南京地铁运营有限责任公司
摘要:城市地铁工程较为复杂,设计暗挖区、明挖区、盾构区、高架桥区等许多区段,传统施工方法存在很多缺陷与局限,因此在许多区间的隧道施工中,都会选择矿山法进行施工。然而,地铁所在区段的土质可能并不符合施工要求,例如砂层便是一种稳定性较差的地质结构,人们在砂层建设隧道时若是使用矿山法隧道,将会出现塌顶、涌沙等问题,进而出现隧道变形失稳、地面下沉等严重结果。好在通过数年的探索与时间,人们发现只要采取适当的施工技术便可以使隧道成功穿过砂层。本文试对地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工进行研究。
关键词:地铁;矿山法;隧道;过砂层;设计;施工
目前,使用矿山法进行隧道施工且成功穿过砂层的地铁工程越来越多,对于狂沙发隧道过砂层的设计与施工来说,关键在于需要掌握所在区间的砂层分布特点,分析在砂层的影响下改区间隧道的具体支护参数,随后在施工中采取相应的止水措施与防塌措施,确保地面建筑物与洞内施工的安全。在进行砂层地段施工时,应重点关注砂层注浆固结的效果以及影响其效果的两大关键参数——注浆压力与注浆量。当然,在洞中选择适宜的出水点实施注浆止水试验,以获得准确的注浆参数,以便其与注浆设备能够配套,也是非常重要的。
一、工程概况
本文选择广州市地铁3号线的岗顶-石牌桥区间为例,此区段穿过砂层的隧道长度共398米,其具体信息见下表:
三、施工措施
(一)总结施工方法
为了缩短工期,实现上述两项设计目标,应该选择弧导正台阶开挖方式进行施工,行全断面衬砌施工。对于半断面的全封闭预注浆施工,应在隧道的上半断面进行封闭式的预注浆施工,否则在砂层地段进行施工很容易导致开挖面发生涌水涌沙问题,对于这种情况解决方式就是沿隧道上半断面开挖,在轮廓线轴上呈辐射状钻孔,以便进行注浆,同时还应在开挖面的中心处取孔、注浆,所注入的浆液含有水玻璃双浆液而与水泥,二者按照一定比例进行配置,注入浆液后其沿着轮廓线与孔洞渗透、扩散、快速凝结,最终会形成具有较高强度的结石体,而隧道上半段与开挖面、开挖面周边内的围岩也会形成相应的固结止水帷幕。
(二)注浆标准
一般而言,注浆时选用的水泥大多为硅酸盐水泥,地铁隧道即使是部分区间,其长度也是非常可观的,对于不同长度的隧道,需要根据实际情况选择适宜的注浆方式。一般情况下,大部分隧道都是采用了分段方式进行“单孔注浆”操作,浆液或作全孔一次性压入,或作前进式压入。若是所属区段为含水率较高的区段,则应采用渐进式的方式进行注浆。而注浆范围具体需要由实际状况来决定,取决于实际地质勘探结果,而注浆压力则应被控制在地下水静脉压力的2~3倍之间。
(三)注浆流程
首先,应该进行钻孔,校正孔位。钻孔前调查地质状况,若是该区段含水率少、地下水位低、无流沙,则可以在推入小导管之前钻孔;反之,若是该区段含水率高、地下水位高、有流沙,则应一次性顶入所有小导管,钻一孔便注浆一孔。当然,为了避免受到干扰,还可以钻完每一循环的注浆孔,随后立刻顶入小导管,最后再向其中注浆。钻出的孔需要得到如下标准:角度准、孔壁圆润而孔身直、具有足够的深度、注浆前孔中不得留有杂物。其次,应该安装孔口管,并在岩盘上预留1.2米左右的空间以备加喷C20混凝土,进行止浆盘的施工。最后,对于浆液的配比,应考虑到环境、施工条件、气温等因素给胶凝时间带来的影响,具体应根据现场试验结果来确定最合理的浆液配比。
(四)开挖和支护
对于地铁隧道来说,结构变形是经常出现的,但同时其也是可以避免的,确保施工工序合理即可降压变形的发生概率。目前主要施工方法为三台阶临时仰拱法,即线在上台阶开挖,最后从左右向中间进行逐步施工,在中间部分安装支撑架进行支护,以减轻隧道施工给隧道本身以及周边建筑物、公路带来的扰动。在施工中,应该对临时钢架顶进行爆破,在开挖后给予四周以预支护,并假设永久的钢架,以作临时仰拱;随后应在爆破隧道的中线采取相同操作,并喷射混凝土;最后进行底部的开挖与爆破,喷射混凝土并假设钢架,使其形成封闭环,填充隧道底部并给予一次性衬砌灌注。
结语
本文对地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工方案进行了分析与研究,结合实例探讨了具体的措施,以供从事相关工作的人员参考。
参考文献
[1]赵航.地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工[J].黑龙江科技信息,2015(13).
[2]曹红林.地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工[J].现代隧道技术,2009(03).