浅谈地铁工程中浅埋暗挖施工技术

2016-03-16龙玉石

环球市场 2016年3期

关键词：梁体帷幕桥墩

龙玉石

华南铁路建设监理公司

浅谈地铁工程中浅埋暗挖施工技术

龙玉石

华南铁路建设监理公司

摘要：本文分析了浅埋暗挖施工技术在地铁工程中下穿天桥施工、降水与止水帷幕施工及既有与新建地铁小间距爆破的方案和关键技术。

关键词：地铁工程；浅埋暗挖；施工技术

前言

浅埋暗挖法的推广带动了地铁工程的技术发展，它也是最近十多年来发展起来的一种方法，具有灵活多变的优点，所以地铁浅埋暗挖施工技术的分析在地铁施工过程的控制中具有很重要的部分。

1 浅埋地铁下穿天桥施工

1.1方案的确定

地铁下穿天桥过程，是为了在满足地下铁道的方便的同时，也能够保证道路正常交通的综合工程，那么在这一工程中，我们也应根据地质情况进行研究，把保证人行天桥结构安全与地铁施工安全放在首要位置来考虑。所以我们通常用地表加固的方法来控制，主要有四种方法。

（1）抬高支座方法。首先在桥墩的两边架上钢梁，在钢梁架上安装千斤顶或者是在桥墩支座顶安装，等发现差异达到20mm 时，就要将千斤顶顶上再顶升空间处，支座塞入钢板固体，以便使梁体恢复原体。（2）基础托换方案。首先在隧道的两侧打设3 根300mm 微型钢管灌注桩，使之在桩顶加钢筋混凝土托梁。（3）地表跟踪注浆及洞内大管棚支护方案。当发现沉降量比较大时，如上述所涉及的抬高制作方法中的差异，达到20mm 时需要顶升，或者有下沉趋势，在地面进行跟踪注浆加固并停止洞内开挖。在基础有所抬高或是地基整体承载力提高以后再进行洞内施工，并且隧道内需采用大管棚加强支护施工。（4）旋喷桩帷幕止水与洞内大管棚支护方案。这一方案主要是避免土层形成松弛利用设置旋喷桩而进行的支护措施。

1.2 钢管桩托换施工技术和工艺

（1）基础托换原理。天桥基础托换方案是采用微型嵌岩钢管灌注桩结合托梁形成刚性结构，然后利用这种方法来对人行天桥桥墩基础进行加固，加固的过程是利用了预压稳压封桩技术，在这之前还需要完成托梁和钢管托换桩的变形，大部分桥墩荷载在隧道暗挖前转移到钢管桩上，进而传递到受暗挖隧道影响较小的土体中。通常都是运用这种原理来保证天桥的安全。（2）托换结构设计。在桩顶设钢筋混凝土托梁并且使托梁和桥墩柱锚固进行连接，从而形成刚性支撑，将桥墩荷载由钢管桩传到隧道外的地基中。（3）施工工艺。①施工准备。首先对天桥的现状进行分析，调查﹑检查﹑组织材料等流程。②钻机就位钻孔，钻到设计深层或者是中风化岩层后下钢管桩。③钢管桩制作安装。

1.3 抬高梁体技术

在施工过程中，一般当监测发现差异超过一定范围时就会使用抬高梁体的方法，这种方法对梁体顶升具有方便﹑快捷﹑有效的作用。监测发现差异的区间范围不得超过20mm，然而沉降超过20mm 时，就顶升架在桥墩的千斤顶，并且在支座处塞入准备好的钢板，固定一定的高度，使梁体恢复原位，对于这一过程的具体实施主要是设置数据的大小。首先，搭设操作平台的位置是在距离梁底1.5m 处，在搭设平台时，需要在周围防护网来保障安全，平台的搭设是由42钢管脚手架组成形成1.0m 的宽度。然后把千斤顶固定在支座上，利用轴线重合也确保力的竖向传递，但是在顶升过程中要考虑集中受力而损坏梁体的情况，这时就要通过钢板将力分散传给梁体来避免，最后使梁体顶升几次完成，由此可见隧道开挖﹑降水施工中，墩柱的沉降是动态的过程。

2 降水与止水帷幕施工

2.1地表降水方案设计与实施

承载力与自稳能力的是否可控对地表降水有一定的影响，在无水或者是少量水的条件下，隧道部分在一定区间的地段穿越自稳能力以及承载力较好的全风化花岗岩与砾质粘性土地层，而在有水或施工扰动作用下，上作面承载力或是自稳能力降低，这时就容易液化，甚至会出现上覆砂层地段上出现泥流沙现象，给施工过程带来了一定的安全风险，在这种情况下，通过研究分析，我们也做出了应对措施，在竖井前后布置四口降水实验井，利用这四口降水实验井进行实验﹑抽水﹑孔径测量﹑井深高度﹑水位变化等，来满足施工要求。

2.2降水与止水帷幕施工成效

（1）降水井具体研究。从所得结论中所分析的地表层下降曲线来看，造成地表沉降的原因有很多，其中最主要的是以下两个方面。一是降水因素，降水的过程会导致地层的土松弛，而导致开挖使土体流失，以至于整体下沉。二是隧道开挖，隧道开挖时也会导致土层的重心下沉，以至于地层位移。这两个原因之间是相互影响相辅相成的，比如在降水过程中，当水位降到开挖面以后，开挖循环的时间减少，这样就会影响隧道开挖的计划，如果有小的控制因没做好地面降水而形成了地表沉降的现象，就会有相反的效果，进而有效控制水位。沉降也会相对得到控制，所以地下水的处理具有很重要的作用。

（2）高压旋喷桩止水帷幕效果分析。首先在洞内施工过程中止水帷幕的使用是不可或缺的，所以他对洞内施工具有一定的作用。为了保证隧道掌子面在无水或者少水状态下开挖，并进行隧道的开挖支护。在帷幕内地表降水之前需要将止水帷幕达到一定强度才可以。将水位降到地铁隧道底板下0. 5 米。其次是止水帷幕对周围环境也有很好的保护作用。通过止水帷幕来控制地表沉降的过程，来避免由降水而引起的，土体固结压缩，隧道开挖所造成的地层损失等。最后是高压旋喷桩成桩及强度检验。为阻断地下水渗流，需对施工过程中选配装进行检验，来保证桩与桩的紧密程度以及结构的均匀完好。

3 既有与新建地铁小间距爆破控制

3.1 爆破方法

为了更高的提高爆破效果以及避免右线既有隧道结构受到损害，经过反复研究，我们上断面采用毫秒微差爆破法，预留光爆层爆破方案。对这种方法的研究如下，毫秒微差爆破法是控制爆破前后阶段再循环极短时间间隔内，用微妙雷管毫秒雷管按一定的顺序严格起爆炸药包组。并且相互叠加的爆破使岩石产生的破坏作用力通过前后传递到围岩内部，它产生的冲击波又可以相互干扰抵消，降低了冲击波对围岩的震动破坏。在采用毫秒雷管进行控制爆破时，需要与循环阶段中最大单段的允序装药量相比，并且应该少于它的控制量，在这一个范围内，为了避免底板爆破时产生的影响恰好共同作用于底板眼同段产生的起爆而产生不必要的损失，我们将底板眼起爆的时间段分开。

3.2 施工保障

单个爆破间隔时间内来进行循环钻孔，并且在施工之前都需对隧道炮眼的位置进行测量预算确定位置。在装药前要进行一定研究与计算。首先对所涉及炮眼的数据进行检查，计算一定的参数，比如在钻周边孔时，孔口的位置应该选择在距离开挖周围的地方，并在其20cm 大约的地方处。其次，测量炮眼倾斜度﹑位置及炮眼深度，比如炮眼底要朝隧道轮廓线方向斜。再利用辅助工具高压气管通入眼底的方法将眼内的岩渣和水分吹出来，起到清渣和排水的作用，然后再装药，也要用精密的装药量控制在误差之内严格装填，起爆药包的位置，放在眼底第二药包，利用反向起爆的方法，让雷管聚能穴指向眼口。