不需很多專用設(shè)備，對附近居民生活影響較小。從而得到很好地推廣，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。該工法在使用范圍上較為適用粘性土、砂、砂卵石類地質(zhì)。這種施工方法的重要原理是：充分利用開挖過程中土層短期內(nèi)的自穩(wěn)特性，有效地將鋼拱架和噴射混凝土兩者有機(jī)結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式作為初期支護(hù)。之后，盡快進(jìn)行模筑混凝土的二次襯砌。 &l

11、t;/p><p>　　2.1 開挖的方法 在實(shí)際施工過程中，如果開挖斷面寬度超過10米的時(shí)候，最好采用CRD或者CD工法。如果開挖斷面寬度小于10米時(shí)，通常采用正臺(tái)階法。在施工過程中遇到特殊情況時(shí)，建議采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法。我們在進(jìn)行石家莊地鐵區(qū)間隧道的開挖時(shí)，其斷面寬度為7米左右，我們就采用上下臺(tái)階法。第一臺(tái)階長度為2.5米，保證兩個(gè)臺(tái)階的分界線在格柵連接處。開挖過程中，首先開挖上臺(tái)階的土方，并及時(shí)進(jìn)行噴射混凝土進(jìn)行支

12、護(hù)工作。開挖下臺(tái)階的土方時(shí)，也進(jìn)行相應(yīng)地支護(hù)，這樣形成環(huán)形封閉支護(hù)。 </p><p>　　2.2 支護(hù)的主要方式 采用淺埋暗挖法進(jìn)行的地下工程，初期支護(hù)要有足夠地強(qiáng)度和剛度這樣能有效保證二次襯砌的安全施工，還能有效保證地面沉降地控制，使其沉降幅度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。初期支護(hù)要保證施工中的承載符合，它可以有效地承受主要荷載。初期支護(hù)要與二次襯砌相結(jié)合有效地承擔(dān)永久性的荷載。噴射混凝土，超前小導(dǎo)管，鋼拱架，鎖腳錨桿，鋼筋

13、網(wǎng)片，連接筋等組成了初期支護(hù)。結(jié)構(gòu)計(jì)算確定相應(yīng)的初期支護(hù)的參數(shù)。二次襯砌施工中主要依據(jù)結(jié)構(gòu)形式，受力情況及抗震等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定混凝土的實(shí)際厚度和混凝土的含筋率。隧道的主體結(jié)構(gòu)通常采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)主要是錨噴。同時(shí)，所進(jìn)行的初期襯砌和二次襯砌之間需設(shè)置相應(yīng)的防水保護(hù)層。全部隧道在初期要求進(jìn)行封閉地支護(hù)。此外，二次襯砌需要設(shè)置仰拱。邊墻和仰拱要使用圓順形式進(jìn)行交接。注漿前，應(yīng)對工作面噴射5cm厚混凝土，這樣能保證掌面穩(wěn)定、防止?jié){

14、液的泄露。 　　2.3 小導(dǎo)管的超前支護(hù) 根據(jù)石家莊地區(qū)的地下水特征：勘察中沒有上層滯水。但是，不排除局部存在滯水的可能性。例如：大氣降水、管道滲漏等都有可能造成滯水的產(chǎn)生。石家莊1號(hào)線的勘察結(jié)果表明，地鐵施工地段的地下水位埋深較深，</p><p>　　2.3.1 小導(dǎo)管在施工中遇到的問題。第一，施工過程中，采用超前導(dǎo)管鉆孔具有很多的缺點(diǎn)。如：不易成孔，打入難度較大，直接影響了施工進(jìn)度，打入導(dǎo)管時(shí)易造成拱頂土

15、體坍塌，無法正常進(jìn)行導(dǎo)管注漿。第二，采用超前小導(dǎo)管的成孔會(huì)大大增加施工難度。直接影響到施工的速度，還會(huì)對地層產(chǎn)生較大的擾動(dòng)。第三，導(dǎo)管打入效果很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。地層部分很難注漿成拱。 </p><p>　　2.3.2 雙排的小導(dǎo)管。最近幾年在施工實(shí)踐中，研究出這種雙排超前注漿小導(dǎo)管控制技術(shù)。根據(jù)地層與環(huán)境條件，這種雙排小導(dǎo)管第一排的角度控制在7°～10°之間；第二排控制在30°～60

16、°之間；環(huán)向的間距控制在0.3米～0.4米之間。之后，進(jìn)行小導(dǎo)管注漿，注漿土體達(dá)強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行土體開挖。第一排小導(dǎo)管加固后，形成第二層緩沖部分，這樣能減緩或者避免地層破壞后產(chǎn)生沉降。 </p><p>　　2.3.3注漿的參數(shù)設(shè)計(jì)。在石家莊地鐵工程項(xiàng)目中，結(jié)合行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，選用改性水玻璃漿液。這種漿液的優(yōu)點(diǎn)是：滲透性好、擴(kuò)散均勻、固結(jié)效果明顯等等。通常，注漿的初壓為：0.1MPa，終壓為：0.2MPa～

17、0.3MPa，而且要保證注漿壓力控制在0.3MPa之內(nèi)。計(jì)算時(shí)，按地層吸漿量加以計(jì)算，對于未能達(dá)到定量漿液，且孔口壓力達(dá)到0.5MPa時(shí)，需立即結(jié)束。 </p><p><b>　　3 結(jié)語 </b></p><p>　　由于淺埋暗挖法對環(huán)境保護(hù)、城市交通等方面產(chǎn)生的負(fù)面影響小，并且具有很強(qiáng)的靈活性。在少水甚至無水地層，不存在礦山法施工中的各類隱患，從防排水角度上也具

18、有非常明顯的經(jīng)濟(jì)性。綜上所述，在我國勞動(dòng)力較為低廉且相對豐富的前提下，通過人力與機(jī)械化有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)施的淺埋暗挖法，在石家莊地鐵施工中仍有難以比擬的優(yōu)勢。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]趙衍發(fā).淺埋暗挖法下穿既有地鐵車站的風(fēng)險(xiǎn)控制[D].北京交通大學(xué)，2013. </p><p>　　[2]徐成