摘要:摘要:雙側壁導坑法,又稱為雙側壁導洞法或者是眼睛工法。屬于新奧法的分支,以新奧法的基本原理為主要依據的一種施工工法。在開挖導坑時,為了盡量減少對周圍圍巖的擾動,使
摘要:雙側壁導坑法,又稱為雙側壁導洞法或者是眼睛工法。屬于新奧法的分支,以新奧法的基本原理為主要依據的一種施工工法。在開挖導坑時,為了盡量減少對周圍圍巖的擾動,使得導坑斷面近似橢圓,周邊輪廓圓順,這樣避免應力集中。初期支護采用格柵鋼架、掛網、噴混凝土柔性支護體系,及時施作,使斷面及早閉合,以充分利用圍巖的自承能力,控制圍巖變形。建立一整套圍巖支護結構監控量測系統,進行信息化施工管理,隨時掌握施工過程中的動態變化,合理安排,調整施工工藝和設計參數,確保施工安全。本文就地鐵隧道的雙側壁導坑法的施工技術做簡單的介紹。
關鍵詞:鐵路隧道,雙側壁導坑法,施工技術
前言
隨著城市交通建設的飛速發展,城市地鐵的建設也已經成為市政建設的主流,隧道工程質量是地鐵能否安全行駛的前提。但是由于許多城市的地質條件比較差,而且大部分地鐵線路埋于地下,因此在隧道的施工過程中,根據地質條件、機械設備情況和蘇雕的設計要求,對于一些淺埋大跨度、地質條件非常差的隧道而言,雙側壁導坑法作為一種較為理想的開發方法,被廣泛應用于這類隧道的施工中。雙側壁導坑法施工是以新奧法基本原理為依據,在開挖導坑時,盡量減少對圍巖的擾動,導坑斷面近似橢圓,周邊輪廓圓順,避免應力集中。初期支護采用鋼架、錨桿、鋼筋網、噴射混凝土等柔性支護體系,及時施作,使斷面及早閉合,以充分利用圍巖的自承能力,控制固巖變形。建立一整套圍巖支擴結構監控量測系統,進行信息化施工管理,隨時掌握施工過程中的動態變化,合理安排,調整施工工藝和設計參數,確保施工安全。下面就針對雙側壁導坑法在工程中的運用和流程做簡單的介紹。
1 雙側壁導坑法的施工特點以及應用范圍
1.1雙側壁導坑法的施工特點
地鐵隧道采用雙側壁導坑法,不僅順利的解決了雙線大斷面隧道開挖的施工安全問題,而且由于其結構簡單、拆裝方便,既能保證施工質量和生態環境,又能取得良好的經濟效益和生態效益。另外,由于雙側壁導坑法是在“新奧法”的理論基礎上經過進一步的改良而提出的一種隧道修建理論和實際操作方法。國內許多隧道施工的成功案例都證明了該隧道施工工法主要適用于松散土介質圍巖條件下,隧道埋深小于隧道直徑和以很小的地表沉降修筑隧道的施工技術方法。
施工原理:雙側壁導坑法的本質就是一項邊開挖邊支護、化整為零的施工技術。其原理就是利用兩個中隔壁把整個隧道大斷面分成左中右3個小斷面施工,左、右導洞先行,中間斷面緊跟其后;初期支護仰拱成環后,拆除兩側導洞臨時支撐,形成全斷面。兩側導洞皆為倒鵝蛋形,有利于控制拱頂下沉。土層在隧道開挖的過程中短時間內能具有自穩能力,同時可以用隔壁及中隔板承擔部分受力,采用網格狀支護形式,使圍巖或者土層表面形成密貼性薄壁支護結構。
1.2雙側壁導坑法的適用范圍
雙側壁導坑法主要適用于以下三種情況:
①適用于各種尺寸與斷面形式的隧道;
②適用于客運專線鐵路大跨度雙線埋深圍巖較差的Ⅴ級圍巖條件下的行車隧道開挖,且開挖斷面在40m2~120m2之間的隧道
③該工法在淺埋大跨度隧道施工時,能夠很好的控制地表下沉,保持掌子面的穩定,保證了施工的安全可靠。而且此工法也適合在水資源較為豐富的地層中運用,此外,雙側壁導坑法也被廣泛的應用于淺埋與地下的地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的建設。雙側壁導坑法的應用結束了我國城市修建地鐵大開挖的歷史,開創了我國城市在松軟底層內修建地鐵的新途徑。
2 雙側壁導坑法施工技術
由于淺挖暗埋段容易塌方,所以在開發前首先用大管棚進行防護。斷面開挖分兩側導洞和中間核心土三大部分。側導洞分上下兩個臺階,上臺階土方采用人工風鎬開挖土方,并直接翻入下臺階,采用翻斗車外運至垂直提升處,桁架電動葫蘆垂直提升。開挖臺階長度2~3m,初期支護分別進行,兩側洞均設臨時鋼架橫撐,做到步步封閉成環。兩洞之間的中間部分開挖作業方式同側洞,并及時架設拱部和臨時橫撐及仰拱的拱架,使之與兩側洞及時聯接成環。二次襯砌采用輸送泵澆筑,先施作隧底仰拱,使其緊跟中部下臺階土體的開挖掌子面;然后施作兩側仰拱,再做兩側拱墻部份,最后施作中部拱圈。二次襯砌仰拱采用自制仰拱底模,邊墻與拱圈采用襯砌臺架安裝鋼模,混凝土泵泵送。該段施工過程中,適時進行初支背后注漿,以控制地表沉降。在施工過程中,加強監控量測,實行信息化施工,并根據監測情況,及時拆除臨時格柵支撐,施作該段二次襯砌。施工時兩側導坑錯開施工,一側(如3部)的側導坑落后于另一側導坑(如1部)3~5m,中間土體部分(如5部)開挖初期支護落后最前面側導坑開挖面6~10m。隧道施工工法和工序間隔見下圖
施工作業順序
2.1兩側導坑上部開挖及支護
(1)開挖 上部開挖時用超前大管棚或者超前小導管注漿對底層進行加固之后,由測量人員控制中線水平,施工時確保不欠挖,控制超挖,但是開挖的輪廓線要圓順,減少應力集中。
(2)上部斷面的初期養護 沙層段在開挖后馬上進行,以便盡早封閉拱頂暴露面,噴射混凝土厚度為35cm。格柵鋼架在制作上一定要符合規范,同時還要滿足施工需要,安設格柵后要及時清楚上邊的浮土,拱腳夯實或設置墊板。然后掛網,網要做成網片鋪設在格柵鋼架的背后位置,并要密貼于圍巖。復噴的混凝土一定要滿足設計的厚度,在保證工程質量的基礎上,噴射混凝土中摻入1.2kg/m的聚酯纖維,并加入適量的速凝劑,噴射的混凝土表面平整度控制在100以內,以保證防水板的鋪設質量。
(3)超前小導管采用的是風鉆直接頂入,注意壓漿前用高壓風清孔。超前小導管的環間距是0.4m,縱向是2.4m每環,注漿采用高壓注漿泵注入水泥漿液,為了保證漿液擴散后互相咬接,以此來提高圍巖的穩定性。
2.2兩側導坑中部開挖及支護
中部開挖時遵循的原則是:每循環進尺0.8m,中部的開挖要滯后于上部3~5m,同時還要保證與臨時支護同時施工,及時與上部鋼架連偉一體。其余的措施與上部開挖和支護相同。
2.3兩側隧底開挖及支護
檢查中隔板、中隔壁支撐,分析各部開挖支護后的變形收斂情況,處于基本穩定后,開挖中間下部土體,之后與中部的3m~5m保持與臨時初期支護同時施工合作。施工工藝流程圖為:中間下部土體開挖→中間底部鋼格柵和鋼筋網的安裝→噴混凝土封閉底部仰拱→下一循環。
3結語
采用雙側壁導坑法施工,將大斷面隧道開挖分成6個小斷面開挖;將大斷面隧道襯砌分成幾部分襯砌。施工中做到“短進尺、早支護、勤量測、速反饋”,保證了結構安全,成功解決了城市地鐵在施工期間,尤其是在市區施工期間為了保證交通等的正常運行造成的地鐵隧道的施工工期緊張、工藝復雜、互相干擾大、地表沉降控制等難題。施工中量測信息的反饋對循環進尺、支護形式及二次襯砌均有很強的指向作用。對以后大跨度隧道尤其是城市地鐵大跨度隧道和軟弱圍巖的洞口施工有很好的借鑒作用。
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