关于城市浅埋暗挖法施工质量控制要点的分析

最新【精品】范文 参考文献 专业论文关于城市浅埋暗挖法施工质量控制要点的分析关于城市浅埋暗挖法施工质量控制要点的分析 摘要：浅埋暗挖法在城市地下工程施工中，与其他方法相比具有显著的优越性。本文介绍了浅埋暗挖法的应用范围和特点，结合工程实例探讨了浅埋暗挖法施工质量控制要点。 关键词：城市浅埋暗挖范围特点质量控制要点 中图分类号： TV523 文献标识码： A 文章编号： 浅埋暗挖法是在第四纪软弱地层中修建隧道的方法，遵循“新奥法”的大部分原理，按照“十八字”方针（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工。其基本原理是通过对地层的适当的加固和处理，合理调动围岩的自承能力，采用短进尺开挖，施作初期支护结构及时封闭成环，使围岩和初期支护结构形成联合支护体系以共同承担施工阶段荷载，待变形基本稳定以后再行施作二次衬砌。初期支护承担全部基本设计荷载，二次衬砌作为安全储备，由初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。 一、浅埋暗挖法的应用范围和特点 1、浅埋暗挖法的应用范围 浅埋暗挖法适用于：第一，在软弱围岩及浅埋地层中修建城市地下铁道、山岭隧道洞口段及其他浅埋的结构物；第二、在不能明挖施工的软弱无胶结的砂或土质、卵石等第四纪地层， 修建覆跨比大于0.2的浅埋地下洞室；第三、高水位的地层， 但必须采取堵水或降水、排水等辅助施工措施。尤其对于地面建筑物密集、结构埋深浅、地下管线密布、交通运输繁忙并且对地面沉降要求严格的城市地下工程， 如修建地下铁道、地下停车场、埋置热力与电力管线， 这项技术更适用。 2、浅埋暗挖法的特点 浅埋暗挖法严格来说是矿山法的一种， 是适合中国地质条件的、独特的施工方法。与其他地下工程施工方法相比具有自身的特点： （1）可适应各种地质水文条件的地层； （2）适应各种结构断面形式（如单线、双线、多线及车站等）和变化断面（如过渡段、多层断面等）； （3）采取分步开挖和必要的辅助施工的方法，如地层加固、注浆、隔离、支撑代换、降水等。从工程条件出发，还必须熟悉在不同条件下的马头门开挖，断面变化（诸如扩大爬高转弯等）开挖，由明挖进入暗挖的破桩，分部开挖完成后自下而上的二次衬砌前的“托梁换柱”以实现“力的转换”以确保安全等诸多关键技术， 可以很好地控制地表沉降； （4）从整体效益出发， 浅埋暗挖法是比较经济合理的施工方法；（5）浅埋暗挖法也存在缺点， 如喷射混凝土时粉尘较多、劳动强度大、机械化程度低以及高水位地层结构防水比较困难等。 二、工程实例 1、工程概述 某地铁二号线地下通道包括 4 条人行地下通道、2 条汽车坡道、2 条地下通廊。通道横穿广场环路，分布于主体结构基坑四周，为地下通道群。结构均为矩形框架结构，暗挖段最长达到 64 m，覆土厚度最小达到 1.3 m，最大为 8 m。摆在面前的困难有四点：一是地质条件复杂。通道暗挖部分处于层杂填土及层粉质黏土中，稳定性差，稍有不慎就会引起塌方。二是工期紧张。由于管线拆迁原因，施工场地不能一次全部移交，需要根据拆迁进展分期移交，根据该地区地下空间综合配套工程总体工期要求，工期压力非常大。三是施工难度大。地下通道单体多，暗挖段平顶直墙结构与直墙拱结构交错结合，且拱形截面尺寸变化多。四是施工场地狭小，环境复杂。周边为省政府办公场所，沿线房屋密集，钢筋模板加工场、砂石材料堆场现场布设非常困难。沿线有给水、排水、电力、通信、天燃气等 10 余条管线，需要在施工中加强保护，使得施工的难度增加。因此，通道的防坍塌控制沉降及其上方现有管线的安全防护是本工程的重点。 2、浅埋暗挖法施工中工程质量控制要点 （一）通道开挖及初期支护 （1）台阶长度 根据第四纪永定河冲洪积扇的地质条件，应以短台阶最为适宜，即台阶长度为11.5倍洞径，以区间隧道为例。例：6m的跨度，台阶长度以69m为好。下半断面开挖，也就初支封闭成环了。但倘若是极端的不良地质条件，收敛值大时建议在上半断面台阶上设临时仰拱提前封闭，临时仰拱需与格栅钢架作有效连接。 （2）超前小导管注浆 掌子面前方地层因“松动效应”，尚未开挖便已出现沉降并逐渐反应到地表，通过进行超前小导管注浆，不仅能对掌子面前方土体进行加固，而且对已开挖段上方土体能起到很好支撑作用，是防止塌方的主要手段。 小导管的长度、打设角度及注浆孔距都有严格的要求，应根据地层及周边环境合理选择相关参数。 小导管长度计算 L=（nL。+1）/cos 式中 L 导管长度 L。 格栅间距(m) n一次注浆开挖的循环次数（一般情况n=1） 小导管仰角，一般为1015 该公式长度能确保前次注浆导管伸入未开挖地段1m，从而前后导管重叠形成管棚，注浆其他事宜参照DBJ01962004.（注浆施工技术规程）。 （3）在开挖施工时，不得超循环进尺开挖，以保证施工安全。严禁超挖或欠挖，确保初期支护混凝土厚度满足要求，加强控制开挖轮廓线的尺寸、中线、高程和内净空，防止二次衬砌施工前，大面积的清理净空。 （4）格栅钢架的焊接及安装质量直接决定了初期支护的受力条件及形位尺寸；格栅焊缝高度应满足要求，严禁点焊、漏焊，主筋与连接板的焊接质量更是格栅焊接质量控制的“关键环节”；一般来说，地下施工作业空间都十分有限，格栅钢架螺栓拧紧不易，一榀格栅若干个松动的节点会给工程留下无穷隐患。首先初支结构会沿着节点处留下一道纵向裂缝并伴随着力的变化不断扩大，这是十分可怕的。因此，施工现场需用与格栅主筋等直径的钢筋竖向按规范进行梆焊，这是一项不可或缺的工序。 （5）喷射混凝土前，需对上一环混凝土交界面进行彻底清理。施工过程中，作业人员经常忽略本项工序，造成混凝土不连续，对初期支护整体结构受力不利；同时，初支混凝土交界面也是较为薄弱的环节，在实际施工过程中，也是初支渗水的集中部位。 （6）纵向连接筋 纵向连接筋沿隧道方向，将每榀格栅连成一个整体，与格栅钢架一起组成了初期支护的“主骨架”，并与初支混凝土共同承受着隧道上部及周边的荷载。纵向连接筋一般采用单面焊接，搭接长度不小于10d，施工中应注意连接筋焊接质量及排列。 （7）锁脚锚管 初支上半断面完成到开挖下断面期间，沉降发展最快，控制好这段时间的沉降至关重要。 在上半断面初支施作时，在拱脚处增加斜向45，长2.5m的锁脚锚管，打入土层后注浆，在下部土体开挖时，由于锁脚锚管的作用，上半拱沉降大大缩小。在上下重叠导洞，上导洞底脚做锁脚管也十分有益。但是在实际工程中，上台阶作业通道空间有限，要控制好打设角度及打入长度十分困难。 锁脚锚管技术不仅在隧道施工中应用，在隧道竖井施工中增加侧壁锁脚锚管，对控制竖井井筒下沉也十分有效。 （8）加强喷射混凝土的质量控制，严格控制喷射混凝土的配合比及厚度；喷射混凝土按照先仰拱再拱墙，先底部再上部的原则进行。开挖完成后按照“十八字”原则及时初喷封闭，对超挖部分在拱架上增设钢筋网片，喷射混凝土回填，严禁回填砂袋。格栅钢架间的混凝土喷射作业中要特别掌握好喷射方向和喷射点对准钢筋的空间，尽量减少因受钢筋阻挡而形成的空洞，增强初期支护喷射混凝土层的密实度，提高其防水性能。混凝土喷射完成后，及时清理仰拱处的回弹料，严禁二次使用回弹料。 （9）浅埋暗挖法施工要求无水作业，但在实际工程中，由于地层原因或降水井因征地拆迁无法施作等诸多因素，经常无法保证隧道无水作业环境。因此，仰拱部位容易造成积水、泥泞，所以在喷射混凝土前必须采取有效措施，将积水疏干、淤泥清净，方能进行混凝土喷射。防止因仰拱基础不实，而导致沉降过大。 （10）初支施作完成后，初支背后与土层有时不够密贴，或开挖到初支完成这段时间内土体有扰动、沉降，如不及时处理，这部分影响很快会反映到地面，造成地表沉降的增加。回填注浆应按照注浆施工技术要求布点和选择注浆参数，通过控制注浆压力或注浆量准确掌握注浆效果。应该强调的是初支背后注浆必须及时和反复进行,即在上部开挖35m后紧跟其后反复进行，每日需进行地表及拱顶沉降监测，通过分析数据变化及时指导现场施工。 （二）二次衬砌防水钢筋混凝土 （1）浅埋暗挖法施工的地下通道工程均采用防水混凝土、全封闭防水板、背后注浆等综合防水措施。在综合防水措施中，以混凝土自防水为主，要求混凝土的抗渗参数应比设计要求提高 0.2 MPa，这从材质及混凝土配合比上容易满足。但在施工工艺上却存在困难，首先是通道内施工条件恶劣，现浇筑混凝土采用混凝土运输车运输，输送泵输送，要求混凝土的坍落度高达 20 cm，使得混凝土容易发生干缩裂纹；其次是施工缝、变形缝处为二次衬砌的薄弱环节，最容易漏水；再次是混凝土震捣困难，难以到达完全密实的条件。 （2）采用高性能混凝土、掺加高效减水剂、选择高压力混凝土输送泵、最大限度地降低混凝土坍落度至 16 cm 以下，是防止二次衬砌混凝土裂纹的首要技术措施。此外，引用附着式振捣器，也可提高混凝土的密实度，防止混凝土渗水。 （3）施工缝的处理除凿毛外，还加设了遇水膨胀止水条。止水条的敷设工艺要求高，粘贴基面必须平整，固定必须牢靠，应有一层砂浆层来封填止水条周围的凹槽和空隙。实际上这些要求均难以达到，特别是水平施工缝及环向施工缝在浇筑混凝土前铺一厚约 5 cm 的砂浆层不易操作，加之砂浆层的收缩较大，致使施工缝处往往成为渗水的主要部位。因此，必须加强对施工缝的处理及止水条的施工质量控制。 （4）防水板的敷设质量重点在于纵横交点处、补疤等不能使用热合机的地方。对此，一方面要求不断开发粘结补贴的新材料、新工艺；另一方面还要求加强施工控制和进行逐一检查，对粘贴不牢靠处必须返工。目前所用防水板强度低、延展性差、易刺破，应积极研究解决。 （5）由于透水管是软管，必须按一定的坡度安装平顺，以使其能起到顺畅排水的作用。 （6）二次衬砌背后注浆是防水的最后一道防线，主要注水泥浆或水泥砂浆。注浆孔一般按设计要求预留，也应在集中漏水点、施工缝处加钻注浆孔，钻注浆孔时严禁穿透防水板。拱顶注浆管需设逆止网，防止浆液倒流。注浆压力控制在 0.2 MPa，以免压力过大损坏衬砌混凝土。 （7）以上综合防水措施实施后，对于仍然存在的渗漏水，还必须反复实施补充充填注浆或化学注浆等措施，最终达到设计防水标准后才能验收移交。 （三）监测监控要求 通道埋深浅，施工对周围扰动大，特别是地表沉降对地表路面行车以及道路两侧管线影响很大。为了减少施工影响，施工中必须进行施工监测工作，信息化施工。同时，监测信息能及时了解土体稳定情况、支护结构变形情况，及时修正施工参数及支护参数，切实保证施工安全。 监测监控应有具体的方案，明确监测的指标、频率和报警值。施工监测的主要指标是地表沉降、拱顶下沉、净空收敛、支护结构变形、支护内力等。监测工作应严格按照规范要求布设监测断面，按要求的频率进行日常监测工作，对监测信息及时分析整理，指导施工。开始施工前在现场预备至少一台注浆机和备足相应的注浆材料，以应对突发的涌水、流砂和坍塌等险情。 总之，浅埋暗挖法是一种独特的施工技术， 其发展适合城市地铁的施工发展趋势。随着新型建筑材料