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                  市政隧道暗挖工程中的常见问题和防治

                  来源:未知
                   

                   

                  摘要:因地下建设规模不断扩大,市政工程的开展多采用隧道暗挖技术,在施工中需要做好质量管控。以市政隧道暗挖工程为主题展开讨论,首先简述市政隧道暗挖工作内容,然后分析隧道暗挖工程中的常见问题和控制措施,最后以某工程为案例分析确保隧道暗挖质量和安全性相关措施。
                   
                    关键词:隧道;暗挖;初期支护
                   
                    作者简介:刘立永(1984-),男,河北保定人,工程师,主要研究方向为隧道与地下工程。;
                   
                    Abstract:Because the scale of underground construction continues to expand,the construction of municipal projects mostly adopts tunnel digging technology,and quality control needs to be done in the construction. The theme of municipal tunnel excavation is discussed. First,the work content of municipal tunnel excavation is briefly described,then common problems and control measures in tunnel excavation project are analyzed,and finally a project is taken as a case analysis to ensure quality and safety of tunnel excavation related measures.
                   
                    Keyword:tunnel; excavation; initial support;
                   
                    轨道、铁路、公路等工程项目中都需要开展隧道工程。隧道暗挖具有造价低、拆迁征地少、适用范围较为广泛等优势。但在实际施工中也存在大量的问题,对项目施工质量造成了影响,针对存在问题需要积极采取相应措施加以改善,确保施工质量和施工安全性。
                   
                    1 市政隧道暗挖简介
                   
                    在市政隧道暗挖工程中,需对施工方案、排线布置、管线、电缆设置情况加以科学布置,对市政其他管线加以规避,减少施工过程中出现的矛盾,确保各项施工作业有效开展。另外,在施工前需对现场土质情况加以细致勘察,结合具体施工方案,对图纸要求加以明确。正式开展隧道暗挖施工作业前需对施工顺序、路线加以充分考虑,测量分析工程指标和尺寸,挖土作业施工前需进行加固,以免在施工作业中发生坍塌。在作业中需对变化条件、地质状况进行关注,根据具体情况对施工方案加以合理调整,当出现意外情况,及时启动预警方案,全面分析诱发原因并进行排查,对安全隐患有效处理后方可继续施工。
                   
                    2 市政隧道暗挖工程中常见问题
                   
                    在施工中常见问题主要表现在以下几点。
                   
                    2.1 测量问题
                   
                    市政隧道施工中经常发生桩点损坏、丢失情况,测量方案针对性、操作性将对施工质量存在直接的影响。当前,在市政隧道暗挖土工程中常见的测量问题是测量方操作性、科学性不足,没有对控制网的复测频率加以规范,对工程施工质量存在直接的影响。
                   
                    2.2 暗挖作业
                   
                    在市政隧道暗挖工程中,常见问题便是光爆性不足,频繁出现超次挖问题。在实际施工作业中,当开挖进尺过大,不符合设计方案,或建设单位随意更改开挖方式,简化工艺、盲目控制成本,对于监控点的设置不均匀,规范性不足,在施工中没有对观测点加以有效地保护,接触测量时未把测点挂钩设置成密封三角形形式,对于观测桩的设置合理性不足,未按照规定要求及时处理,均对市政隧道暗挖工程施工质量产生影响。
                   
                    2.3 初期支护施工问题
                   
                    在喷射混凝土施工中,由于没有根据标准要求开展养护处理,造成施工中存在不平整的问题,喷射厚度标准参差不齐,处理时未按照规定要求展开超前导管、锚杆注浆处理,锚杆使用数量不符合施工实际需求,钢筋网外露长度与规定不符,脚锚杆、钢架铰接质量问题突显,钢架铰接时,未按照要求采用螺栓铰接方式加以处理,二衬施工前存在初期支护脱空、厚度设计不科学、渗水问题。
                   
                    2.4 防水问题
                   
                    初期支护作业时未补平处理便铺设防水板,导致防水板保护不科学、不到位,环向止水带的位置没有保持居中设置,在二衬环向施工缝与防水板间距离不足1 m,纵向和环向止水带间缺失连接作用,对于止水带的埋设位置未按照标准要求,以上均对整体施工质量产生影响。
                   
                    2.5 二衬施工
                   
                    二衬施工中常见问题主要表现在以下3方面:(1)二衬钢筋埋设位置存在偏差,钢筋套筒连接头均处于互相关联范围中。纵向观察,施工缝内存在杂物,在施工结束后没有进行整洁处理。(2)二衬钢筋排距与设计图纸不一致。钢筋保护层垫数为达到设计标准要求。(3)二衬边墙钢筋焊接违规情况频繁。
                   
                    3 市政隧道暗挖工程中的常见问题控制
                   
                    3.1 预报超前地质
                   
                    市政隧道暗挖施工中,预报超前地质极为重要,其与施工质量、施工安全、施工进度存在紧密的联系。为确保施工作业时各个阶段目标得到有效完成,便需要确保超前地质预报各项工作充分落实。在现阶段的市政隧道暗挖土工程中较为常用的预报方式为地质钻探、地质素描、地质雷达。在实际的工程项目中按照实际情况合理选用预报方式,也可将不同预报方式优势加以有效整合,从多个角度全面排查问题,不断完善、改进超前地质预报架构,将该工作和其他工序有效衔接,实现有效、统一的管控。
                   
                    3.2 地层预加固
                   
                    安装对外隧道拱部时,通常情况下,超前支护主要为超前导管,在经过重要建筑物、交通路口时,地层预加固主要采用大管棚方式,在有水位置,可通过高压喷浆方式止水,为后续施工作业有序、安全开展奠定基础。
                   
                    3.3 开挖和钻爆
                   
                    在市政隧道暗挖工程中,如需要经过密集建筑群,因拱顶底层埋设深度不足,围岩主要为Ⅴ级。在进行爆破作业时,关键管理内容是充分利用炮眼,缩短装药时间,保护施工现场环境,确保光面爆破作业有效性。
                   
                    3.4 喷锚支护与注浆
                   
                    为确保喷锚支护质量,需要结合施工具体情况合理选择喷射设备型号、锚杆规格、施工工艺和支护时间。为确保支护时间需提升支护质量。在喷射施工中尽量选用湿喷方式,不仅能有效减少粉尘,降低施工干扰因素,有效支护不良地段,同时能够为施工人员提供良好的施工环境。
                   
                    3.5 二次衬砌
                   
                    二次衬砌施工作业开展前,需确保前期支护的稳定性。在此阶段,可结合应用传送泵和模板台车,借助拌合站汇集混凝土,搅拌时,应把运输车停放在洞口位置,在台车上安装振捣器,捣固混凝土。
                   
                    3.6 防水、通风
                   
                    在市政隧道暗挖施工中对于混凝土的应用质量要求较高,特别是在耐用性、防水性方面的要求更高。在施工中,防排水施工作业的开展主要采用堵、排、防、截,按照具体情况采取不同处理,确保防水质量。
                   
                    防水板检验工作也极为重要,采用双焊缝方式连接,并预留中间检查缝隙。绑扎钢筋为有效保护防水层,需将少数钢筋设置在防水板另一侧。
                   
                    另外,按照洞口施工情况,科学选择通风方式,在市政隧道暗挖施工中,通风性能受漏风系统和受风管直径影响,在施工中需根据施工环境与设备,科学利用不同类型风管设备,提升工作效率,降低风阻。
                   
                    4 实际隧道暗挖工程施工问题防治
                   
                    以某工程为案例,对隧道暗挖工程中存在问题进行详细分析,为相关工程开展提供参考。
                   
                    4.1 工程概况
                   
                    该工程隧道暗挖长度为42.6 m,下穿3股铁路干线,施工净距为0.75 m,隧道埋深为4.7 m.在隧道暗挖施工中,需对沉降量加以有效控制,并确保铁路干线正常运行。该工程地层为砂质粉土层夹杂粉砂层,地下水位在地下1~1.5 m.在施工中很容易出现涌水流砂,造成地面沉降,对施工作业有效开展造成影响,因此,需在实际施工中明确技术难点和施工技术。
                   
                    4.2 技术难点
                   
                    在隧道暗挖施工中,使用超前支护能有效控制沉降,避免土体坍塌。但在富水粉土地质环境中应用,施工冲击力较大,粉土地层很容易出现液化情况,并且随着夯管夯进,可能引发水土流失,造成地层沉降,对铁路正常运营产生影响。在实际施工中需合理选用降水措施,避免夯管口液化砂土流出,该工程项目补充选用小导管注浆方式,因夯管振动充填空隙。另外,因粉土地层密度大、粒径小,采取普通类型浆液无法均匀扩散,该项目选用全断面注浆方式对松散土体加固,避免掌子面开挖时软弱围岩发生变形、沉降、松弛情况。最后,在施工中需对既有线下施工沉降严格控制,结合工程具体情况采取辅助措施,确保铁路正常运行。
                   
                    4.3 关键技术
                   
                    该暗挖工程开展中首先需要加固铁路。为保证铁路畅通、安全运行,通过D24施工加固隧道范围轨道,先对左线轨道进行加固,开挖支护和二次衬砌作业结束,对右线轨道进行加固,开展右线范围的相关施工作业。
                   
                    (1)为确保架设便梁稳定性,不受沉降因素影响,在隧道外3 m位置设置C20钻孔桩4根,直径为1 m,桩深为24~31 m.通过摩擦桩基控制地层变形,在施工中,需对桩位布置加以严格控制,确保钻孔精度。
                   
                    (2)在隧道设置4条扩大基础,宽为2.5 m,长为26 m,高为2 m,选择C20钢筋混凝土结构。1号、4号扩大基础布置于隧道外桩基上,2号、3号扩大基础设置在左洞和右洞上方,采用人工方式开挖基坑。基地选用38SD型自进式锚杆注浆成桩扩大基础。
                   
                    (3)对便梁进行加固。选择D24便梁对轨道进行加固,C20桩基础和基础承台作为便梁基础。在右线施工作业时,3号、4号承台支撑便梁。在左线施工作业时,1号、2号承台支撑便梁。
                   
                    另外,该工程富水,需要做好降水施工,并避免夯管施工时出现地层液化、水土流失情况。降水作业开展前,在隧道的两侧设置降水井。为有效控制地层沉降问题,采用试验方式降水控制到地面及地下10~12 m,确保一部、二部台阶有效施工。三部台阶的施工选择轻型井点完善降水方式。确保作业面不存在积水。再开展夯管支护作业。该项目选择229大管棚超前支护方式,管厚10 mm,设置在拱部150°位置,环向密排。为避免夯管夯进时管口周围出现砂土流失情况,使用5 cm厚的橡胶垫止水,并加强沉降观测,因为砂土液化会增加沉降量,通过跟管钻进方式充填地层,补偿沉降损失。
                   
                    4.4 隧道开挖
                   
                    (1)进行全断面注浆加固,因为隧道暗挖埋置于粉土地层,同时不能对铁路运营造成影响,需要加强轨顶和地表的沉降量控制,将夯管技术和全断面注浆技术融合应用,加固地层,通过超前管棚和注浆固结方式形成支护结构,开展分布开挖作业,避免土体坍塌,导致地表沉降。粉土地层注浆加固多选用MC超细水泥、水玻璃浆液,分段注浆,注浆管的外插角保持在25°~30°,强化范围为轮廓线外1~1.5 m,布孔位置距离底部0.5 m,拱部0.3 m,注浆管的长度为3 m,压力保持在0.4~0.6 MPa.通过试验检查,采用分段注浆方式时固结浆液不均匀,但能够形成网状浆脉,骨架能够稳定掌子面,避免土体出现坍塌情况,有效控制沉降量。
                   
                    (2)根据CRD方式开挖施工,各段开挖间距错开2.5 m.开挖小洞作业时循环进尺为0.5 m,在初期支护中选择钢拱架,喷射钢纤维混凝土,厚度为30 cm,临时仰拱选用型钢,混凝土厚20 cm,在开挖施工中做好"管超前、短进尺、严注浆、强支护、早封闭、勤量测"原则。
                   
                    (3)衬砌结构,对具体情况进行全面分析,将临时支护结构拆除。拆除时需首先将隧道底部临时支撑,开展底层防水层、底板、仰拱施工,然后将上部临时支撑拆除,二次衬砌模板台车通过人工方式分段拆除,长度控制在6.5 m,循环衬砌长度6 m.二次衬砌选用C30混凝土,完成防水层、底板部位施工后,台车就位,开展拱墙的一次衬砌,混凝土厚度保持在60 cm,保证左、右两边墙匀称浇筑,避免出现离析,并做好防水层施工。
                   
                    5 结束语
                   
                    市政隧道暗挖工程施工中常见问题备受关注,在暗挖施工中,若未严格按照技术要求开展作业,极有可能出现质量问题、安全问题,对市政隧道暗挖工程整体质量造成影响。故此,在施工中需对常见问题诱发原因进行充分分析,做好经验总结工作,在施工中做好地质勘察工作,结合实际情况制订施工方案,明确技术标准,加强问题检查,当出现问题及时采取相应措施加以改善,确保市政隧道暗挖施工有效开展,提升施工质量。
                   
                    参考文献
                   
                    [1]黄旭超前预加固技术在城市浅埋暗挖隧道中的研究与应用[D].合肥:合肥工业大学, 2016.
                   
                    [2]黄金探析市政隧道过既有铁路暗挖施I技术[J]城市建设理论研究:电子版, 2016(9):2281.
                   

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