公路隧道工程中浅埋暗挖技术的应用研究
2020-11-27刘志远
刘志远
山西省交通建设质量安全监督局 山西太原 030006
浅埋暗挖在市政隧道施工中的应用范围更为广泛化,实用效果也十分理想,虽然技术本身的作用价值显著,但是应当严格按照施工要求及工程技术参数,加强对浅埋暗挖技术质量的控制,持续性的优化技术,在推动浅埋暗挖技术适宜性及合理性应用的同时,助推我国市政隧道工程的长远发展。
1 浅埋暗挖技术概述
浅埋暗挖技术基于新奥地利施工方法延伸发展而来,技术的高效应用能够实现对围岩的加固,充分保障其稳定性,但是支护作业结束后应当将围岩位置封闭起来,促使围岩结构处于相对完善的支护系统中,基于此,后续施工项目推进阶段围岩的变形系数就会大大降低并得到有效控制,可以说浅埋暗挖技术具有较强的实用性及应用优势,但是该技术本身就存在一定的限制性及不足,最为显著的就是施工操作的流程化项目多,复杂性显著,一旦控制不当,将直接导致支护效果下降。在浅埋暗挖技术具体应用环节,复合衬砌的方式得到了广泛应用,一般情况下衬砌层数为两层,呈内外方式存在[1]。在隧道开挖作业中,首先需要应用钢筋网或钢架等对外层衬砌进行支护,为了充分保证支护效果,就应当在支护作业结束后对支护体系的稳定性进行测试,待达到合格标准后才能开始进行内层衬砌支护。而该结构部分的支护作业中大多会应用模筑混凝土。
2 市政工程隧道施工环节中存在的主要问题
①地下管线渗漏。市政隧道工程施工阶段,还应当对上层滞水情况进行考量,明确其稳定性要素,就不能忽视对水源补给情况的全面考量,严格依照隧道结构特点及范畴提高水源供给效率。与此同时,还需要全面分析隧道内风道结构,如果各结构都具有交钱的饱和属性,部分地层结构中就可能出现空洞等问题,在降水作业无法及时匹配到位的情况下,后续风道开挖作业的开展就会受到不良影响。除此之外,如果施工项目对地层稳定性形成扰动作用,市政工程的质量安全就会受到波及。②不同工程的实际环境存在差异,相应的浅埋暗挖法也有所不同,该法不形成一套标准施工工艺,施工过程中需要根据工程实际情况进行进一步分析,然而,大部分工程都不执行真实意义上的当地背景原则,无论是所制定的方案还是工艺等都无法与工程实际状况相适应,如本文提到的砂卵地质层或者夹砂层暗挖隧道,在遇到下穿河道、管线密集区、城市主干道等,会增加极大的安全风险。
3 市政隧道施工浅埋暗挖技术应用
3.1 下台阶施工
下台阶施工阶段的主力是人工,这就需要以设计图纸为基准,严格按照施工要求,对挖掘机进行合理应用,逐步推进开挖作业,当进入到中央位置时,这部分的土体开挖需要根据具体情况控制好侧轮廓指数,当人工开挖结束后,分别对两侧轮廓进行处理及修正,实现对土体扰动问题的有效控制[2]。一般情况下,隧道下调节开挖深度以1m为标准,在开挖后进行支护,促使其形成封闭圈,具体操作环节需要注意,严禁超出循环进尺范围,从根本上提高施工效率及安全性系数。
3.2 管棚支护技术
浅埋暗挖技术应用环节对支护的技术要求相对较高,这是因为支护体系作为浅埋暗挖技术的关键一环,一旦难以保证稳定性,其技术能效的发挥也会受到直接限制,基于此,浅埋暗挖技术应用环节应当将支护工作重点关注起来。在超前支护环节,管棚施工的简易性特点显著,施工成本并不高,可以根据管井规格直接对施工材料进行优化选择。如果钢管两端的支护体系达到了标准规模,实际开挖环节的变形量就能随之缩小,其作用原理为:管棚本身就存在一定的支护能力,而钢管两端设置的支护梁则具有较强的弹性支撑系数,在作用发挥的同时就能保证稳定性。而上方地层变形中包括端头支撑变形及绕曲变形两个方面,具体操作环节可以通过调整支撑量刚度及管棚高度满足支护阶段的系数要求,从而进一步保证支护的实效性,而施工流程基于此也将有序推进,从根本上保障隧道工程的质量效果。
4 市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术的优化措施
4.1 减少断面,加强支护作用
在大管棚支护施工及掌子面开挖施工作业结束后,可选择应用交叉中隔墙法,在开挖前期采用超前导管灌浆,然后对开挖区域进行加固,从而从根本上提高浅埋暗挖的技术效果。同时,应在原衬砌安装和支护工作现场实施,对每次开挖深度进行严格控制,但开挖深度应结合施工现场实际情况综合分析后确定[3]。此外,为了减少不同开发环节的不良影响,应保持垂直距离在合理范围内。
4.2 制定合理的施工方案
浅埋技术可以有效稳定隧道工程中工程变量的质量,工程变量是指工程中容易出现的因素,水文、岩层、土壤等。针对各种变量情况,为了制定合理的施工方案,从技术和施工方式的选择入手,最大限度地发挥台阶开挖方法的价值,根据隧道工程的实际情况调整台阶开挖方法的应用方式,台阶长度的选择、主要土层的预留等需要根据工程方案进行调整。
4.3 实时掌控施工动态的安全性能
在隧道施工方案制定阶段,应严格根据实际情况,编制安全维护方案,将其中的有关支护结构材料、安装设备、焊接技术、施工队伍质量等因素作为安全性能动态的一部分,在基本专业技能的基础上,培养施工人员的安全意识,积极开展设备维护、验收从主观变量和客观因素两个方面提高安全性能是构建安全体系的重点。
5 结语
随着社会的发展和经济的进步,国内各类工程建设进行得如火如荼,地下工程项目以及隧道项目越来越多。在开展城市交通建设的过程中,地下工程一般具有便捷、高效和快速的特点,并且地下建设一般不会破坏地面的景观事物,还能有效缓解城市交通压力。但是由于地下建筑紧邻地面进行施工,施工过程中一般都会遇到围岩结构复杂的地质段,使得施工过程中的不稳定性和不安全性明显增加,如果得不到有效的处理就可能会产生重大的安全事故。