地下通道工程施工技术的案例分析与研究 ----九合职称论文
摘要:本文介绍了地下通道工程施工的技术难点和详细施工措施。并通过案例对其进行了分析与研究。 关键词:地下通道,施工技术 随着我国城市化快速发展,大城市的交通压力日益增大,大规模的城市地下交通建设势成必然,很多城市下面的通道建设也越来越多。这类工程建设往往规模大,施工环境恶劣,施工技术复杂。目前,桩基托换形式是我国托换技术应用的常见形式。桩基托换的核心技术在于新桩和旧桩荷载的转换,要求在转换过程中托换结构和新桩的变形限制在上部结构允许范围内。针对上述变形的控制,托换的机制可分为主动和被动托换。主动托换主要是在旧桩截桩之前,对新桩和托换结构加载,消除部分新桩和托换结构的变形,使得托换后桩和结构的变形限制在允许范围内。该技术应用于大轴力、结构物对变形要求严的情况。被动托换是在旧桩切除过程中,将荷载传递到新桩,托换后的桩和结构变形难以控制,该技术适用于小吨位和对结构变形控制不严的情况。其成功的实践为我国城市地下空间的发展,探索出了一条经济、快速、安全、优质、可靠的施工方法和管理模式。 1 案例分析 1.1 工程概括 某地下通道工程设计主通道长49.34m,梯道总长130.4m。工程平面设计设一个主通道,四个梯道。主通道净宽6m,净高2.5m,采用割园拱型断面;梯道净宽3.6m,净高2.5m,采用箱形断面。主通道纵坡为3.82%及3.72%,梯道坡度其中混行梯道坡度l:4、人行梯道1:2。主通道最大覆土厚约5.3m,最小覆土厚约4.3m,通道中部设水泵房,南侧2#梯道平段设配电房。 1.2 工程地质及水文地质状况 根据地质钻探资料,地层的野外特征自上而下描述为: (1)人工填土层:层厚2.1—4.5m,稍-中密; (2)埋藏植物层:由粘性土混少量植物根须组成,层厚0.5—0.6; (3)第四纪冲积层: ①淤泥质粉质粘土:场地分布南薄北厚,层厚1.1-4.4m; ②粉质粘土:分布于场地南侧,层厚1.4—1.5m; ③粗砂:该层在场址范围内均有分布,层厚4.8-8.3m; (4)第四纪残积层: 本工程竖井及梯道通过(1)、(2)、(3)层,主通道穿越地层为(3)层其中南口开挖为断面内拱部为淤泥粘土层和粉质粘土层,墙身和底板为粗砂层;北口开挖断面内为粗砂层。工程所在地区地下水属孔隙潜水类型,稍具承压。主要赋存于第四纪冲积粗砂层中,水量丰富。由大气降水补给,水位随季节变化,测量其稳定水位深度0—2.6m。 2 工程技术难点 (1)富水流动状淤泥、流砂地层固结堵水技术难度大。过去常用的是降水和大管棚注浆技术对周边环境影响较大,因此必须开发一种新的注浆工艺技术来解决。 (2)隧道防排水施工技术难度大:该地区地下水位高,水量丰富且地层透水性强,通道建成后将常年位于地下水位以下浸泡,必须有可靠的防水措施。 (3)监控量测及信息化施工技术难度大;该工程处在繁紧华市区,施工方法步骤较多,给监控量测造成很大困难。 3 施工方法及技术措施 为确保主通道开挖面稳定和施工安全,严格按照“预固结、管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则进行施工。施工过程中,进行全过程现场量测监控手段,合理安排施工工序。主通道施工以南侧为主攻,北侧为辅攻方向同时进行暗挖施工,开挖方法采用CRD工法。 3.1 竖井施工 竖井施工采用人工开挖,环向型钢+喷混凝土护壁,电动葫芦提升。开挖每循环进尺0.5m,遇淤泥层、流砂层时需及时注超细水泥—水玻璃双液浆加固,稳定地层后再向下挖。 3.2 主通道施工 (1)普通地段施工 其工艺流程为:施工准备→超前管棚→注浆加固→中洞各部开挖→防水层铺设→中洞底板、底梁→立柱→中洞中板→顶梁、中拱→超前管棚→注浆加固→边洞各部开挖→临时隔壁拆除→防水层铺设→边洞底板→边墙、中板→边拱→二次衬砌背后注浆。 (2)周边超前小导管超前支护施工 超前小导管沿隧道周边开挖外轮廓线上设置,环向间距@200mm,纵向搭接≮1.5m,外插角≯6°,方向与通道方向平行。施工采用风动凿岩机钻入,专用顶头顶人。注浆浆液采用水泥——水玻璃双液浆,浆液配合比W:C=1:1,水泥浆:水玻璃(38°Bc)=1:1。注浆孔口压力控制在0.2—0.5MPa,使淤泥层形成劈裂挤压效果,用定量注浆法和压力控制法拉制注浆量。 (3)土方开挖 土方采用人工手持风镐开挖,电动葫芦提升,每循环进尺为0.5m,上部开挖采用环形预留核心土开挖方法,下部一次开挖成形。 (4)初期支护施工 a、格棚钢拱架及临时仰拱施工 格棚拱架由加工厂预制,现场人工架设,纵向间距0.5m,过雨水渠段及给水管段为0.4m。拱架间设∮25加强筋加强拱部及角部受力,纵向连接采用∮25钢筋,环向间距lm,拱脚打2根锁脚∮42锚管,L=2.5m,临时仰拱采用I12型工字钢,以保证及时封闭。 b、挂网、喷混凝土施工 钢筋网采用∮8(网格15cmx15cm),人工铺设。喷射混凝土采用C25,厚0.3m,潮喷法施工,以减少粉尘及回弹。 c、回填注浆 当全断面封闭成环喷混凝土达到强度后,进行全断面回填注浆,浆液选用普通水泥浆加固地层,控制地表下沉,并可起一定的堵水作用。 (5)二次衬混凝土施工 a、拆除临时支护 拆除中隔墙及临时仰拱,结构受力状态发生变化,为了保证施工安全,控制下沉,通过量测手段确定每次拆除5—7m,分部分段进行,整个通道共分为10段拆除。并及时施作二次衬砌。 b、钢筋混凝土施工 二衬混凝土采用C30S8泵送混凝土,台车立模施工,施工流程为:底板钢筋绑扎→底板组合钢模灌注混凝土→边墙及顶板钢筋绑扎→边墙及顶板模板台车灌注。 3.3 殊地段开挖支护方法及技术措施 (1)竖井与通道交叉口(洞口)及水泵房与通道交叉口部位 为了确保交叉口地段受力结构在破除交叉口时,达到应力重新分布转换效果,在交叉口部位割断支撑前预先增设工字钢支撑,进行支撑替换,临时支撑在完全进洞后才拆除。 (2)过罗雨干渠段开挖方法及技术措施 过罗雨干渠段位于主通道中部,雨水渠断面为4× 1.7m,为浆砌片石结构,渠底基础距开挖拱顶为0.2m,该雨水渠目前使用期已达10年之久,为防止因常年使用后发生渗漏进入通道,保证雨水渠不受任何破坏,采用以下开挖方法及技术措施。 ①围截引排水措施 对罗雨干渠在通道中线上下游各10米进行临时围堰,密排钢管渡水分流,确保雨水渠渠底在通道跨度范围内无水。 ②全断面预注浆减压措施 在通过雨水渠的通道影响段,全断面预注浆孔位加密,减小注浆压力,确保注浆效果和渠底隆降。 ③加强超前支护和一次支护 超前支护在普通地段的基础上小导管加密至间距0.15m,同时加大注浆量,确保注浆效果。 格栅拱架在普通段的基础上格栅拱架加密至间距0.4m。 ④工序调整措施 采用左右洞室分别单独通过雨水渠,即左洞室上下部开挖支护超前右洞开挖支护10米,以保证通过雨水渠时作业面出现险情时及时处理。 ⑤加强施工监控量测,加大量测频率,以便及时调整开挖方法及支护参数,地表下沉及拱顶下沉每8小时上报一次,收敛量测每12小叫上报一次。 3.4 过DN1000给水管段开挖方法及技术措施 DNl000给水管原设计位于通道北侧竖井7.855m处,实际现场测定为10m处,其距开挖拱顶距为1.0m。为确保给水管安全,施工时采取以下措施: ①置换混凝土承接管。施工挖槽后发现并非混凝土承接管而为钢管结构,且管底测定标高为拱顶以上1.0m,因此该项工作未完全实施。 ②提高全断面注浆质量,超前文护效果及加强支护结构受力。方法与过雨水渠相同。 ③做好抢险准备及加强监控量测。 3.5 通道防水施工方法及其技术措施 根据该工程的水文地质、使用功能以及周边环境条件,确保结构防水按照“以堵为主,堵排结合,多道防线,层层设防,刚柔结构,综合防治”的方法。梯道采用外包防水层施工,施工缝设置止水条止水,伸缩缝设置橡胶止水带止水, 3.6 梯道施工 梯道施工除2#梯道8.25m暗挖外,其余均为明挖。四个梯道均穿过淤泥层和含水砂层,因此先进行超细水泥、水玻璃双液浆注浆固结,再进行分层分段开挖。南侧梯道采用环向型钢+∮8钢筋网+C20喷混凝土联合支护,北侧梯道则采用竖向型钢+∮8钢筋网+C20喷混凝土联合支护。 3.7 地下管线保护措施 (1)给水、电信、电力、污水等重要的地下管线,施工前根据资料现场调查落实,并登报公告有关单位进一步联系核准,必要时挖探确定其位置。 (2)根据管线的结构形式,和管线单位一起定出管线的允许沉降指标,并据此作为保护管线的依据。 (3)在管线的顶部地面及在有条件的管线内部设置观测点,随时监测管线的变化情况。 3.8 给排水工程
2008-3-27