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简述(CRD)交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用

2013-06-25刘正伟梁富帅

中国信息化·学术版 2013年3期

刘正伟 梁富帅

【摘 要】经过长时间的探索研究,地铁车站类的隧道施工设计目前已经出现了诸多的设计理论和工法,这些理论汇集了“工程师”的智慧。为了更好的促进工程建设的发展,论文对(CRD)交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用进行了研究分析。

【关键词】交叉中隔墙法 浅埋暗挖 车站施工

【中图分类号】U455.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)03-0220-01

一、前言

随着我国经济体制改革不断被深化,经济发展实现了巨大的飞跃,这也在很大的程度上促进了地下车站施工技术的发展。目前,关于浅埋暗挖的施工方法在国内可谓是百花争艳,这些当中最有代表性的施工方法,交叉中隔墙法(简称CRD)采取“化整为零”的工法在目前是使用较为广泛的方法之一。在地下车站施工地段,先对地下隧道进行开挖一部分,然后采用中隔壁和横隔板进行施工,接着对最先开挖剩余的部分隧道再进行开挖,延长中隔壁,最后对剩余部分进行施工的方法。这种方法与明挖法和盖筑发相比,具有明显的优势,可以最大限度减少出现大量拆迁、改建工作而导致的成本增加,而且对周边造成的粉尘污染和噪声污染非常小,对于建造地下车站,一般选址会在城市的中心,路面上的交通不宜长时间的封闭中断,并且周边的建筑物较为密集,拆迁改建的方法行不通。因此,考虑到种种情况,(CRD)交叉中隔墙法无疑是最好的选择。

二、(CRD)交叉中隔墙法的工法特点及工艺原理

(一)工法特点

(CRD)交叉中隔墙法简而言之就是大跨度、软弱围岩隧道分部开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法中的一种。它的施工层次一般来说会分上下3层,对地下车站隧道的上部和中层进行开挖,并做好支护工作,紧接着进行横竖中隔壁的施工,这里需要注意的是,需要等到喷射的混凝土强度达到设计强度等级的70%之后,才能对另外一边的上层、中层进行开挖和支护,并设置横中隔壁。最后对车站隧道底部进行开挖,相应的做好初期支护和中隔壁。等到所有的开挖工作结束时,将里面所有的中隔壁进行拆除,做好仰拱、拱墙衬砌和填充的施工工作,这样一来(CRD)交叉中隔墙法法将其开挖部分形成了环形封闭支护体系。从客观的角度来分析(CRD)交叉中隔墙法有优点也有其缺点,优点就是在处理地面沉降和土体水平位移上是非常有效的,但与此同时却在拆除中隔壁的时候,会伴随许多安全隐患,并且它的工序非常多,施工的速度也非常的慢。

(二)工艺原理

(CRD)交叉中隔壁法的工艺原理,就是在地铁车站开挖的部分设置竖横中隔壁,将其中的断面进行分块,以此来提高开挖跨度和降低开挖高度的效果。并在施工的过程中,重视监控测量,根据最后的数据结果来指导支护施工。

三、结合工程实例分析交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用

上海某地铁车站站位于城市商务中心交叉口处,东西走向约171m、宽度约为47m、地铁两侧、中间洞宽分别为11m和15m。结构型式为单跨三洞地下局部双层分离岛式车站台车站,通过通道将三洞连接起来。整个车站设计了两个风道、位于车站主体的东西两侧,结构形式相同均为单跨双层拱形结构。车站风道的覆土厚度约为7m、全长约105m。车站均采用复合式衬砌结构。

该地铁车站所处的地形较为平坦、地势起伏小,地质成分主要由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂、等材质组成,并存在第四纪松散岩类型的孔隙水,含水丰富。

(一)施工过程中存在的难点分析

在该地铁车站工程施工中,需要注意的是土质成分,主要由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂等材质组成,一旦降雨没有完全清除干净,容易渗漏下来,并且在进行开挖后,极其容易发生塌方。因此,在施工前期必须要及时清除剩余雨水,同时做好预防措施。另外,由于地处城市商务中心交叉口,地面的交通线路多,地铁车站上方布满密密麻麻的雨污水管,漏水现象比较严重,给今后的施工带来了极大安全隐患。因此,必须要在施工的过程中,对初支护结构实时进行监测,出现问题及时进行控制,以此保证道路的畅通和管线的安全。

(二)施工的重点分析与研究

1、土体预加固

在进行土方开挖的过程中,对土体进行预加固是非常重要的,在(CRD)交叉中隔壁法中,一般我们会利用超前小导管注浆方法对土体预加固,将每两榀施作一环,注浆后方可进行开挖。除此之外,还需要注意的是在一些比较特殊的部位,如污水管较为密集的地方,为了确保施工安全,应该采取以使用大管棚注浆超前加固方法,来针对施工过程中地表沉降的问题进行控制,有效地控制了施工过程中地表的沉降,保证了施工安全。

2、监控测量

针对于此类地铁车站施工的工程,监控测量是浅埋暗挖CRD工法施工当中非常关键的组成部分,应该根据不同的工程实际情况,建立有效的监控测量体系,尤其是对于地表下沉、拱顶沉降和边墙收敛这类的问题,更要严加防范。

对工程施工进行监控测量,主要是为了更好的指导初支结构施工,保证初支结构的施工质量,这样的措施可以很好的防治初支结构的变形与收敛,进而对地表沉降进行非常有力的控制。建立科学有效的监控测量体系,可以对地铁车站附近的建筑物、管线、道路桥梁等等的位移沉降施有个很好的把控,并对可能出现的安全隐患或事故做出估测,能够有充分的时间来采取措施,避免造成更大的损失。

3、初支背后注浆

在初支喷射混凝土之后,很多的情况下会存在空隙,在初支背后注浆可以很好预防此类事情的发生,主要的作用第一个可以对底层间的空隙进行填充,最大限度的防止地表下沉。在进行导洞土方开挖的同时,会因为震动引起周围土质出现松动的现象,这样往往会导致出现微小的空隙,尤其是对于一些特殊部位,混凝土喷射不到的地方肯定会出现空隙,这些空隙在地层应力的作用下,拱架上方的土体会出现沉降的现象,在初支背后注浆则能将这些空隙填满,进而会阻止土体发生位移,保证地表不会出现沉降。第二个可以加强结构防水,地铁车站隧道开挖后,会给地下径流带来影响,开挖的部分由于压力低,地下水会流向开挖区,尤其是隧道开挖后的松动圈范围内地层渗透系数增大,会使得地下水很容易往隧道内渗流,在对开挖的部分进行初支背后注浆,可以大大增加地下水的阻力,减少地下水渗流。最后就是在一定程度上可以控制初支结构的沉降和收敛。地质大部分是由填土、粉土、圆砾卵石、粉细砂组成,一旦进行土体的开挖或多或少给周围土体的稳定性带来影响,通过初支背后注浆,是控制初支结构沉降和收敛最好的措施之一。

四、工程施工实例所带来的感受和体会

通过在这次地铁车站的施工中,由于工程所在地质稳定性较差,大多是由粘土和砂石为主。所以在施工的过程中,对土体的进行加固是非常重要的,针对沉降的不同部位,一般可以选取超前小导管的方法来进行控制,而对于受力较为复杂、沉降要求高的区段,则应该采用超前长管棚方法。此在,还有一点体会就是关于建立监控测量体系,可以对施工过程进行全程的监控,实现“动态注浆”确保施工安全。

五、结束语

文章结合工程实例对(CRD)交叉中隔墙法在浅埋暗挖车站施工中的应用进行了一次浅显的分析研究。在上文的论述中,尚存在诸多的不成熟的地方,但是相信在今后的工作当中不断学习新知识、新理论,并在实际的工作中加以实践,相信自己一定能够做的更好。

参考文献

[1] 程建德,鲁卫东,杨桑,钟南,颜莓. 大直径盾构隧道扩挖地铁车站的力学性能研究[J]. 岩土力学. 2010(12)

[2] 陈升虎,郭松. 小导管注浆预支护技术在城市浅埋暗挖隧道的应用[J]. 河北建筑工程学院学报,2003(01).

[3] 张志龙.越岭长大公路隧道地质预报中的关键技术问题研究[D].成都理工大学博士论文,2006.