地鐵區間隧道結構施工方法比較與選擇-二建市政實(shí)務(wù)考點(diǎn)
2020年二級建造師報名在即,考生們都在積極備考,但有許多考生可能在這個(gè)階段會(huì )不知從何下手來(lái)進(jìn)行學(xué)習,小編為大家整理了二級建造師《市政公用工程管理與實(shí)務(wù)》的一些知識點(diǎn)與考點(diǎn),希望對考生們有所幫助。
考點(diǎn):地鐵區間隧道結構施工方法比較與選擇
(一)噴錨暗挖(礦山)法
施工基本流程見(jiàn)圖2K313012-1。
淺埋暗挖技術(shù)多用于第四紀軟弱地層,由于圍巖自承能力比較差,為避免對地面建筑物和地下構筑物造成破壞,需要嚴格控制地面沉降量。因此,初期支護要剛度大,支護要及時(shí)。初期支護必須從上向下施工,二次襯砌模筑必須通過(guò)變形量測確認初期支護結構基本穩定時(shí),才能施工,而且必須從下往上施工,絕不允許先拱后墻施工。
淺埋暗挖法與新奧法相比,更強調地層的預支護和預加固。因為地鐵工程基本是在城鎮施工,對地表沉降的控制要求比較嚴格。淺埋暗挖法支護襯砌的結構剛度比較大,初期支護允許變形量比較小,有利于減少底層的擾動(dòng)及保護周邊環(huán)境。
(1)地層預加固和預支護
在城市地鐵隧道施工中,經(jīng)常遇到砂礫土、砂性土、黏性土或強風(fēng)化基巖等不穩定地層。這類(lèi)地層在隧道開(kāi)挖過(guò)程中自穩時(shí)間短暫。往往在初期支護尚未來(lái)得及施作,或噴射混凝土尚未獲得足夠強度時(shí),拱墻的局部地層已開(kāi)始坍塌。為此,需采用地層預加固、預支護的方法,以提高周?chē)貙拥姆€定性。常用的預加固和預支護方法有:小導管超前預注漿和管棚超前支護等。
(2)隧道土方開(kāi)挖與支護
采用淺埋暗挖法開(kāi)挖作業(yè)時(shí),所選用的掘進(jìn)方式及工藝流程,應保證最大限度地減少對地層的擾動(dòng),提高周?chē)貙幼猿凶饔煤蜏p少地表沉降。根據不同的地質(zhì)條件及隧道斷面,選用不同的開(kāi)挖方法,但其總原則是:預支護、預加固一段,開(kāi)挖一段;開(kāi)挖一段,支護一段;支護一段,封閉成環(huán)一段。初期支護封閉成環(huán)后,隧道處于暫時(shí)穩定狀態(tài),通過(guò)監控量測,確認達到基本穩定狀態(tài)時(shí),可以進(jìn)行二次襯砌施工。
(3)初期支護形式
在軟弱破碎及松散、不穩定的地層中采用淺埋暗挖法施工時(shí),除需對地層進(jìn)行預加固和預支護外,隧道初期支護施做的及時(shí)性及支護的強度和剛度,對保證開(kāi)挖后隧道的穩定性、減少地層擾動(dòng)和地表沉降,都具有決定性的影響。在諸多支護形式中,鋼拱錨噴混凝土支護是滿(mǎn)足上述要求的最佳支護形式。
(4)二次襯砌
在淺埋暗挖法中,初期支護的變形達到基本穩定,且防水結構施工驗收合格后,可以進(jìn)行二次襯砌施工。這是淺埋暗挖法中二次襯砌施工與一般隧道襯砌施工的主要區別。其他現澆工藝和機械設備與一般隧道襯砌施工基本相同。
(5)監控量測
利用監控量測信息指導設計與施工是淺埋暗挖施工工序的重要組成部分。在設計文件中應提出具體要求和內容,監控量測的費用應納入工程成本。在實(shí)施過(guò)程中施工單位要有專(zhuān)門(mén)機構執行與管理,并由項目技術(shù)負責人統一掌握、統一領(lǐng)導。經(jīng)驗證明拱頂沉降是控制穩定較直觀(guān)的和可靠的判斷依據,水平收斂和地表沉降有時(shí)也是重要的判斷依據。對于地鐵隧道來(lái)講,地表沉降測量顯得尤為重要。
(二)盾構法
1.盾構法施工,其基本施工步驟如下:
(1)在盾構法隧道的始發(fā)端和接收端各建一個(gè)工作(豎)井。
(2)盾構在始發(fā)端工作井內安裝就位。
(3)依靠盾構千斤頂推力(作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和反力架)將盾構從始發(fā)工作井的墻壁預留洞門(mén)推出。
(4)盾構在地層中沿著(zhù)設計軸線(xiàn)推進(jìn),在推進(jìn)的同時(shí)不斷出土和安裝襯砌管片。
(5)及時(shí)地向襯砌背后空隙注漿,防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)位置。
(6)盾構進(jìn)入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推進(jìn)。
2.盾構法施工隧道具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)除豎井施工外,施工作業(yè)均在地下進(jìn)行,既不影響地面交通,又可減少對附近居民的噪聲和振動(dòng)影響;
(2)盾構推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行,施工易于管理,施工人員也較少;
(3)在一定覆土范圍內,隧道的施工費用不受覆土量影響,適宜于建造覆土較深的隧道;
(4)施工不受風(fēng)雨等氣候條件影響;
(5)當隧道穿過(guò)河底或其他建筑物時(shí),不影響航運通行和建(構)筑物的正常使用。
(6)土方及襯砌施工安全、掘進(jìn)速度快。
(7)在松軟含水地層中修建埋深較大的長(cháng)隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。
【口訣:人少洞深含水層】
3.盾構法施工存在的問(wèn)題:
(1)當隧道曲線(xiàn)半徑過(guò)小時(shí),施工較為困難;
(2)在陸地建造隧道時(shí),如隧道覆土太淺,則盾構法施工困難很大,而在水下時(shí),如覆土太淺則盾構法施工不夠安全;
(3)盾構施工中采用全氣壓方法以疏干和穩定地層時(shí),對勞動(dòng)保護要求較高,施工條件差;
(4)盾構法隧道上方一定范圍內的地表沉降尚難完全防止,特別在飽和含水松軟的土層中,要采取嚴密的技術(shù)措施才能把沉降限制在很小的限度內;
(5)在飽和含水地層中,盾構法施工所用的拼裝襯砌,對達到整體結構防水的技術(shù)要求較高。
(6)對于結構斷面尺寸多變的區段適應能力較差。
4.對使用管片的技術(shù)要求:
盾構到達接收井(進(jìn)洞)時(shí),由于前方已無(wú)土體,對管片收縮量就有影響,容易造成管片松弛和錯臺。為此,建議在進(jìn)洞時(shí)的10環(huán)管片上增設縱向拉緊裝置,并適當加強第一次螺栓緊固力。工作井在盾構洞口應預埋現澆鋼筋混凝土環(huán)梁筋。一般盾構從硬地層到軟地層易下沉、扎頭,此時(shí)要注意盾構推進(jìn)保持勻速,推進(jìn)時(shí)要嚴格控制出土量,保持土壓平衡,必要時(shí)同步注漿,適當增加壓力,并提早做管片二次壓漿,減少本區段管片的沉降。作為盾構法隧道設計,此時(shí)應進(jìn)行隧道縱向強度和變形驗算,適當加大螺栓直徑。
5.隧道內的水平運輸以及地面的垂直運輸:
隧道內配套的水平運輸往往也關(guān)系到整個(gè)施工的進(jìn)度。通過(guò)整個(gè)施工流程來(lái)看,隧道水平運輸包括管片、砂漿以及其他材料的運進(jìn),土壓平衡盾構還有掘進(jìn)所出渣土的運出。如果配套合理并留有一定的富余能力,對整個(gè)工程施工工期將起到很好地促進(jìn)作用。在國內外,也有整個(gè)出渣土的水平運輸為皮帶運輸的實(shí)例,通過(guò)不斷增加的皮帶運輸組來(lái)跟進(jìn)盾構的前進(jìn)。
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