市政隧道暗挖工程中問題和防治探究

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市政隧道暗挖工程中問題和防治探究

[摘要]因地下建設規模不斷擴大,市政工程的開展多采用隧道暗挖技術,在施工中需要做好質量管控。以市政隧道暗挖工程為主題展開討論,首先簡述市政隧道暗挖工作內容,然后分析隧道暗挖工程中的常見問題和控制措施,最后以某工程為案例分析確保隧道暗挖質量和安全性相關措施。

[關鍵詞]隧道;暗挖;初期支護

軌道、鐵路、公路等工程項目中都需要開展隧道工程。隧道暗挖具有造價低、拆遷征地少、適用范圍較為廣泛等優勢。但在實際施工中也存在大量的問題,對項目施工質量造成了影響,針對存在問題需要積極采取相應措施加以改善,確保施工質量和施工安全性。

1市政隧道暗挖簡介

在市政隧道暗挖工程中,需對施工方案、排線布置、管線、電纜設置情況加以科學布置,對市政其他管線加以規避,減少施工過程中出現的矛盾,確保各項施工作業有效開展。另外,在施工前需對現場土質情況加以細致勘察,結合具體施工方案,對圖紙要求加以明確。正式開展隧道暗挖施工作業前需對施工順序、路線加以充分考慮,測量分析工程指標和尺寸,挖土作業施工前需進行加固,以免在施工作業中發生坍塌。在作業中需對變化條件、地質狀況進行關注,根據具體情況對施工方案加以合理調整,當出現意外情況,及時啟動預警方案,全面分析誘發原因并進行排查,對安全隱患有效處理后方可繼續施工。

2市政隧道暗挖工程中常見問題在施工中常見問題主要表現在以下幾點。

2.1測量問題

市政隧道施工中經常發生樁點損壞、丟失情況,測量方案針對性、操作性將對施工質量存在直接的影響。當前,在市政隧道暗挖土工程中常見的測量問題是測量方操作性、科學性不足,沒有對控制網的復測頻率加以規范,對工程施工質量存在直接的影響。

2.2暗挖作業

在市政隧道暗挖工程中,常見問題便是光爆性不足,頻繁出現超次挖問題。在實際施工作業中,當開挖進尺過大,不符合設計方案,或建設單位隨意更改開挖方式,簡化工藝、盲目控制成本,對于監控點的設置不均勻,規范性不足,在施工中沒有對觀測點加以有效地保護,接觸測量時未把測點掛鉤設置成密封三角形形式,對于觀測樁的設置合理性不足,未按照規定要求及時處理,均對市政隧道暗挖工程施工質量產生影響。

2.3初期支護施工問題

在噴射混凝土施工中,由于沒有根據標準要求開展養護處理,造成施工中存在不平整的問題,噴射厚度標準參差不齊,處理時未按照規定要求展開超前導管、錨桿注漿處理,錨桿使用數量不符合施工實際需求,鋼筋網外露長度與規定不符,腳錨桿、鋼架鉸接質量問題突顯,鋼架鉸接時,未按照要求采用螺栓鉸接方式加以處理,二襯施工前存在初期支護脫空、厚度設計不科學、滲水問題。

2.4防水問題

初期支護作業時未補平處理便鋪設防水板,導致防水板保護不科學、不到位,環向止水帶的位置沒有保持居中設置,在二襯環向施工縫與防水板間距離不足1m,縱向和環向止水帶間缺失連接作用,對于止水帶的埋設位置未按照標準要求,以上均對整體施工質量產生影響。

2.5二襯施工

二襯施工中常見問題主要表現在以下3方面:(1)二襯鋼筋埋設位置存在偏差,鋼筋套筒連接頭均處于互相關聯范圍中??v向觀察,施工縫內存在雜物,在施工結束后沒有進行整潔處理。(2)二襯鋼筋排距與設計圖紙不一致。鋼筋保護層墊數為達到設計標準要求。(3)二襯邊墻鋼筋焊接違規情況頻繁。

3市政隧道暗挖工程中的常見問題控制

3.1預報超前地質

市政隧道暗挖施工中,預報超前地質極為重要,其與施工質量、施工安全、施工進度存在緊密的聯系。為確保施工作業時各個階段目標得到有效完成,便需要確保超前地質預報各項工作充分落實。在現階段的市政隧道暗挖土工程中較為常用的預報方式為地質鉆探、地質素描、地質雷達。在實際的工程項目中按照實際情況合理選用預報方式,也可將不同預報方式優勢加以有效整合,從多個角度全面排查問題,不斷完善、改進超前地質預報架構,將該工作和其他工序有效銜接,實現有效、統一的管控。

3.2地層預加固

安裝對外隧道拱部時,通常情況下,超前支護主要為超前導管,在經過重要建筑物、交通路口時,地層預加固主要采用大管棚方式,在有水位置,可通過高壓噴漿方式止水,為后續施工作業有序、安全開展奠定基礎。

3.3開挖和鉆爆

在市政隧道暗挖工程中,如需要經過密集建筑群,因拱頂底層埋設深度不足,圍巖主要為Ⅴ級。在進行爆破作業時,關鍵管理內容是充分利用炮眼,縮短裝藥時間,保護施工現場環境,確保光面爆破作業有效性。

3.4噴錨支護與注漿

為確保噴錨支護質量,需要結合施工具體情況合理選擇噴射設備型號、錨桿規格、施工工藝和支護時間。為確保支護時間需提升支護質量。在噴射施工中盡量選用濕噴方式,不僅能有效減少粉塵,降低施工干擾因素,有效支護不良地段,同時能夠為施工人員提供良好的施工環境。

3.5二次襯砌

二次襯砌施工作業開展前,需確保前期支護的穩定性。在此階段,可結合應用傳送泵和模板臺車,借助拌合站匯集混凝土,攪拌時,應把運輸車停放在洞口位置,在臺車上安裝振搗器,搗固混凝土。

3.6防水、通風

在市政隧道暗挖施工中對于混凝土的應用質量要求較高,特別是在耐用性、防水性方面的要求更高。在施工中,防排水施工作業的開展主要采用堵、排、防、截,按照具體情況采取不同處理,確保防水質量。防水板檢驗工作也極為重要,采用雙焊縫方式連接,并預留中間檢查縫隙。綁扎鋼筋為有效保護防水層,需將少數鋼筋設置在防水板另一側。另外,按照洞口施工情況,科學選擇通風方式,在市政隧道暗挖施工中,通風性能受漏風系統和受風管直徑影響,在施工中需根據施工環境與設備,科學利用不同類型風管設備,提升工作效率,降低風阻。

4實際隧道暗挖工程施工問題防治

以某工程為案例,對隧道暗挖工程中存在問題進行詳細分析,為相關工程開展提供參考。

4.1工程概況

該工程隧道暗挖長度為42.6m,下穿3股鐵路干線,施工凈距為0.75m,隧道埋深為4.7m。在隧道暗挖施工中,需對沉降量加以有效控制,并確保鐵路干線正常運行。該工程地層為砂質粉土層夾雜粉砂層,地下水位在地下1~1.5m。在施工中很容易出現涌水流砂,造成地面沉降,對施工作業有效開展造成影響,因此,需在實際施工中明確技術難點和施工技術。

4.2技術難點

在隧道暗挖施工中,使用超前支護能有效控制沉降,避免土體坍塌。但在富水粉土地質環境中應用,施工沖擊力較大,粉土地層很容易出現液化情況,并且隨著夯管夯進,可能引發水土流失,造成地層沉降,對鐵路正常運營產生影響。在實際施工中需合理選用降水措施,避免夯管口液化砂土流出,該工程項目補充選用小導管注漿方式,因夯管振動充填空隙。另外,因粉土地層密度大、粒徑小,采取普通類型漿液無法均勻擴散,該項目選用全斷面注漿方式對松散土體加固,避免掌子面開挖時軟弱圍巖發生變形、沉降、松弛情況。最后,在施工中需對既有線下施工沉降嚴格控制,結合工程具體情況采取輔助措施,確保鐵路正常運行。

4.3關鍵技術

該暗挖工程開展中首先需要加固鐵路。為保證鐵路暢通、安全運行,通過D24施工加固隧道范圍軌道,先對左線軌道進行加固,開挖支護和二次襯砌作業結束,對右線軌道進行加固,開展右線范圍的相關施工作業。(1)為確保架設便梁穩定性,不受沉降因素影響,在隧道外3m位置設置C20鉆孔樁4根,直徑為1m,樁深為24~31m。通過摩擦樁基控制地層變形,在施工中,需對樁位布置加以嚴格控制,確保鉆孔精度。(2)在隧道設置4條擴大基礎,寬為2.5m,長為26m,高為2m,選擇C20鋼筋混凝土結構。1號、4號擴大基礎布置于隧道外樁基上,2號、3號擴大基礎設置在左洞和右洞上方,采用人工方式開挖基坑?;剡x用38SD型自進式錨桿注漿成樁擴大基礎。(3)對便梁進行加固。選擇D24便梁對軌道進行加固,C20樁基礎和基礎承臺作為便梁基礎。在右線施工作業時,3號、4號承臺支撐便梁。在左線施工作業時,1號、2號承臺支撐便梁。另外,該工程富水,需要做好降水施工,并避免夯管施工時出現地層液化、水土流失情況。降水作業開展前,在隧道的兩側設置降水井。為有效控制地層沉降問題,采用試驗方式降水控制到地面及地下10~12m,確保一部、二部臺階有效施工。三部臺階的施工選擇輕型井點完善降水方式。確保作業面不存在積水。再開展夯管支護作業。該項目選擇229大管棚超前支護方式,管厚10mm,設置在拱部150°位置,環向密排。為避免夯管夯進時管口周圍出現砂土流失情況,使用5cm厚的橡膠墊止水,并加強沉降觀測,因為砂土液化會增加沉降量,通過跟管鉆進方式充填地層,補償沉降損失。

4.4隧道開挖

(1)進行全斷面注漿加固,因為隧道暗挖埋置于粉土地層,同時不能對鐵路運營造成影響,需要加強軌頂和地表的沉降量控制,將夯管技術和全斷面注漿技術融合應用,加固地層,通過超前管棚和注漿固結方式形成支護結構,開展分布開挖作業,避免土體坍塌,導致地表沉降。粉土地層注漿加固多選用MC超細水泥、水玻璃漿液,分段注漿,注漿管的外插角保持在25°~30°,強化范圍為輪廓線外1~1.5m,布孔位置距離底部0.5m,拱部0.3m,注漿管的長度為3m,壓力保持在0.4~0.6MPa。通過試驗檢查,采用分段注漿方式時固結漿液不均勻,但能夠形成網狀漿脈,骨架能夠穩定掌子面,避免土體出現坍塌情況,有效控制沉降量。(2)根據CRD方式開挖施工,各段開挖間距錯開2.5m。開挖小洞作業時循環進尺為0.5m,在初期支護中選擇鋼拱架,噴射鋼纖維混凝土,厚度為30cm,臨時仰拱選用型鋼,混凝土厚20cm,在開挖施工中做好“管超前、短進尺、嚴注漿、強支護、早封閉、勤量測”原則。(3)襯砌結構,對具體情況進行全面分析,將臨時支護結構拆除。拆除時需首先將隧道底部臨時支撐,開展底層防水層、底板、仰拱施工,然后將上部臨時支撐拆除,二次襯砌模板臺車通過人工方式分段拆除,長度控制在6.5m,循環襯砌長度6m。二次襯砌選用C30混凝土,完成防水層、底板部位施工后,臺車就位,開展拱墻的一次襯砌,混凝土厚度保持在60cm,保證左、右兩邊墻勻稱澆筑,避免出現離析,并做好防水層施工。

5結束語

市政隧道暗挖工程施工中常見問題備受關注,在暗挖施工中,若未嚴格按照技術要求開展作業,極有可能出現質量問題、安全問題,對市政隧道暗挖工程整體質量造成影響。故此,在施工中需對常見問題誘發原因進行充分分析,做好經驗總結工作,在施工中做好地質勘察工作,結合實際情況制訂施工方案,明確技術標準,加強問題檢查,當出現問題及時采取相應措施加以改善,確保市政隧道暗挖施工有效開展,提升施工質量。

參考文獻

[1]黃旭.超前預加固技術在城市淺埋暗挖隧道中的研究與應用[D].合肥:合肥工業大學,2016.

[2]黃金.探析市政隧道過既有鐵路暗挖施工技術[J].城市建設理論研究:電子版,2016(9):2281.

作者:劉立永 單位:中鐵第五勘察設計院集團有限公司 蘇州眾通規劃設計有限公司

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