关键词:地铁、施工方法、技术措施
中图分类号:U45文献标识码: A 文章编号:
地铁隧道施工是一项地下建筑施工工程。其最基础的施工要求就是要确保地上行人、周围岩土、水质、建筑物等的安全和交通道路的正常通行及城市环境的不被污染。所以选择科学高效的施工方法,并结合工程实际做好技术措施控制十分重要。
一、地铁隧道方法
目前,我国地铁隧道常用的施工方法主要有三种:明挖法、盖挖法和暗挖法。其中盖挖法又有盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法之分。暗挖法有钻爆法、盾构法、掘进机法、矿山法、顶管法和新奥法等。不同的施工方法均有各自的优缺点和施工适用范围,具体选用何种施工法要结合工程实际,分析不同方法施工特点来综合确定。
1.明挖法。明挖法是一种深基坑施工技术,是指直接敞口开挖基坑同时做好围护结构,在基坑内完成车站主体结构施工,最后再回填土方和恢复路面交通。该施工方法造价低、工期短、技术简单、安全可靠,常用于地形开阔、周围建筑少、交通允许中断等施工条件较好的地区。通常浅埋地铁车站和地铁区间隧道在场地条件允许的情况下,宜采用明挖法。而明挖法不足的地方就在于:需要改移降水和管线,且施工对周边环境和道路交通影响较大。因此施工选择要慎重,在无人、无交通、管线较少的场地,此法是首选。
2.盖挖法。盖挖法是指先施作基坑围护结构和架设临时路面,后在临时路面下方开挖土方,进行车站主体结构施工,最后再回填覆土及恢复路面。其中依据开挖和回填土方顺序的不同可具体分为顺作法、逆作法和半逆作法。该施工方法对周边环境和交通影响较小,通常适用于车站位于路中、且允许短时封道、并对城市环境保护要求较高的区域。不足之处在于:场地空间狭小、出土不利、大型机械施工不便且工程造价较高(比明挖法高20%左右)工期也较长。由此可见,对于那些埋深较浅、施工空间狭窄及地面交通不允许长期占道的情况下采用盖挖法要比明挖法得体。
3.暗挖法。暗挖法如同地下采矿一样,是指不挖开地面,全部在地下进行挖土和修筑衬砌结构的隧道施工方法。该法常用于地铁隧道穿越城市交通不允许中断地处,且不能采用明挖法或盖挖法时而用。它对不影响地面交通,也几乎不需要管线得改移,但与明挖或盖挖法相比,施工难度相对较大,工期较长,且造价也较高。然而对于那些经济较较发达的城市,地处繁华地段的区域隧道建设,交通中断片刻就会对经济带来一定负面影响,此时综合利弊只能采用暗挖法。又由于暗挖施工方法较多,具体选用何种方法要依实际而定,笔者总结实践经验发现矿山法和盾构法应用较广,可作为施工首选。
由上可知,不同的地铁隧道施工方法使用范围、及优缺点不尽相同。而城市地铁隧道工程的施工受城市道路交通、环境保护、水文地质、工程规模、施工机具、地面和地下障碍物、周围建筑物及工程造价等因素的影响。所以具体到工程实际,施工方法的选择应依据这些因素,并结合不同施工法的特点,进行全面的技术经济比较后再综合确定。通常城市地铁的兴建规模较大、距离较长,沿线遇到的情况多有不同,不同地段采用的施工方法也不尽相同。故实际中一条地铁隧道工程通常是多种施工方法的混合体。
二、地铁隧道工程施工技术
依据上述方法在确定了不同地段的施工方法并做好安全防护后,即可进入地铁隧道的施工阶段。由于地铁隧道工程是一项大规模的建设,各地段的施工情况不同,牵涉到的施工技术较多(诸如隧道超欠挖施工控制技术、保护隧道基底施工技术、喷射混凝土施工技术、突水突泥的预防及处理技术、隧道衬砌防渗漏抗裂技术、耐久性砼施工技术、隧道穿越断层破碎带施工技术等等),需要注意的控制措施也很多。而文章字数有限不能详细一一论述,那么笔者就结合自身经验积累,择其几点简要论述如下:
1隧道超欠挖施工技术措施
施工中控制超欠挖现象是确保地铁隧道质量的首要问题。超欠挖控制得当能够有效保证开挖轮廓的圆顺和平整,减轻应力集中,避免局部塌落,加快施工进度,同时还能为喷锚支护提供良好施工条件。常见的施工控制措施有:①重视控制测量的复合程序,加强施工控制测量,保证检验测量频率。②开挖轮廓线时要考虑施工误差,设计预留围岩变形和拱顶沉降等因素。在设计轮廓线外要适当加大尺寸,衬砌轮廓线按设计轮廓线径向加大5cm考虑。③因地质差引起隧道局部坍塌也是致使超欠挖的因素之一。所以在施工中要严格进行喷锚支护,及时保证支护稳定、质量可靠,并在软弱土体地段缩短循环进尺开挖。④运用科学的检测仪器,加强施工控制,减少超欠挖次数。如运用BJSD-2断面仪随时抽查超欠挖现象。若出现超欠挖现象要依据提供的实测断面图,详细分析原因所在,尽快采取措施解决。
2保护隧道基底的施工技术措施
隧道基地要具有足够的承载力,做好基地的防沉降工作至关重要。施工技术措施可按几点开展:保证基底底面无虚砟、积水及杂物等,控制基底完整无损,确保边墙底与基底顺接圆顺。确保基底开挖高程符合要求,保证每次开挖循环都用水准仪检测基底4到6点,并用激光自动断面仪测量周边轮廓断面,绘制断面图与设计断面核对。保证基底承载力符合要求,对土质基底采用动力触探、对石质基底采用现场目测鉴别法、由试验确定或设计给定击数标准等。仰拱混凝土或初期支护施工完毕后,用探地雷达对其检测,若发现随到基地有空洞等现象时,应及时采取基底注浆措施进行回填。
3喷射混凝土施工技术措施
喷射混凝土施工控制要从原料的养护入手,要将混凝土大堆料储放到储料棚内,避免露天堆放而使其淋雨或引起环境污染,及倒运材料时引起泥污染集料,而致使堵管或强度降低等现象的发生。施工中注意:喷射前先开风再送料,后开速凝剂阀门。确保混凝土搅拌程度以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为标准。施工中应尽量运用新鲜的水泥(存放时间较长的水泥或将过期的水泥会严重影响喷射混凝土的凝结时间),并严禁随意增加速凝剂或防水剂掺量等。确保喷嘴与受喷面的距离、角度和喷射顺序适宜,通常是喷嘴与受喷坡面距离宜控制在1到1.2米内;喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度放偏30°左右;喷射顺序应自下而上,料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状移动喷射。另外要注意:施工完毕后喷射混凝土应由专人进行喷水养护,以减少水化热引起开裂现象。若发现裂纹应及时进行观察和监测,确定开裂是否会继续发展,并找出解决措施。通常对不再继续发展裂纹的处理办法是在其附近加设土钉或加喷一层混凝土,以策安全。
4突水突泥的预防及处理技术措施
地铁隧道施工在易涌水地段常以堵为主,可用帷幕注浆法来封闭围岩,防止地下水涌出。对断层破碎带可采用小导管注浆对隧道四周和掌子面岩土进行固结堵水,要注意注浆加固范围应在遵循设计要求的基础上,加强初期支护防拱部及掌子面的承载力。对水量不大且含泥量不高的地段,可用以排为主,或先排后堵的施工技术措施(主要采用超前地质钻孔进行排水降压,在涌水量减小后,采用施工期间的疏导方法)。对注浆盲区或注浆后岩面渗漏水的处理宜用小导管法补注浆。
总之,地铁隧道施工针对各地段不同的建设情况,应结合工程实际和影响因素,选择最适宜的施工方法,并做好安全防护和施工技术控制措施,对施工中常见的或突发的工程现象,综合分析找出原因所在及时的解决,才能从施工角度和技术角度全面确保地铁隧道工程建设的工期和质量。
参考文献
1常瑞杰;地铁车站施工工法的优化选择[J];都市快轨交通;2010年02期
2汪春生;新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J];都市快轨交通;2010年01期
关键词:隧道工程;塌方;预防;措施
Abstract: in the geological bad location build tunnel, often encounter DongDing surrounding rock up, lateral sliding wait for a phenomenon, even happen serious accidents such as roof caving, these phenomena in construction, called landslides. Landslides threat, that life safety construction delay period, the more unstable surrounding rock. So in construction should prevent the occurrence, happened to collapse in a timely and accurate after treatment, reduce the harm of landslides.
Keywords: tunnel project; Landslides; Prevent; measures
中图分类号:U455 文献标识码:A文章编号:
一 塌方产生因素分析
塌方一般是由于地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起的。穿越断裂褶皱带,穿越严重分化的破碎带、堆积层等都容易产生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方。
(1) 地质因素。地质条件是造成塌方的基本因素。隧道工程属地下工程,地质情况千变万化,施工过程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。水利工程隧道施工受多变的地质条件影响,如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件,使施工难度大,安全性差;而且隧道开挖跨度大,防水要求高,加之受勘查水平及其他很多相关因素的制约,这些无疑加大了隧道的施工难度和塌方事故产生。
(2)设计因素。水利工程隧道施工设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等,这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明,从而设计的支护类型与实际要求不相适应,也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因,而且设计中的地质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。
(3)施工因素。施工是引起塌方的直接因素,由于对地质情况掌握不够,从而选择不合适的施工技术(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长、爆破方法选择的不恰当等),或选择了不合适的围岩情况的施工方法(如本应小断面开挖,结果采用了大断面开挖法,或应先拱后墙法,而采用了先墙后拱法等),并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方,甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。
二、塌方预防措施
对于塌方应以预防为主。防止塌方是保证安全施工和快速掘进的关键,因此施工人员必须从思想上引起足够重视,施工前根据设计提供的地质勘探资料,实施超前地质探报技术,制订切实可行的施工方案。施工过程中,随时观察和监测有无异常,仔细研究岩体和地下水变化规律,不断修正和完善原设计方案。
(1) 勤观测。在施工过程中,随时观察和量测现场工程地质及水文地质变化情况,研究变异规律,据以制订施工对策,在地质构造复杂地段,埋设YST型钢丝收敛计,及时预报岩体稳定情况。
(2) 短开挖。岩性不良地段,严格控制进尺,紧跟作业面一次支护快速衬砌,多打孔,少装药,放小炮,保证断面规整,为初期支护创造条件。
(3) 强支护。及时支护是消除塌方的重要手段,强支护是预防塌方的主要措施,施工中利用小导管注浆、长管棚、格栅拱等进行强支护。
在隧道的施工中,必须使用正确的施工工艺。目前的隧道施工一般采用的是新奥法施工,但在各个环节上,又各具特色。在遇到岩体破碎软弱时,其放炮药量必须严格控制,要尽可能的减少对围岩的扰动。开挖断面尽可能的小,超前支护必须强化,支护类型必须满足强大地压的需要。钢拱架支护除该锁脚描杆外,还要保证支架不下沉。同时要用挂网喷浆及模筑砼及时把开挖隧道的拱顶、拱墙予以封闭,借以增大支护承载力,保证隧道顺利向前掘进。
三 常见塌方的处理方案
隧道一旦发生塌方情况,施工单位应当按规定程序分级上报有关各方,并按塌方处理应急预案第一时间控制现场,快速撤离人员、机械设备,避免伤亡事故发生。现场监理应当积极参与塌方原因分析和调查,掌握详细情况,并督促施工单位保护好施工现场,防止事故扩大。塌方发生后,施工单位应积极组织业主、设计、监理、检测、专家组等各方到场,分析塌方原因,制定处理方案,监理方要对塌方前情况进行详细说明,并提出明确的处理意见,方案确定后应认真监督落实,加强监控。。塌方处理过程中,需要加强监控量测,掌握围岩变形特征,以不断改进处理方法和措施。
塌方大小是由塌方体规模及补给状况决定的。不同类型的塌方,要选择不同的处理方案,某些情况还需要几种方案综合处理。现对几种常见的塌方形式提出如下处理方法(见表1)。
表1塌方处理的主要方法
四结束语
Abstract: With the continuous development of China's economic construction level, the national road network construction is more and more perfect. Construction projects includes bridges and tunnels at the same time, and along with the improvement of the engineering quality requirements, the difficulty of bridge and tunnel construction is increasing. In the face of many difficulties of bridge and tunnel construction, China's road scientific research personnel after a lot of research and analysis, find out some corresponding measures to solve problems, which has improved the quality of the project, and achieved maximum economic benefits and social benefits. This paper makes a summary of the relevant content for reference.
关键词: 道路桥隧工程;施工难点;改进措施
Key words: road bridge and tunnel engineering;construction difficulties;improvement measures
中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)21-0007-02
0 引言
在我国经济发展飞速成长的时代背景下,拓展道路交通设施建设对于我国的经济发展具有重要作用。但是,在建设道路的同时会遇到各种各样的施工难点,如果不能妥善解决,则会严重影响我国道路建设的质量,严重的还会造成大量的经济损失。例如道路建设中的桥隧工程,目前还存在较大施工问题,为了能够全面提升我国道路建设质量,必须要对桥隧工程的施工难点展开讨论,并研究其改善措施。
1 道路桥隧工程施工特点
在进行道路桥隧工程施工的过程很是复杂,其中会出现较多的不可预见因素,特别是地质因素的不可预见性。在施工之前往往会对其内部情况进行相应的勘查,以做好应对措施。不过要想全面掌握其地质情况还是较为困难的,因为无法预见地下水、泥石流、围岩变化、溶洞以及瓦斯地层等不良的地质情况,这在一定程度上增加了隧道施工的难度。并且太多的不可预见因素也会给桥隧工程的施工带来较大的安全[患问题,在摸不清楚前方情况时,很可能由于施工不当而出现塌方事故等,这就给隧道工程施工安全埋下了隐患。
2 道路桥梁隧道工程施工中常见问题
2.1 铺装层脱落 在施工的过程中,导致铺装层脱落的原因有很多。部分施工员只注重外工程外观的质量,导致对铺装层施工质量的忽视,进而在进行铺装层施工时敷衍了事,最终导致铺装层出现脱落的情况。
2.2 钢筋锈蚀 在完工之后,钢筋由于锈蚀而破坏。造成这个现象的主要原因是缺乏对于钢筋的保护意识,没有给钢筋涂抹相应的防腐涂料,或者是在进行防护施工时操作不当。要及时对钢筋做好防护措施,但是由于储存,运输或者安装时存在碰撞等情况,导致其防护层被破坏,同样会造成钢筋的锈蚀。
2.3 安全风险 工程的相关工作人员缺乏安全保护意识,在施工时没有完全遵守施工规范,缺乏严格的管理措施,使其在施工时比较松散。动作人员不能意识到自己的松懈会给工程带来什么样的危害,由此类工作人员施工会给工程的安全质量带来较大隐患。
3 道路桥隧施工常见问题改进措施
3.1 采取有效措施避免发生铺装层脱落现象 施工人员必须对铺装层的厚度进行明确,尽量选择优质材料,防止铺装层发生断裂。对铺装层进行施工的过程中必须合理应用防水材料,从而有效避免路面渗水现象的发生,不但能够完善铺装层质量而且能够使铺床层的使用年限获得有效延长。除此之外,地理位置也会对铺装层的质量造成影响,在进行施工时必须根据地理位置进行处理,有效降低铺装层裂缝等问题的发生率。
3.2 采取有效的钢筋锈蚀防御措施 对钢筋进行科学有效的涂层能够有效避免钢筋锈蚀,完成涂层后还需要采取相应的保护措施,避免涂层在钢筋储存、运输以及应用过程中遭到破坏。应用电化学防可使钢筋产生充足数量的电子并使其稳定状态获得保持,也能够有效预防钢筋锈蚀。若钢筋已经出现锈蚀现象需要立即采取有效的修复措施,及时清除掉锈蚀部位的混凝土,采用喷砂法也能够取得理想的防腐效果。
3.3 确保原材料质量 在进行工程施工时,如果都不能保证原材料的质量,那么如何保证工程质量,可见确保原材料质量是工程质量的重要影响因素之一。施工企业要成立相关的材料质量管理部门,专门负责材料的购买,质量审核以及储存保管。在进行购买时要加大对材料的质量审核力度,严格调查供应商的信用度。在将材料运输到现场保管时,要对其尺寸和质量进行严查,并将审查合格的材料分类标号,分开储存,并认真进行报告单填写工作。在储存阶段,还要定期进行材料质量抽查,以确保其质量。
3.4 加大安全管理力度 工作人员的安全意识较差则会给工程的质量带来较大的影响,为了提高施工人员的施工安全意识,企业要对施工人员进行相关的培训,使员工具有足够的安全上意识,从而保证工程的质量。
3.5 确保勘查设计工作合理有序进行
在进行桥隧施工时,有时为了提高工程速度,而不按照规定的施工流程进行施工,则会给工程质量带来较大影响。如果要想提高施工速率,可以从降低施工意外事故的发生率入手。在展开施工之前,要对施工现场进行完整的勘查工作,尽量规划出合理的施工路线,有意避开复杂的地形路段,保证隧道的稳定性。如果施工路段地基的稳定性较差,则要采取相应的技术来进行加固。
3.6 对施工检验工作进行强化和完善 在一项工程任务完成之后,要成立相应的检查部门,对其质量进行全面的核查,而且在完工后的一段时间内不定期的进行核查。如果检查结果满足要求,向相关部门汇报检查结果,如果检查出现问题,则应及时解决,并且分析原因,及时排查是否还存在同样原因的隐藏问题。相关的监管部门要与施工同时进行工作,即监管员工的施工是否规范,全面控制现场的施工节奏。除此之外,还需要进行质量评定和抽检工作,使道路桥梁隧道工程的施工质量获得有效保证。
4 道路桥隧施工混凝土裂缝的成因以及改进措施
4.1 形成原因
4.1.1 原材料质量低劣导致混凝土出现裂缝 混凝土是一种混合物,其原材料包括水泥和骨料,以及一些外加剂与掺合料。假如在配置混凝土时,选用的一种或几种原材料质量低劣,未达到国家相关质量标准,那么最终使用的混凝土定型后就会出现裂缝现象。比如,骨料是混凝土中关系到成品混凝土强度大小的一种原材料。如果配置混凝土时,选用的是以质量未能达到国家标准的不合格的骨料作为配置的原材料之一的话,那么成品混凝土必将在强度上效果极差,甚至造成成品混凝土在搅拌时的含水量都会远远地超出预期。这样做的严重后果便是,将会使得成品混凝土在收缩性能上遭到很大的破坏,最终迫使道路桥梁或者隧道这些工程建设因混凝土的强度问题而在形式上出现裂缝现象。我们还应注意到的是,外加剂与掺合料也是成品混凝土的重要原材料的两个组成部分。当选择不同种类和不同档次的外加剂和掺合料时,要注意的是,坚决杜绝它们和搅拌水或者骨料产生化学反应的现象发生。否则,同样会造成道路桥梁隧道工程中的混凝土形成裂缝,进而给工程建设带来巨大的麻烦。
4.1.2 温度应力原因导致混凝土出现裂缝 浇筑后的混凝土,其结构内部会因为水化热的作用而造成本身温度随之升高,在20h混凝土的内部,其最低温度也可达到50摄氏度,最高温度甚至可高达80摄氏度。接下来,由于浇筑后的混凝土,其温度在结构的内部与外表面上差异过大便形成了温差裂缝。从桥梁结构的角度来讲,特别是那种大跨径桥梁,其温差裂缝问题最为明显。因此,导致混凝土的非结构受力裂缝得以产生的主要原因便是浇筑混凝土时的水化热造成的温度应力。所以若想要实现对混凝土的裂缝控制,其着眼点就是要从混凝土因温差收缩等原因所引起的非结构裂缝上加以着手切入。特别是大跨径桥梁,在进行大体积的混凝土工程时,要尤为注意温差裂缝。在这方面要做的具体工作包括,在承台与零号块的浇筑过程中必须要采取专门的进行温度控制的措施,在工程内部要设置有冷却用的降温水管与通风设施,确保混凝土的内外温差降到最小。
4.2 改进措施
4.2.1 严把原材料质量关和搅拌的科学关 要想从基础上防治混凝土出现裂缝的施工难题,我们最先应当要做的工作便是严把混凝土的原材料|量关。因为只有我们切实把好、把牢、把严混凝土的原材料准入的大门,才可以真正实现预算荷载的规范要求与保障标准。仅仅做到这样,还是远远不够的。混凝土在进行搅拌的时候,工作人员必须要认真遵照搅拌的正确顺序与科学配比,把好混凝土搅拌时的科学关。因为只有遵照原材料的科学配比标准,合理地进行对混凝土的搅拌工作,才能够使得最终的成品混凝土的质量可以达到国家的规范标准。尤其是在搅拌时对于加水量的控制工作要做到高度地重视。这是因为加水量对于混凝土在体积变形上的影响是很大的,适当的水量能够切实有效地提高混凝土的抗裂能力。
4.2.2 及时调节混凝土的内外温差,减少温差裂缝的产生 混凝土进行搅拌时,添加水量的多少一定要多加注意。这样便可以在混凝土制作的初期便降低其自身的内外温差。特别是在气温较高的天气条件下,进行工程建设时,一定要把混凝土的内外温度控制好。例如,如果在夏天进行工程建设的话,我们在进行混凝土的浇筑工作时,可以减少其浇筑的厚度。这样做的目的是可以更加有利于混凝土的良好散热。在必要的时候,我们可以及时地给混凝土的内部进行辅助降温的工作,通过增设降温装置等进一步地增强混凝土自身的抗裂能力。因为混凝土自身质量越好,它的抗裂能力就越高。因此,进行道路桥梁或者隧道的工程建设时,对于混凝土的堆放工作、搅拌工作、浇筑工作都不能掉以轻心。混凝土温度较高时,要及时采取加水等措施进行混凝土的降温工作;混凝土的温度过低时,要及时地做好混凝土表面的保温工作。只有我们能真正做到以上几点,便可有效地提高混凝土的抗裂能力,大大降低混凝土出现裂缝的风险。
5 结束语
道桥隧道工程的质量直接关系到我国人民的生产和生活,因此,在进行道桥隧道工程的施工过程中,只有保证了工程的质量,施工企业的经济效益才可以得以实现,同时人民群众的生活和生产可以顺利进行。所以,工程质量的提升是目前急需解决的一个问题。本文提出的一系列解决措施,都是对目前道桥隧道工程存在的问题的客观分析,同时提出的措施希望可以有效解决工程中存在的问题,强化工程质量。
参考文献:
[1]郭鲁.公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].交通建设与管理,2014(12).
[2]罗富强.道路桥梁隧道工程施工技术研究[J].科技资讯,2014(16).
关键词:城市隧道、交通建设、盾构工法
Abstract: with the rapid development of China's national economy and the acceleration of urbanization construction process, development of urban rail transit construction is also more and more quickly. In urban rail transit construction, in order to ease traffic congestion and covers an area of big problems, and tunnel project is becoming more and more common, so the city through a tunnel construction building the focus of attention. In order to make the rail traffic can with the fastest speed and form a network and the desired size effect, the pace of urban rail transit construction also accelerated. Along with the development of the city planning and construction, especially with the increase of the subway construction lines, traffic engineering construction need to face peripheral environment has become more and more complex, close range has been built through the building or through the obstacles more and more. Traffic construction engineering construction in the process of not only need to protect both buildings, it also ensures that project safety and the progress itself well, so, in view of the different case, take effective measures to deal with technology is very necessary. This paper is to some practical engineering examples, respectiely on through the tunnel, both through key cultural relic protection and construction problems of the bottom of the river to analysis.
Key words: the city tunnel, traffic construction and shield process
中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:
近几年,随着经济的发展,交通变得越来越拥挤,为了缓解交通的拥挤问题,地下交通工程建设越来越多,于是盾构施工技术逐渐成熟,在城市地下轨道交通工程建设中显示出其特有的优越性。但是,针对近距离通过已经存在的建筑物或者是穿越障碍物的施工,盾构施工技术还缺少一定的经验。近些年,我国的城市轨道交通建设得到了迅速的发展,但是,在周边环境越来越复杂、施工条件比较差的情况下,研究并制定相应的施工技术以及应对措施是非常必要的。
为了能够使城市轨道交通以最快的速度形成网络以达到预想中的规模效应,城市轨道交通建设的速度也在加速。随着初期阶段单条线的建成,后期线路的建设难度变得越来越大。与此同时,伴随着城市的规划建设,地铁建设工程沿线开发量的增加,城市轨道工程建设所需要面临的周边环境也变得复杂,穿越障碍物的情况越来越多。在工程施工中,不仅需要对已经存在的建筑物加以保护,还要保证工程自身的安全性以及进展的顺利,所以针对不同的情况采取有效的应对技术是十分必要的。接下来,本文就针对一些具体的工程实例对具体城市隧道穿越建筑物施工的技术措施做作分析介绍。
一、下穿既有隧道
(一)工程实例
某地铁工程先期建造成的隧道在该路段采用了明挖顺做法施工,围护的结构是SMW桩,主体结构在和地铁隧道相交路段采用的是钢筋混凝土框架结构,主体结构底板是900毫米厚的钢筋混凝土,垫层为200毫米厚的素混凝土。
(二) 风险分析
本工程隧道与盾构隧道间的最小净距为1.0米,隧道对盾构隧道影响的长度近28米,此种情况在国内的盾构施工中较少,其次,隧道施工的结束时间和地铁隧道穿越的时间仅相隔不到一个月,而且隧道还未稳定,施工过程中可能会对原有隧道造成破坏,带来运营的隐患,甚至可能会引起结构安全问题。
(三)应对技术
1、把隧道抗拔桩间的距离调大,避开盾构隧道,另外为了保证既有隧道的盾构隧道的受力要求以及抗浮要求,应加密在盾构隧道方向的抗拔桩。
2、由于盾构施工会不可避免的引起地面沉降,为保证隧道的安全,应将该段的底板加厚100毫米。
3、隧道底部的地质条件呈流塑性的粉质粘土与淤泥质粉质粘土,盾构隧道上半部分为淤泥质粉质粘土,而下半部分为粉质粘土,为减少地层损失,应通过盾构隧道进行全断面加固的处理。
4、在盾构机通过既有隧道之前,将隧道回填到地面的标准高度。
5、为了盾构机在通过既有隧道时,不形成太大的隆起与沉降,盾构土压的设定稍大于盾构正面土压。将土压力盒埋设在隧道底部,当盾构掘进时,对压力盒实时监测,用来指导盾构掘进的控制。
6、隧道的主体结构和抗拔桩形成门架式结构,在盾构机通过既有隧道时掘进速度不应太快,通常控制在30~40mm/min,使盾构机能够平稳的穿过该隧道。
7、由于盾构隧道断面经加固处理之后,使土体强度明显加强,掘进时加大了泡沫剂的使用量,来改良碴土的性能以及减少刀具的磨损。
8、严格控制盾构机的操作,以避免盾构机抬头。
9、加强盾构机和其配套设备的维护与保养,尽可能的避免非正常停机,力争做到连续并安全的通过既有隧道。
10、掘进时采取同步注浆的方式,及时填充管片和开挖面的间隙,并通过对注浆量以及注浆压力“双控”控制注浆效果,来减少地层的损失,从而降低地表的沉降,以避免既有开裂。
11、盾构机通过之后,根据测量数据对地层进行二次补强注浆,补强注浆压力(出口压力)应控制在0.03~0.05MPa。
12、施工过程中,要加强监控量测和信息反馈的监管,当盾构通过后,对既有隧道的跟踪测量直到既有隧道的沉降稳定为止。
二、 下穿重点文物保护地段
(一)工程情况
文物是国家的重要文化遗产,是重点保护的对象,所以在实际施工中如果要在重点文物保护段穿过的时候要特别注意,不能破坏环境以及建筑。
(二) 应对技术
1、在施工中,分段计算隧道开挖处土体压力,并结合文物本身的结构特点。当进入文物包换地段影响的范围时(盾构机到达前15米)逐渐加大土仓的压力,而出文物保护段影响范围时,逐渐降低土仓的压力,以避免由于盾构推力不均衡而引起较大的地表隆起与沉降。
2、掘进时要缓、稳,并尽量减少刀盘切削木桩基的时候对墙体的扰动。
3、施工过程中加强对量测的监控,利用同步注浆以及二次补压浆填充盾尾和管片间的缝隙,以减少地层的损失。
4、在盾构通过之后的一段时间内继续监测,并进行二次补充注浆,注浆按“量少次多”原则,持续到监测显示城墙稳定为止。
三、下穿河底施工
(一)应对技术
1、提高盾构掘进的控制水平,并及时调整土仓压力,以确保土压平衡,保证开挖面土体的稳定。
2、在发生突水情况和涌砂时应及时关闭螺旋机,把水堵在盾构外,同时向土仓中加入膨润土或者泡沫剂,使碴土有较好的流塑性,一方面达到堵水的作用,另一方面有利于对碴土的排放。
3、由于岩土的分界线起伏偏大,地层不均匀,所以掘进过程中应控制掘进的速度,并严格操作各分区推进油缸,严防盾构掘进方向出现较大的偏离。
4、拼装管片时,防止盾构机后退,确保正面土体的稳定。
5、利用同步注浆填充环形间隙,使管片衬砌更早支承地层,有效的控制地层沉陷。
6、在盾构掘进过程中,不断的对盾尾密封钢丝刷注入油脂,避免破坏盾尾密封。盾尾发生渗漏的现象时应采取用初凝时间较短(30s以内)的水泥-水玻璃浆液进行注浆的措施,压浆范围在盾尾5~10米,主要针对渗漏部位集中进行压注盾尾油脂,并利用双快水泥、木楔和棉纱等堵塞材料进行封堵。
7、掘进过程中要做好出碴量的记录,保证出碴量和掘进速度一致,避免出碴量远远超于掘进量而引起的“冒顶”事故。
结束语:盾构施工在穿越已有建筑物或者其它障碍物的时候,在施工之前首先要进行调查,充分的了解工程边界的具体条件,这样才能做好准确的风险性分析;其次,要做好监控测量工作,监控测量是工程施工的重要环节,因为沉降以及变形监测具有一定的滞后性,所以,对于一些特别重要的建筑物,例如:保护要求较高、距离近等,要采用钢筋应力计等监测手段;最后要作好设备检查保养工作,在穿越障碍物之前对盾构机作一次检查保养,保证盾构机使用过程中设备能够正常运转。
参考文献:
1、李瑞英,城市隧道穿越建筑物施工的技术措施,安全,2011年12期;
关键词:暗挖隧道;质量;缺陷;整改
中图分类号: U45文献标识码: A
引言
伴随我国国民经济的快速发展,对交通运输的要求也在不断提高,在近些年一些重要的基础设施建设中,不管是铁道工程还是公路工程,为了可以避开不良地质条件或者是为了避开村镇及其为少占耕地、林地,隧道方案被越来越多的采用。隧道方案的应用不但使线路长度减少了,而且还使线路标准、运行速度得以提高,更使运营期间的养护、维修工作量大大减少,保证了运营安全、畅通。然而,在享受隧道交通便利性的同时,还应对其施工质量及其施工安全问题加以重视。
隧道施工的特点按照施工机械的不同,常用的隧道施工方法可分为矿山法、盾构法和顶管法。无论是何种方法,隧道工程施工都具备隐蔽性大,未知因素多、作业空间有限、工作面狭窄、施工工序干扰大、施工过程作业的程序性强、不能随意变动、施工作业的综合性强、在同一工作环境条件下进行多工种的在同一施工平面作业、施工过程的地质状态是变化的特点。围岩的物理力学性质也是变化的。施工过程是动态的;作业环境恶劣;作业风险性大;隧道工程施工用电有照明用电和施工用电之分,不能使用同一种电压。
二、质量问题及缺陷定义分析
对于质量问题和质量缺陷,当前法律法规还没有统一和明确的定义与分级指标,房屋和市政、铁路、交通建设主管部门规定都不够详细。质量问题和缺陷及其质量事故之间常常存在互相替换的现象。理清质量问题与质量缺陷的具体含义,对于隧道质量问题及缺陷整改意义重大。
(一)质量问题
通常指的是工程质量不满足要求,需要整改、返修、加固或报废处理。住建部《关于做好房屋建筑和市政基础设施工程质量事故报告和调查处理工作的通知》中对质量事故分级作了确切规定,然而并没有对质量问题定义和分类。交通运输部《公路工程质量事故等级划分和报告制度》中规定“公路工程质量问题指的是质量较差、直接导致经济损失(包括修复费用)在20 。铁道部《铁路建设工程质量事故调查处理规定》中铁路工程质量问题指的是“经济损失100 。
从上述分析可以看出,现阶段公路、铁路对质量问题的规定主要指的是没有达到质量事故级别的问题。首先,在日常的管理过程中,工程质量问题在广义上又理解为质量缺陷、质量通病、质量事故,容易和该定义的实质出现混淆;其次,这一定义包含的对于质量问题的整改处理程序太过复杂,与按照质量事故处理较为接近,没有实际的指导意义。
文章中所说的质量问题指的是为施工过程中且实体没有形成前,实现的活动以及过程本身,不能够符合明确和隐含需要,一定要整改、返修、加固或报废处理,然而并没有达到质量事故级别的隐患和问题。
(二)质量缺陷
工程质量缺陷指的是因为人为的或自然的因素,导致出现了影响建筑物外观、承载力、实用性、耐久性和整体稳定性的各种缺陷的总称。《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)对质量缺陷的定义为“建筑工程施工质量中不满足规定要求的检验项或检验点,按照其程度其包括严重缺陷和一般缺陷”。一般缺陷指的是“对结构构件的受力性能或安装使用性能没有决定性影响的缺陷”。严重缺陷指的是“对结构构件的受力性能或安装使用性能有着决定性影响的缺陷”。而公路、铁路相关验收标准中,都没有将“质量缺陷”的概念引入,对于质量缺陷的整改处理也没有相应的规定。
文章中所说的质量缺陷主要是施工过程中工程形成后,不符合明确和隐含要求,一定要返修、加固或者报废处理,然而并不满足质量事故级别的不足总称。
三、隧道施工过程中存在的典型质量问题整改措施
(一)隧道施工易存在的典型质量问题
第一,限界受侵。隧道工程在施工过程中,有时候会遇到松软地层,当地压较大的情况下,围岩的会出现很大的变形,要是施工方法不当护着支护形式欠妥,支护不及时,则容易出现塌方。还有一种是在衬砌混凝土浇筑的时候,模板强度、刚度不足导致走模,也会造成限界受侵。
第二,通风照明不良。在运营中隧道有害气体浓度超限,洞内昏暗,威胁行车安全,主要因为设计不当,器材质量不合格和运营管理不当。
第三,隧道渗漏。隧道施工同于其他地下工程,在施工期间和建成后,一直被地下水影响,建成后的隧道处于地下水的包围之中。地下水压力如果较大,防水工程的质量不好,地下水会通过渗入隧道内部,对行车安全以至衬砌结构稳定性造成严重威胁。
第四,衬砌开裂。作用在隧道衬砌结构上的压力与隧道围岩的性质,地应力的大小及施工方法等相关,被资金和技术条件约束,在设计前有的因素是很难确定的,所以隧道衬砌结构在设计时具有盲目性,使得结构强度不够与围岩压力不协调,导致衬砌结构开裂破坏,而大多数工程中出现的衬砌开裂更多是因为施工管理不当导致的,或者由于衬砌厚度不够,或者由于混凝土强度不够,因此,加强工程的施工管理,提高隧道混凝土衬砌质量是十分必要的。
第五,衬砌结构同围岩结合不密实。施工时岩石隧道光面爆破效果不佳,通过钢筋网作为初期支护的喷射混凝土层背后设置石块代替混凝土充实空间,使得围岩与初期支护不密实,在二次衬砌施工的时候,因为泵送混凝土压力不足,流动性不好,拱顶混凝土很难饱满,导致模筑混凝土厚度不足,从而产生大空洞。
防水施工过程。初支没有补平就铺设水板。未保护好防水板。没有居中埋设纵向中埋式止水带,二衬端部环向中埋式止水带与纵向中埋式止水带没有很好的进行连接。环向止水带没有居中,防水板搭接缝与二衬环向施工缝错开距离小于1m。
二衬施工过程。纵向水平施工缝浮浆、没有彻底清除杂物。边墙二衬钢筋预埋偏位,钢筋套筒连接接头处于“同一连接区段”;钢筋保护层垫块数量不足4 块/m2且无强度检测报告;二衬钢筋排距不满足设计要求;二衬边墙钢筋违规采用焊接。(二)隧道施工过程中工程质量问题产生的原因 对于上文阐述的隧道工程施工时可能遭遇的质量问题进行分析,主要可能由下列原因造成。 1、施工中采用的预报方法与掌子面前方的地质状况的要求不相符。我国隧道建设现阶段发展迅速,隧道的长度和深埋也越来越大。施工的时候要是不能对掌子面前方的环境充分的进行了解,则会造成隧道在施工时存在严重的盲目性,施工时就会遭遇无法预料的塌方、突水与突泥等地质灾害,使隧道质量问题发生的概率大大增加。隧道施工质量没有保证。 2、开挖的方法和水平有限,是导致隧道施工质量又一严重问题。因为大多数开挖使用的方法是钻爆法,在进行开挖时很多隧道施工单位为了赶工期,使装药量和开挖的进尺增加,而施工单位自身水平有限,导致了超挖欠挖现象出现。 3、隧道工程开挖后就需要及时的支护,一定要与设计要求的范围相符,这对于减小荷载十分有利,然而隧道施工现阶段多采用锚喷支护,使用的沙和水泥的质量不够好,导致混凝土强度不够,每一项指标都不符合工程要求。 4、隧道施工时的大部分单位都是自行对二次衬砌模板台车进行设计的,这些设计却反严格的设计标准和依据。因此模板台车就会固定不牢,施工放样粗糙等问题,导致衬砌侵限、隧道偏位过大、施工缝错台等问题。 (三)隧道质量问题整改措施
1、针对施工场地的地质条件,在隧道的设计阶段就要实施全方位的勘测,准确细致的了解岩层结构和地下水的具体情况,对隧道的建设方案实施动态设计,即要按照隧道工程的实际进度情况对原先的设计方案适时修改,从而保证工程进度及其质量。施工如果盲目根据设计图纸进行,如果有开挖地的实际与设计不符问题出现,不但会使工期延误,还会带来经济上的损失。所以,可以适当的对之前的同类工程加以参考,依据隧道施工地域的地质、水文等条件及其相关工程资料类比,为隧道的设计者提供参考。从而能提前对设计方案与施工地域的实际情况存在差异的地方进行修改,从而正确的引导隧道的施工建设。
选择科学、合理的施工方法。目前常用的施工方法需要注意:①盖挖逆筑法,在软弱土质地层中,地下水稳定在基底高程低于05m的地层条件较为适用,不然还要配备降水施工。②喷锚暗挖法,该方法一直处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程。③明挖法,明挖法施工隧道的工艺较为简单、受力明确,操作简单,不过还是要做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护及其基坑安全稳定等工作。
3、作好初期支护。采用喷锚支护是将围岩和支护作为一个体系,承载的主体是围岩,加固和稳定围岩的手段是支护。锚喷支护因为有着及时、柔性、粘贴、密封特性,同时也是锚喷支护的作用原理构成的基本要素,使得围岩内二向应力状态转变成三向应力状态。所以,一定要对初期支护予以足够的重视,并且应确保锚杆的方位、喷射混凝土厚度。
四、隧道质量缺陷整改程序
1、质量缺陷范围的核实。
2、质量缺陷分级。
3、设计处理方案的编制和论证;
4、整改处理实施方案的编制和审批;
5、整改处理过程实施;
6、质量缺陷和整改资料归档。
结语
隧道施工质量控制是一个动态的质量管理,其最先要解决的关键性问题就是隧道的质量管理工作,只有将隧道施工质量管理工作最好,才能不断提高隧道施工的质量。
参考文献:
关键词:隧道;施工;灾害
1 隧道施工地质灾害的特点
交通运输工程作为国家基础设施建设的重要构成部分之一,这类工程的建设非常受重视。隧道作为一种交通运输工程,其的施工质量也会影响交通运输业的发展速度,进而影响到国家基础设施建设的速度。在隧道施工过程中,地质灾害是对隧道施工质量造成影响的一个重要因素,而引发隧道施工出现地质灾害的特点主要包括下述三个方面:第一,隧道施工缺乏科学的规划,存在盲目施工现象,是导致隧道施工出现地质灾害的一个根本原因,会对隧道施工的质量造成较大的影响。第二,在隧道施工过程中,隧道施工地质灾害与自然地质灾害相比,前者的影响力更大、危害性也更高,对隧道施工造成的影响与自然地质灾害相比也更为严重。第三,从灾害防治上来看,隧道施工地质灾害与自然地质灾害相比,前者能够被预防和治理,但后者的预防效果不理想。基于此,在隧道施工过程中,为防治因多方面的因素而引发的地质灾害,施工单位应制定全面的地质灾害防治措施,利用相应的防治措施对隧道施工可能引发的地质灾害进行防治,以此保证隧道施工的质量,并提高隧道施工的安全性。为实现这一目标,针对隧道工程的施工,施工单位应重视并做好隧道施工地区的地质勘察工作,针对隧道施工可能引发的地质灾害,应制定多种防治方案,对隧道施工可能出现的重大地质灾害的防治工程的可行性进行深入研究,采用科学、适宜的施工方法,按照科学的施工流程,完成隧道施工工作,并对隧道施工的各个环节进行严格监测,以此保障隧道施工的安全性,避免因地质灾害的发生而影响到隧道施工的质量,从而确保隧道施工的质量能够达到安全使用的标准。
2 隧道施工地质灾害的类型
2.1塌方问题
隧道施工的作业环境主要是在地下,在施工过程中,施工地区地质结构发生变化是影响隧道施工的一个重要因素,不仅会影响到隧道施工的安全性,也会对隧道施工的质量造成影响。在隧道施工过程中,地质结构的不稳定,会导致岩层薄体区域出现褶曲,在这种情况下,若是在该区域进行穿岩作业,很容易导致施工地区的地面出现不均匀沉降,严重情况下还有可能引发塌方问题,并对隧道施工人员的人身安全造成威胁。在隧道施工过程中,如果隧道施工涉及到在岩层破碎地带或断层地带的施工,则在上述地带进行施工的时候,该地区的地质结构会因岩体内地应力的释放而变得松散、不稳定,再加上地质结构所承受压力的逐渐变大,很容易导致在隧道开挖作业过程中出现塌方问题,以至于影响到隧道施工的安全性和施工质量。一般情况下,在隧道施工涌水区域,塌方现象最常发生,而这不仅会提高隧道施工出现安全事故的几率,也会对隧道施工的质量造成不利影响。
2.2涌水问题
在隧道施工过程中,涌水是隧道施工比较常见的一种地质灾害,也是发生几率最高的地质灾害问题,并且对隧道施工造成的影响也比较大。在隧道施工中,隧道施工区域的地质结构发生变化或隧道在开凿作业时被破坏等因素,是导致隧道施工出现涌水灾害的主要因素。在上述因素的影响和作用下,会导致地下水通过隧道涌出地面,而这不仅会对隧道施工的速度造成影响,也会影响到隧道施工的质量。从涌水灾害的表现形式来看,在隧道施工过程中,岩层破碎地带存在裂缝会引发严重的渗漏现象,并导致岩溶裂缝水与管道水涌出,进而对隧道施工造成较为严重的影响。
3隧道施工地质灾害的防治措施
3.1塌方灾害的防治
若隧道塌方事故出现,施工人员应在第一时间撤离施工现场。负责人员及时调查塌方的原因,并制定合理有效的应急处置方案。
1)处理塌方应先加固未塌地段,防止继续发展。对于开洞高度较低,延伸长度较短的隧道项目,首先应对洞体两端进行加固处理,采取锚喷联合支护对侧面和顶部岩层结构进行加固,稳固岩层支架后清理残渣,拆除临时支架。对于开洞高度高,而塌渣数量较大的隧道项目,塌渣全部封堵洞口时应及时采取支护,并探测塌穴的位置和规模,采取注浆加固方法封堵渣体,待结构稳定后再按照先上后下的顺序清理渣体,尽快完成洞体的衬砌。当隧道施工地质结构不良,导致塌方出现冒顶时,应在陷周围及时打设地表锚杆,并采取钢架支撑等进行加固。当洞口塌方延伸到地表层,应采取暗洞明作的策略,避免塌方进一步扩大。
2)在处理塌方事故时应加强对地下水的防排工作。引截地下水防止对塌方区域造成侵蚀,避免出现二次塌方。
a.岩层地表下沉或出现裂缝,应采用不透水土壤夯实结构,并防止地下水渗入塌方区域。
b.塌方体存在地下水活动时,应及时引流地下水。
c.塌方通顶时,塌方区域回调高度要高于地表,并用不透水黏土封堵回填口,四周开发排水通道,用防水布遮盖陷。
3)塌方出现后必须增加检测强度,增加监测点数,根据实时监测数据调整施工方案。
4)根据塌方地段规模和地质特点加强衬砌。塌方规模较小,可以用干砌片石及时封堵塌穴,如果塌方区域较大,则必须在回填一定量干砌片石后,用钢支撑加固周围岩层。对于特大塌方事故,应开展专项应急处置方案。
3.2涌水灾害的防治
涌水地段是施工过程经常要处理的问题。断层地带经常会造成涌水,洞顶岩层厚度太小,裂隙扩张,降雨时水分渗漏也会造成涌水。我们一般采用的方法是超前钻孔排水、超前小导管预注浆堵水和辅助坑道排水。超前对于围岩堵水处理,要根据地质和水文条件做好方案再施工。围浆注浆堵水是灌注浆液至围岩区富水区域,封堵地层渗水裂隙,减少围岩渗水。注浆液通常包括水泥浆液、水泥-水玻璃浆液以及化学浆液,注浆时候通过从地表钻孔或者径向、超前向方式进行。各浆液的材料特点也有差异,水泥浆液优点是结石强度高,配置容易,材料丰富,成本低廉,缺点是颗粒粗,易沉淀,不稳定。。可以通过改变水泥和水玻璃的配合比,调节扩散范围。化学浆粘度低,凝胶时间可控制,稳定性好,抗渗性强,结石率高,但是有点毒性。岩石裂缝、浆液粘度、凝结的时间、注浆的速度和压力等等,会影响浆液扩散半径。扩散半径与压浆压力和压入时间成正比,与浆液粘度成反比。注浆过程还要注意涌水压力,裂缝大小和粗糙度及浆液性质和浓度对注浆的压力大小的影响。修建隧道的时候,要注意减少地下水渗流带的泥沙,因为
这些会使得围岩粘聚力下降,加大衬砌的风险,同时,大量的泥沙会堵塞排水管道,造成隧道渗流。采用围岩注浆好处是能够封堵渗水通道,形成隔水保护效果,固化的浆液使得围岩力学性质改善,减轻隧道结果外水压力。此外的涌水集中大范围的地方,可采用开缝的摩擦锚杆排水后喷锚。也可以使用排水管和汇水孔后,喷射混凝土进行防水。
4 结语
隧道施工中出现地质灾害是影响隧道施工质量和效率的主要因素,也是制约交通运输行业发展的重要因素。基于此,针对隧道施工过程中较常出现的塌方、涌水等地质灾害,施工单位可采用适宜的防治措施对其进行处理,以此保证隧道施工的顺利实施,据此提升隧道施工的质量,进而为安全使用隧道奠定基础。
参考文献:
[1]张彦.长大隧道施工地质灾害及其控制技术[D].昆明理工大学,2005.
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