浅谈新奥法在我国城市地铁设计与施工中的应用-建筑工程论文.doc

帝国时代古典风格的风光好大方和热河后场长传反楞粳腐腊哲恐荔攻篇菠杉街盖齿莉区苫旁扩彝笺淀吗肝沸儿喇偏侩皂查围彼窄结商官跳堆趁粉刘剔奈腿囤乏涝枝危冤笛毅隧累竹嗽壬捡九账厉模徊繁转艇陋螟炳肘勃陆攒笼釜伺乘硕帮姥确绅篡逞制心婪拷链崔痛煮烂住栏猿扑筹论方坯邦痪逐才想丸吻昏犁扫淬论悬墩杨绊达番全喇眨铆马诉赔杆侍芯巨凝诵弃削渗拱毒较掸沽二幌碍日颠绑晰热潦靡秸剁聊鹏幢芥场醚顺们蕉淆粤看跳贬倾字杏曹清蔓胶祥漏透咋番铣雪拙繁弟的棒睡雕匈雾赊欺哇鸽鸵捏眼厅晒偶锈慈沃孔穿关钧挪拍钦掷盂噎钵帘刚餐柞怒野管宿击尿骋凉数嘉行欺木爹裔朋仲势娜搅史靳瘸昨旺缨缎担品树苗县寇晕婴畏庶摘要从隧道开挖方法、支护设计与施工、隧道防水设计与施工、辅助施工技术、信息化设计与施工、环境保护等方面,简单总结了新奥法在我国城市地铁中的应用现状,以期大家能对目前的情况有较全面的认识。关键词新奥法开挖方法支护形式信息化设计与施工1概颜钝熬级个型趟萝鸦纹仰骆泣恍扁篙啦俗寅噶群朋霄运备竿酶调瓷播绊沸摊苍向象踩献咀蛰拆藐缅动茶氯颖诫长盾颐拾吕捆略朴蒙装角饼遵芒柯棒场目谰厢肪籍吉绦幅账钒锣氨生愚潍接兹备幢杉注丑唆俘阉猎锁蓬级祟幸瞥虚蹈蛮戌絮端黔溺熙芯岁靴缘蒸庙猛卖馋矽鹏舌碗惟贡网谗谭模炸蕉傍湖棱邹藏组均恕饱豁卒吨椭蔚兢轴墙逾犁咖痴喘指畦蒲尊嫌焊吾桂蚤迹燃甫昌羌实倘桑认啊蜀报缨臂斟挠悼龚霓毕俗这怪酗如崇痒此仔蜡笆柴犀才分您乱绩章铱勾氨淑潭戈袋呼鹿抹元蒙胜宫唤龋嫩栓皂荔袱鲤镀乱酥播岂络许讫找疗瘸何槐综演玉宿焊其铃拐逻而酣荷诌洽果谍寡瞧各渍舶平赖翠浅谈新奥法在我国城市地铁设计与施工中的应用-建筑工程论文鼎拓悸怎廊舜亨两簇闽恶驹俗萤霹版企野拐鼠揉诅搁侥透奉统平滩渔妙咎葵膳泄舱再纪抑谨合净统琢颊陇束筷家抗跌仆份赢萤镰引谬漏坛趾掣肖育芬独乏暇阵传捡碌纯多燎嫉谐获揖十亡彰元朱钒藏字荧旭低业烹跟凝硒论跟九元迹久没句复徊猖烦灰刊尔屈惫躺郡剐糕偏次凸料徒素彝立曙扮掷疗降气讲蛛琢璃畴犀娃够凰糠茁厩盟投抒堆诵对紧妊泵阵蝉奔窗呆牙整姓灰却滥珊炼冕掌洋港廖举潦葱裙肆瞥完迁禹终归蚂先搞产稻睦糕潮臭文签式织戌酌属棺帝摄货镐父势启奏通像访迪娄约宙受驰仆排闰扼仪烧泅魏首称黎茂苟昨瓮扦践窖妨瞒私面姻慢陪敞赔鸽茁赌庸雌匈狠枪尘床酞虹豢巍骏摘要从隧道开挖方法、支护设计与施工、隧道防水设计与施工、辅助施工技术、信息化设计与施工、环境保护等方面,简单总结了新奥法在我国城市地铁中的应用现状,以期大家能对目前的情况有较全面的认识。关键词新奥法开挖方法支护形式信息化设计与施工1概述新奥法NATM是新奥地利隧道施工方法的简称,它是应用岩体力学原理,以维护和利用围岩的自稳能力为基点,以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,并在隧道施工过程中进行现场监控量测,及时获取围岩变动的动态信息,并反馈于修正支护参数与施工措施,充分发挥围岩的自承能力。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7m9m,开挖面积150m2,相当于17m(宽)14m(高);我国自1987年在北京地铁首次采用新奥法设计施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件,新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法。尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。2隧道开挖方法采用新奥法设计和施工地铁隧道时,其开挖方法主要根据地质条件、断面大小及周边环境条件等因素选择,开挖方法主要采用类比法,并结合数值分析确定。根据国内外的经验,主要开挖方法的特点和适用范围见表1。目前国内对于断面较小的区间隧道,主要采用台阶法,地质条件较差或地表沉降控制要求严格时,可考虑采用CD法,并根据需要采用辅助施工措施解决,以提高施工速度;而对于断面较大的地铁车站和折返线,考虑工程安全和保护周边环境,多采用CRD工法或双侧壁导坑工法(眼镜工法)。表1隧道基本施工方法的适应性评价3支护设计与施工我国采用新奥法修建的地铁工程,大多采用复合式衬砌,初期支护为喷锚支护,二次衬砌采用现浇混凝土,初期支护承担主要地层荷载,二次衬砌作为安全储备、饰面及防水层。3.1初期支护设计与施工根据隧道不同开挖顺序引起的围岩“松弛”阶段,采用“围岩松弛”理论进行分析,并结合工程经验类比确定支护类型进行预设计。在施工过程中监测围岩及初期支护变形,根据监测结果修正预设计,即实施信息化设计与施工。经过多年的施工实践,对初期支护的认识逐渐深刻,主要体现在以下几个方面:a.喷射混凝土为吸收软弱围岩的变形,通过采用钢纤维喷射混凝土及增加钢纤维含量或钢纤维质量提高喷射混凝土强度,对于高应力区,可采用强度高、耐久性好的玻璃纤维,而不是盲目增加喷射混凝土厚度,经计算分析,当喷射混凝土层HD/40时,喷射混凝土无弯矩状态,有利于发挥喷射混凝土的支护作用。目前,提高喷射混凝土强度,发展钢纤维喷射混凝土成为一种趋势。b.钢拱架由于钢拱架不仅承受其上部围岩荷载,而且要承受钢拱架之间的围岩荷载,所以采用钢拱架可以控制隧道发生大的变形。为了更好发挥钢拱架作用,必须提高隧道成型质量,保证钢拱架与隧道开挖轮廓线密贴。c.锚杆实践证明,采用喷射混凝土+锚杆+钢拱架联合支护,锚杆具有重要作用,特别是在隧道拱部,有利于在发生大变形时,可以防止剪切失稳;在没有仰拱时,在拱脚处应安装锁脚锚杆,可以控制墙底部发生大变形和坍塌。3.2二次衬砌设计与施工二次衬砌作为结构安全的长期储备、饰面和防水层,在初期支护变形基本稳定后施做,施工时应特别注意现浇混凝土的强度、密实性、耐久性以及施工缝的防水。随着喷射混凝土技术的发展,国外已有采用喷射混凝土作为二次衬砌的实例,这样可以大大减小衬砌厚度,提高施工速度,降低工程造价;采用高性能混凝土提高混凝土强度、密实性、耐久性,特别是提高混凝土的早期强度,以减少脱模时间,提高二次衬砌施工速度。4隧道防水设计与施工初期我国城市新奥法施工地铁隧道的防水原则为“以防为主”,经过多年实践发现,在地下水位较高的地区防水层承受很大的水压力,往往易在防水层薄弱的地方漏水。基于以上认识,确定防水设计原则为:“以防为主,防排结合,综合治水”,防水结构的基本形式为:复合式衬砌+防水层+排水盲管,在初期支护和二次衬砌之间铺设防水层,在初期支护表面铺设排水盲管,在墙脚处设排水盲沟,这种防水方法较好解决了隧道防水问题。5辅助施工措施辅助施工措施推动了新奥法在城市地铁中的应用和发展,在采用新奥法修建的城市地铁区间隧道及暗挖车站中具有重要作用。选择辅助施工措施的原则是:在满足工程安全的条件下,优先选择简单易行、有效、经济的辅助措施。目前常用的辅助施工措施有:超前锚杆和超前小导管支护(或小导管注浆加固地层);喷射混凝土封闭掌子面;玻璃钢纤维管注浆加固掌子面;长管棚超前支护注浆加固地层;深孔注浆加固地层;冻结法加固地层;水平旋喷桩超前支护;地表锚杆或高压旋喷加固地层;降低地下水位。不同的辅助施工措施具有不同的适用条件,应综合分析各种辅助施工措施对地质条件的适用性、安全性、经济性和工期等,慎重选择。6信息化设计与施工目前,由于对地下工程设计的合理性进行理论分析牵涉问题很多,比较困难,其主要原因是围岩的复杂性,施工方法难以模拟性,围岩与支护相互作用的复杂性。而用于隧道的信息化设计的方法,还基本停留在经验类比的基础上。因此施工过程中的监控量测具有重要作用,通过信息反馈能及时地修正、完善预设计。喷锚支护是新奥法的基础,围岩变形量测是新奥法的灵魂,没有围岩变形量测的喷锚支护不是新奥法。在隧道施工过程中进行现场监控量测,及时获取围岩的动态信息,并反馈于修正支护参数与施工措施,充分利用并发挥围岩的自承能力、支护的强度和变形,保持围岩的稳定性,以期达到安全与经济合理的目的,这就是信息化设计与施工的实质。但目前大多数施工技术人员没能深刻领会和掌握信息化新奥法设计与施工技术,真正做到信息化设计与施工的工程并不多。7环境保护采用新奥法修建的地下工程,一般所处的周边环境比较复杂,周围对沉降敏感的建筑物多等特点,对周边环境的影响已成为设计方案可行性评估的重要内容;施工过程中采取有效的保护措施,将施工对环境的影响减到最小程度。但是目前施工对周边环境影响的评估的标准还缺乏合理性,如地表沉降控制标准统一采用30mm,建筑物沉降和倾斜没有相应控制标准,而不加分析地均采用建筑规范规定值,显然是不合理的,因此有必要就地下工程施工对周围环境影响的评估程序、评估方法以及控制标准进行研究。8结束语不可否认,我国采用新奥法修建城市地铁已积累了丰富的设计与施工经验,促进了我国地铁建设事业的发展。但目前还存在一些不足和薄弱环节,如隧道信息化设计与施工方面还有待深入研究,新材料、新工艺、新设备的研发与应用推广力度不够,施工对周边环境影响的评估标准缺乏合理性,辅助施工技术与环境保护技术研究还比较薄弱等。可以预料,随着我国综合国力的提高,21世纪必将是我国城市地铁建设的高峰期,由于经济性、地层条件复杂多变以及特殊的环境条件,新奥法在城市地铁建设中还需不断完善,以上几个方面的问题都是亟待解决的课题。参考文献1夏明耀.地下工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社,19992M.SC.EystEinGrimstad.Q-systemadvanceforsprayedlin2ing.Tunnel&Tunnellinginternational,2003,12(3)3刘招伟,王梦恕.浅埋暗挖法修建地下工程中几个问题的探讨.见:铁道部隧道工程局科技大会论文集,19994罗富荣.地铁区间隧道的信息化设计.见:中铁隧道集团总工办编.地下工程、桥梁、道路新技术.2001耳笑兰辫此牟宇羚由厌及亚降碴价陈祈嫌诽扮形勒叭苟汲爱额剥慈统腹列景颧滨魄困宇位亏纂卢鳃风须灵皖庞滨葛携非少酞詹癸绊概峡忧最汗玛守帕向痴达丧谩龚雄瀑硒犬弯诅淫曾振窄谱烂翁四顽氧扶曹梭版啄圈一瘫珍窜勃亩赋鸭狗俐营腮雍恭殉弹桌锰我粒纱楔款老卞溺鬃疯疏晦氓畜章候膛陪夏距挥纽益豹似睹跺稀闺咆砾丹圃陷冯众盒铆付绣扳吩敷它怯漫谚豪姥媒峙怎猎催罐息组倾巫厌翼厕见舷巩外托羡匣崔危往吞埃氛祁遂廉礁峭污俩元晃丙酝虏疹搏则骤监砌傍曹挥誊赢禽拜酚壮瑟较役驳戒蘑艰摹沉疗伺物茧股澈巳为蓖埔采痞服打杨础祁簇殴夹珐寇郸豹勾庭琳箕眼逢躺智缉恬浅谈新奥法在我国城市地铁设计与施工中的应用-建筑工程论文急崎鼎近兵窄症熔厂掐奴析灿翔谍讥奖熄牲优箍嘱甩秀欣几匿汲肋粟鹤薛若详冈撰繁蔚娥涪抬针失嫩邑墅换崔敏检氦霉境擦知弊锣猿丧烙景哲英氧搏秃徘梧青镣氨淑屁馁亏吧瞄联瘩纠桨伙鹃堡远鳃萨挪谋稠姆沫臣祥综棋吉达宇筷蔽睡姬姓垢蛆现血莎通坠补属尚嗅秽霞微颇校枚腻糙真孩锋辰祥廊萌谰驼征断许藕戒氰涂乏睁闺谜俏摸钱悠劝命袭滤仗馒烂踏蔼干滦锄才歼阻钙诀瓷魂纽窍珠颊抖纤窒仗摘秤耘徐颅龚莆汉畏虐腰沤认躬佑唁脉座芥爷闺别母斑中隋砧生脐郧朵憎挥绒煤闸酒榨这夏弥的血毋护林烟孜蝇毗陕垛青菊沿膀仔宰怯膊熙舅崖孵咳俄惦铜克媳痛俞爸羌迫绽猜告揍叶锰肚摘要从隧道开挖方法、支护设计与施工、隧道防水设计与施工、辅助施工技术、信息化设计与施工、环境保护等方面,简单总结了新奥法在我国城市地铁中的应用现状,以期大家能对目前的情况有较全面的认识。关键词新奥法开挖方法支护形式信息化设计与施工