導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇地鐵隧道工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】地鐵隧道；工程施工；過程控制；施工管理

一、地鐵隧道施工常用的施工方法

1、明挖法。明挖法是從地面由上而下深挖，從地面上一直挖到地下的標(biāo)高為止，然后從基層標(biāo)高的位置由下而上進(jìn)行徹筑施工，完成地鐵隧道的主體施工，保證地鐵隧道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足實(shí)際使用需求。

2、暗挖法。暗挖法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工方法。主要包括盾構(gòu)法、淺埋暗挖法等。

（1）盾構(gòu)法。盾構(gòu)法是以盾構(gòu)施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法，盾構(gòu)法已經(jīng)成為地鐵隧道施工的主要方法之一，在地鐵隧道施工中發(fā)揮著越來越重要的作用。

（2）淺埋暗挖法。淺埋暗挖法是一種在離地表很近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法、盾構(gòu)法不適應(yīng)的條件下，淺埋暗挖法顯示了巨大的優(yōu)越性。

二、地鐵隧道施工過程中易出現(xiàn)的問題及防治

1、地表沉降。施工引起的沉降主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，開挖進(jìn)尺長(zhǎng)度和初期支護(hù)的施工速度。開挖進(jìn)尺長(zhǎng)則臨空面大，產(chǎn)生沉降和發(fā)生坍塌的可能性大；開挖后初期支護(hù)施工完成的時(shí)間長(zhǎng)，則開挖面無支護(hù)的時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的沉降就越大。

為減小和防止地面沉降。在盾構(gòu)掘進(jìn)中，要盡快的脫出盾構(gòu)后的襯砌背面的環(huán)形建筑，空隙中充填足量的漿液材料。

2、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)偏移

地鐵隧道地層巖面起伏較大，斷面內(nèi)出現(xiàn)風(fēng)化或洞體填充物的處理與周邊巖面差異較大，在此情況下，刀盤工作條件惡化，受力不均，掘進(jìn)速度不均，姿態(tài)不易控制，易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)頭下垂、機(jī)頭向上的過量蛇形、偏離軸線等情況。為了防止這種情況的發(fā)生，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)，派專人檢查、監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)情況，主要檢查管片隆起情況，盾構(gòu)機(jī)前休下部與導(dǎo)臺(tái)的結(jié)合情況以及盾構(gòu)機(jī)底回填料是否飽滿，同時(shí)監(jiān)測(cè)人員與盾構(gòu)操控手要緊密配合，使盾構(gòu)沿導(dǎo)臺(tái)中心推進(jìn)。

3、防水施工過程。初支未補(bǔ)平即進(jìn)行防水板鋪設(shè)。防水板保護(hù)不到位。縱向中埋式止水帶未居中埋設(shè)，二襯端部環(huán)向中埋式止水帶與縱向中埋式止水帶未有效連接。環(huán)向止水帶不居中，防水板搭接縫與二襯環(huán)向施工縫錯(cuò)開距離小于1m。

4、二襯滲漏。縱向水平施工縫浮漿、雜物未消除。邊墻二襯鋼筋預(yù)埋偏位，鋼筋套筒連接頭處于“同一連接區(qū)段”；鋼筋保護(hù)層墊塊數(shù)量不足且無強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告；二襯鋼筋排距不滿足設(shè)計(jì)要求；二襯邊墻鋼筋違規(guī)采用焊接。

三、地鐵隧道施工過程管理

1、地鐵隧道工程管理的核心是實(shí)施有效的質(zhì)量管理與過程控制，在對(duì)隧道施工過程做出正確的評(píng)價(jià)之后，對(duì)于偏差大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)參數(shù)必須進(jìn)行調(diào)整，作出最優(yōu)控制策略，進(jìn)而通過一定的組織機(jī)構(gòu)，運(yùn)用控制和調(diào)節(jié)的機(jī)制，保證決策方案的有效實(shí)施。

2、加強(qiáng)技術(shù)文件分析與探討，完善地鐵工程施工管理體系。作為地鐵工程施工管理的基礎(chǔ)，施工管理體系的完善是保障施工質(zhì)量的基礎(chǔ)與關(guān)鍵?，F(xiàn)代地鐵工程建設(shè)施工企業(yè)應(yīng)在工程中標(biāo)后加強(qiáng)對(duì)技術(shù)文件的分析與探討，結(jié)合地質(zhì)勘探報(bào)告明確地鐵施工難點(diǎn)與質(zhì)量控制要點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上對(duì)施工管理體系進(jìn)行完善，以施工管理體系的完善確保地鐵工程施工質(zhì)量，促進(jìn)工程施工建設(shè)質(zhì)量管理工作的開展。

四、地鐵隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理

地鐵隧道工程作為一項(xiàng)大型工程項(xiàng)目，存在著大量的不確定性風(fēng)險(xiǎn)因素，這些不確定性風(fēng)險(xiǎn)因素加大了地鐵施工技術(shù)的難度，嚴(yán)重地影響著地鐵隧道工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。風(fēng)險(xiǎn)管理是地鐵隧道工程項(xiàng)目管理中至關(guān)重要的一部分，且涉及面廣，問題復(fù)雜，工作量大。

1、地鐵隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理的基本內(nèi)部。地鐵隧道工程項(xiàng)目是一個(gè)投資比較大、工期比較長(zhǎng)、涉及面廣的復(fù)雜系統(tǒng)，在這些項(xiàng)目的建設(shè)過程中還會(huì)存在許多的不確定性和不可預(yù)見的因素，因而隧道工程建設(shè)中存在較大、較多風(fēng)險(xiǎn)因素。為使各風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工程項(xiàng)目造成的不利影響降至最低，有必要在地鐵隧道工程施工中實(shí)施合理有效的風(fēng)險(xiǎn)管理。通過風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃、風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控，科學(xué)合理地使用管理方法、技術(shù)手段對(duì)項(xiàng)目涉及的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施有效控制，主動(dòng)系統(tǒng)地對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全過程管理及監(jiān)控，達(dá)到降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，妥善處理風(fēng)險(xiǎn)事故不利后果的目的。

2、地鐵隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)要首先進(jìn)行的重要工作，但多被人忽視，因此防礙了對(duì)問題作長(zhǎng)遠(yuǎn)、全面的考慮。當(dāng)進(jìn)行地鐵隧道工程建設(shè)時(shí)，能引起風(fēng)險(xiǎn)的因素很多，后果嚴(yán)重程度各異，遺漏主要因素是不對(duì)的，但每個(gè)因素都考慮也會(huì)使問題復(fù)雜化，風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)就是要合理地縮小這種不確定性。

五、地鐵隧道信息化管理

在地鐵工程建設(shè)施工中，施工全過程的信息化管理有助于地鐵工程施工的監(jiān)控、有助于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)與地質(zhì)情況的監(jiān)測(cè)。以信息化技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用使企業(yè)能夠及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、監(jiān)測(cè)地表移動(dòng)變形等問題，進(jìn)而及時(shí)調(diào)整施工方案、保障施工安全與施工質(zhì)量。利用信息化管理技術(shù)提高施工質(zhì)量、保障施工監(jiān)測(cè)工作的開展，促進(jìn)地鐵工程施工管理工作的開展。

動(dòng)態(tài)化控制促使建設(shè)各方高度關(guān)注客觀條件的變化，是及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工方案的有效手段。但應(yīng)把握兩個(gè)要點(diǎn)：一是在工程量調(diào)整中必須采用配套的合同管理模式，才能避免違背招標(biāo)要約和合同原則的問題；二是在隧道的勘察設(shè)計(jì)中，必須加深前期地質(zhì)工作，確保初始施工組織設(shè)計(jì)的合理性，以減小動(dòng)態(tài)調(diào)整的幅度。對(duì)于隧道的進(jìn)度控制，應(yīng)該廣泛運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，摸清影響進(jìn)度的關(guān)鍵工序和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以便有針對(duì)地采取措施，提高進(jìn)度控制力度。

六、地鐵隧道施工企業(yè)質(zhì)量管理

強(qiáng)化施工企業(yè)質(zhì)量管理意識(shí)，促進(jìn)地鐵工程施工質(zhì)量管理工作的開展。在現(xiàn)代地鐵工程建設(shè)施工中，施工企業(yè)質(zhì)量意識(shí)的強(qiáng)化對(duì)地鐵施工質(zhì)量管理工作的開展、相關(guān)制度的完善都有著重要的意義。針對(duì)施工技術(shù)簡(jiǎn)單、施工企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富造成的質(zhì)量意識(shí)薄弱問題，地鐵工程施工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自身質(zhì)量管理意識(shí)的強(qiáng)化。通過全員施工質(zhì)量控制與管理意識(shí)的樹立，為施工過程中各項(xiàng)質(zhì)量控制管理工作的開展奠定基礎(chǔ)，保障工程施工質(zhì)量。

1、完善管理網(wǎng)絡(luò)，把質(zhì)量、安全職責(zé)落到實(shí)處

從源頭上控制質(zhì)量和安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。建立人、財(cái)、物等資源向優(yōu)秀經(jīng)營(yíng)管理者集聚的機(jī)制，充分發(fā)揮生產(chǎn)要素的作用；成立項(xiàng)目評(píng)審機(jī)構(gòu)，剔除營(yíng)利水平低、施工管理難度大、質(zhì)量和安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高、工程款支付能力差的施工企業(yè)。

2、強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理，實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控

要進(jìn)行質(zhì)量安全生產(chǎn)專項(xiàng)整治工作，統(tǒng)一思想、有序布置，排查反思、檢查督辦，才能很到良好的效果。專項(xiàng)檢查中檢查出來的隱患，能現(xiàn)場(chǎng)整改的整改，不能現(xiàn)場(chǎng)整改的落實(shí)專人整改。專項(xiàng)整治及隱患排查期間，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)管理。

3、廣泛動(dòng)員，全員參與，積極開展質(zhì)量安全宣傳教育活動(dòng)

安全教育以內(nèi)部和外部培訓(xùn)相結(jié)合的原則，及時(shí)組織項(xiàng)目經(jīng)理、安全員參加考核培訓(xùn)。組織學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)法律法規(guī)。對(duì)安全員、生產(chǎn)骨干應(yīng)具備的素質(zhì)和條件，以及安全員職責(zé)和工作任務(wù)都提出明確的要求；通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)，在思想上認(rèn)識(shí)到從“要你安全，變我要安全”的觀念。進(jìn)一步提高全員的安全意識(shí)。

4、加強(qiáng)質(zhì)量安全隊(duì)伍自身建設(shè)

加強(qiáng)隊(duì)伍自身建設(shè)，認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)、施工規(guī)范。

篇2

關(guān)鍵詞 地鐵隧道；火災(zāi)；防火

中圖分類號(hào) U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0170-01

1 城市地鐵隧道工程火災(zāi)特點(diǎn)

1.1 煙、熱危害嚴(yán)重

因地鐵出入口少，空氣流通不暢，通風(fēng)不足，氧氣供應(yīng)量不足，發(fā)生不完全燃燒，致使一氧化碳、二氧化碳等有毒氣體的濃度迅速升高，高溫?zé)煔獾臄U(kuò)散流動(dòng)，不僅使所到之處的可燃物蔓延燃燒，更嚴(yán)重的是導(dǎo)致疏散通道能見距離降低，即使在強(qiáng)力照明條件下能見度也只在1.0 m以內(nèi)，影響人員疏散和消防隊(duì)員撲救火災(zāi)。由于地鐵的內(nèi)部空間比較封閉，發(fā)生火災(zāi)后，煙、熱不能及時(shí)排出去，使熱量集聚，內(nèi)部空間溫度上升很快，發(fā)生“轟燃”的時(shí)間也比較短，但發(fā)生“轟燃”后，由于通風(fēng)量的限制，轟燃之后的燃燒速度比地面建筑慢，而且燃燒產(chǎn)物中的毒性成分、一氧化碳等濃度較高，散熱慢，由煙、熱造成的危害更大。

1.2 人員疏散困難

地鐵疏散由于受到條件限制，出入口少，疏散的距離較長(zhǎng)；火災(zāi)時(shí)，人員疏散只能步行通過出入口或聯(lián)絡(luò)通道，地面建筑火災(zāi)時(shí)使用的云梯車之類的消防救助工具對(duì)地下的人員疏散就無能為力。最重要的是火災(zāi)時(shí)，平時(shí)的出入口在沒有排煙設(shè)施或排煙設(shè)施效果較差時(shí)，將成為噴煙口，高溫的濃煙的流動(dòng)方向與人員逃生的方向一致，都是從下至上，而煙氣的擴(kuò)散流動(dòng)速度比人群的疏散逃生速度快的多，人們就在高溫濃煙的籠罩下逃生，能見度大大降低，使人群心理更加恐慌，同時(shí)煙氣中的有些氣體，如氨氣、氟化氫和二氧化硫等的刺激使人的眼睛睜不開，使人心理極度恐懼，可能會(huì)癱倒在地或盲目逃跑，造成不必要的傷亡。

1.3 撲救困難

地下建筑的火災(zāi)比地面建筑的火災(zāi)撲救要困難得多。我國(guó)地下建筑發(fā)生的數(shù)起大火中，最長(zhǎng)的一次延燒時(shí)間為41天。這次火災(zāi)共邀請(qǐng)了28個(gè)單位540名專家研究滅火方案，救火人員死亡4人，80多人受傷；搶救和滅火工作十分艱苦。地鐵發(fā)生火災(zāi)時(shí)究竟發(fā)生在哪個(gè)部位，無法直觀火場(chǎng)，需要詳細(xì)詢問和研究工程圖，分析可能發(fā)生火災(zāi)的部位和可出現(xiàn)的情況和危險(xiǎn)，才能作出滅火方案。而且由于滅火線路少，出入口又經(jīng)常是火災(zāi)時(shí)的冒煙口，消防隊(duì)員在高溫濃煙的情況下很難接近著火點(diǎn)

1.4 火災(zāi)蔓延快

隧道內(nèi)一旦起火，由于煙囪效應(yīng)，溫度和煙氣會(huì)迅速傳播，大部分能量被用去加熱通風(fēng)的空氣。此時(shí)，順風(fēng)側(cè)空氣的溫度可達(dá)到1 000℃以上，熾熱的空氣在流經(jīng)途中可把它的熱量傳遞到任何可燃的材料上，這樣火可以從一個(gè)燃料火源跳躍一個(gè)長(zhǎng)度引燃下一個(gè)著火點(diǎn)。這個(gè)跳躍的長(zhǎng)度約為隧道直徑的50倍。由于地鐵相對(duì)封閉，和外界的聯(lián)系只有出入口和換風(fēng)口，故煙、熱不能及時(shí)排出，使熱量聚集，內(nèi)部空間溫度上升很快，地鐵工程火災(zāi)具有減光性。當(dāng)煙氣彌漫時(shí)，可見光因受到煙粒子的遮蔽而減弱能見度大大降低，同時(shí)煙氣中的有些氣體如氨氣、氟化氫、二氧化硫等的刺激使人的眼睛睜不開從而妨礙人員的疏散?；馂?zāi)時(shí)的濃煙滾滾使人們的心理產(chǎn)生恐怖感，有的失去活動(dòng)能力癱倒在地，有的失去理智盲目逃跑造成不必要的傷亡。正因?yàn)榈罔F隧道的這些特點(diǎn)使得在地鐵隧道內(nèi)消防措施應(yīng)該采用最技術(shù)先進(jìn)、行之有效的方法。

2 地鐵工程的防火手段與發(fā)展

我國(guó)地鐵工程現(xiàn)有的消防設(shè)施系統(tǒng)主要有消火栓滅火系統(tǒng)，化學(xué)滅火設(shè)施，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，防火防煙分區(qū)，防排煙系統(tǒng)，安全疏散和結(jié)構(gòu)耐火的設(shè)計(jì)。而現(xiàn)在“消”方面在隧道區(qū)間主要采用的仍是比較傳統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警+消火栓滅火系統(tǒng)，只有在設(shè)有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的車站站廳才設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，在車站管理用房和設(shè)備用房?jī)?nèi)，因其設(shè)備的特殊性通常采用化學(xué)滅火設(shè)施。

2.1 消火栓滅火系

消火栓滅火系統(tǒng)目前仍是地鐵消防設(shè)計(jì)中采用的主要滅火工具，因其價(jià)格便宜，安裝方便而被普遍采用。消火栓用水量按全線同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，消火栓的布置要保證任何位置失火，都能同時(shí)有兩股水柱到達(dá)。

2.2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)具有很高的滅火、控火率，且不污染環(huán)境，應(yīng)該有很廣闊的應(yīng)用前景。但目前在地鐵工程消防的設(shè)計(jì)中應(yīng)用的很少，只有在設(shè)有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)開發(fā)的車站才設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，原因是多方面的。不采用的原因經(jīng)濟(jì)上是因?yàn)橘M(fèi)用太高，在滅火效果上的原因是認(rèn)為使用自動(dòng)噴水會(huì)使煙氣層高度降低，擾亂煙氣層的流動(dòng)規(guī)律，不利于排煙和疏散。但是，自動(dòng)噴水也有很多優(yōu)點(diǎn)。

1）可撲滅初期火災(zāi)，消火栓滅火系統(tǒng)滅火要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、報(bào)警、然后消防員去救火。等到消防員趕到出事地點(diǎn)時(shí)可能火災(zāi)已經(jīng)發(fā)展到無法控制的地步，錯(cuò)失了滅火的良機(jī)。而且地鐵內(nèi)著火外部很難發(fā)現(xiàn)具體的著火點(diǎn)，又給撲救帶來了困難。

2）采用細(xì)水霧，可降低煙氣濃度，且用水量少。

3）可靠性更高。

2.3 防火分區(qū)和防排煙系統(tǒng)

車站每一個(gè)防火分區(qū)最大允許使用面積不大于1 500 m2，采用水幕保護(hù)的防火卷簾。防煙分區(qū)面積最大為750 m2。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員的傷亡絕大多數(shù)是被煙氣熏倒、中毒、窒息所致。因此，地鐵工程中的防排煙系統(tǒng)就特別重要。以免影響疏散。安全疏散系統(tǒng):車站內(nèi)設(shè)最高優(yōu)先權(quán)的防災(zāi)廣播。且確保車站乘客在6 s內(nèi)疏散完畢，即列車遠(yuǎn)期高峰小時(shí)滿載的乘客和站臺(tái)上候車的乘客以及工作人員在內(nèi)全部安全撤離，設(shè)計(jì)時(shí)確保下車乘客至就近通道和樓梯間的最大距離不超過50 m。

2.4 結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)與性能化防火

地鐵的地下工程及出入口、風(fēng)亭、地面車站均應(yīng)按一級(jí)耐火等級(jí)設(shè)計(jì)，裝修材料按一級(jí)防火要求。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)處理。地鐵工程火災(zāi)的防護(hù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行地下工程防火規(guī)范，貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，進(jìn)一步完善人防工程防火設(shè)計(jì)及施工規(guī)范，盡快組織專家編寫地下工程的消防設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)范。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和建筑科技的長(zhǎng)足進(jìn)步，新型建筑的大量出現(xiàn)使性能化防火設(shè)計(jì)成為一種新型的防火設(shè)計(jì)方法。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)的處方式設(shè)計(jì)己經(jīng)不能滿足新型建筑的防火需要。但在地鐵防火設(shè)計(jì)中，性能化防火設(shè)計(jì)采用的還很少，在我國(guó)，性能化防火設(shè)計(jì)方法已受到越來越多的人們的重視，發(fā)展與采用性能化防火設(shè)計(jì)已成為人們的共識(shí)，制定性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范也成為許多學(xué)者和設(shè)計(jì)人員談?wù)摰闹匾掝}。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：地鐵隧道，防水注漿，技術(shù)應(yīng)用

1案例地鐵隧道工程基本概況

某地鐵隧道長(zhǎng)1697m，沿線地形起伏陡峭，線路高程4555m，埋深3-106m，所在區(qū)域年平均降水量220.9mm，周圍地質(zhì)以三疊系板巖夾片巖為主，山坡廣泛分布洪積碎石土和坡積角礫土，因此工程施工時(shí)需考慮到板巖和片巖的節(jié)理、裂隙發(fā)育等，另外勘察資料顯示隧道周圍地表水來自附近溝床季節(jié)性流水和地面降水，而地下水來自于基巖裂隙水，水源非常豐富。在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道襯砌結(jié)構(gòu)背后的圍巖具有良好滲透性，地表水和地下水滲透到襯砌結(jié)構(gòu)后郁積其中，導(dǎo)致防水層的局部破壞，再加上其他因素的影響，最終出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏水問題。為解決工程的滲漏水問題，本工程參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》和《隧道排放水技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，采取“防、排、截、堵”相結(jié)合的施工方式，借助注漿、噴涂等方法，旨在減少圍巖變形和加強(qiáng)混凝土薄弱位置，保證地下水排放量達(dá)標(biāo)。與此同時(shí)，本工程還參照《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，將工程防水等級(jí)列為4級(jí)，驗(yàn)收時(shí)檢查是否存在漏水點(diǎn)、流線和漏泥砂現(xiàn)象，而且需將工程平均漏水量控制在2L/?d之內(nèi)，在隧道內(nèi)任何位置100范圍內(nèi)的防水面積，平均漏水量不得大于4L/?d。

2案例地鐵隧道工程防水注漿技術(shù)的應(yīng)用方法

在了解案例地鐵隧道工程施工背景概況的基礎(chǔ)上，可以看出該地鐵隧道工程滲漏水問題解決的迫切性，而防水注漿技術(shù)，在相關(guān)工程當(dāng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的適用性，在此分別對(duì)本隧道圍巖、結(jié)構(gòu)縫、襯砌背后進(jìn)行防水注漿施工：

2.1圍巖防水注漿方法

本隧道圍巖掌子面位置，涌水問題頗為嚴(yán)重，直接威脅開挖面的穩(wěn)定性，需對(duì)該位置的防水注漿，具體施工方法如下：

（1）注漿準(zhǔn)備。在注漿之前，將砼噴射于掌子面之上，在噴射厚度約15cm之后，檢查掌子面是否完全嵌入初支里面，目的是避免掌子面注漿期間出現(xiàn)泡漿現(xiàn)象，與此同時(shí)，于掌子面放線和標(biāo)出注漿孔位置，依次擺放和調(diào)試鉆孔機(jī)具，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)注好的孔位鉆孔。鉆孔期間，外插角必須調(diào)整，同時(shí)觀察地層變化狀況，以此判斷鉆孔位置是否準(zhǔn)確和作為注漿效果分析依據(jù)。每鉆完一個(gè)注漿孔，立刻將注漿管插入其中，留出約10cm連接輸漿管，同時(shí)將速凝砂漿注入注漿管與注漿孔之間的縫隙。

（2）注漿施工。圍巖防水注漿所需的漿液，借助漩流式攪拌機(jī)均勻攪拌而成，期間同時(shí)放水和投入外摻劑，在攪拌溶解后，投入水泥攪拌約5min，然后將攪拌好的漿液，過濾后倒入儲(chǔ)漿桶。注漿時(shí)，壓水試驗(yàn)管路密封性程度和注漿泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，視情況控制注漿的高度、速度和水灰比，以及觀察注漿壓力、孔口、掌子面的情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，譬如掌子面跑漿，需進(jìn)行及時(shí)處理。每個(gè)孔注漿后2小時(shí)內(nèi)，檢查各個(gè)孔的出水量，并與標(biāo)準(zhǔn)滲漏水設(shè)計(jì)量比對(duì)分析，如果大于該設(shè)計(jì)量，則需要重新掃孔、鉆孔、注漿，直至出水量合格，同時(shí)記錄好注漿期間流量、壓力等變化情況，作為判斷注漿成效的依據(jù)，并在注漿結(jié)束后，清洗干凈管路、設(shè)備等，以免殘留的漿液堵塞管路而影響設(shè)備正常使用。

2.2結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿方法

結(jié)構(gòu)縫需采用鉆孔化學(xué)注漿方式，即在確認(rèn)裂縫位置后，標(biāo)注孔位、鉆孔和利用壓力水沖洗裂縫，再進(jìn)行化學(xué)注漿，其施工方法如下：

（1）裂縫位置確認(rèn)。本地鐵隧道結(jié)構(gòu)縫確認(rèn)，需清除干凈襯砌表面，找準(zhǔn)和標(biāo)記好裂縫位置，然后圍繞裂縫，在其環(huán)向10cm的襯砌表面范圍內(nèi)，利用雙快水泥封堵裂縫，并在裂縫位置預(yù)留檢查孔，其中檢查孔需與注漿孔保持約2倍的距離。

（2）孔位標(biāo)注和鉆孔?？v向裂縫鉆孔位置的標(biāo)注，必須位于裂縫之上，并且與裂縫保持30cm的縱向距離，而環(huán)向裂縫鉆孔位置以交錯(cuò)的方式，于裂縫左右側(cè)布置，其中鉆孔的間距，結(jié)合裂縫寬度而定，裂縫寬度小于1mm時(shí)，鉆孔間距30cm；裂縫寬度在1mm-3mm之間時(shí)，鉆孔間距40cm；裂縫寬度不小于3mm時(shí)，鉆孔間距50cm。鉆孔時(shí)，選用規(guī)格φ12.6mm的鉆頭，同時(shí)借助坡度尺嚴(yán)格調(diào)節(jié)鉆孔的傾角，縱向裂縫與環(huán)向裂縫的鉆孔，孔深控制在32cm，孔口距離裂縫垂直距離為16cm，傾角為36.03°，鉆進(jìn)時(shí)保持沖擊力度的均勻和孔洞的順直，盡可能減少對(duì)孔口混凝土的擾動(dòng)。

（3）壓水沖洗裂縫。鉆孔后，將風(fēng)管插入孔底，以高壓風(fēng)將孔內(nèi)的粉塵等清除干凈，然后插入注漿嘴代替風(fēng)管，以2-13Mpa的水壓，通過注漿嘴往孔內(nèi)壓入清水，目的是徹底清除裂縫中的灰塵和潤(rùn)濕裂縫，達(dá)到標(biāo)定估算流水量后，即可停止壓水，時(shí)間大約在0.5-1min之間，期間如果發(fā)現(xiàn)壓水時(shí)間太長(zhǎng)，而且水壓回落速度緩慢，則說明鉆孔與裂縫沒有相交，應(yīng)加深或者重新鉆孔，最后再利用高壓風(fēng)將孔內(nèi)積水吹干。

2.3襯砌背后回填注漿方法

襯砌背后采用回填注漿方式，需要在標(biāo)注孔位的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鉆孔、清縫、封縫、安裝注漿管，然后進(jìn)行回填注漿，其施工方法如下：

（1）標(biāo)注孔位。分別在拱頂中心、拱頂兩側(cè)拱腳、拱腳距離水溝蓋板1.8m位置，標(biāo)出孔位，然后對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)，其中除了拱頂中心的孔位保持3m間距，其他位置的孔位，均以2m為標(biāo)準(zhǔn)間距。所標(biāo)注的孔位，與環(huán)向縫保持至少50cm的距離，以免鉆孔時(shí)加劇環(huán)向裂縫的開裂。

（2）鉆孔、清縫、封縫和安裝注漿管。根據(jù)標(biāo)注的孔位編號(hào)，先鉆奇數(shù)編號(hào)孔，然后再鉆偶數(shù)編號(hào)孔。其中成孔直徑與注漿管大小一致，即40mm，孔深則需要超過兩層防水板。鉆孔后，按照結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿的方式清孔和封孔，再將準(zhǔn)備好的PVC材料注漿管插至孔底，固定好之后將注漿管閥門關(guān)閉。

（3）回填注漿。奇數(shù)編號(hào)孔選用普通硅酸鹽水泥漿液，其中摻入約水泥重量9%的抗裂膨脹劑，而偶數(shù)編號(hào)孔選用GRM水泥漿液。注漿時(shí)，先注漿奇數(shù)編號(hào)孔，按照從下而上的順序，分別注漿邊墻孔、拱腳孔、拱頂孔，注漿壓力控制在0.6-0.8MPa范圍內(nèi)，每次在壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，需要穩(wěn)壓5分鐘左右，等到壓力下降，再繼續(xù)壓漿，直至結(jié)束注漿，而偶數(shù)編號(hào)孔注漿壓力控制在0.8MPa，其他注漿工藝一致。注漿期間，要密切觀察襯砌結(jié)構(gòu)的變化情況，檢查是否存在漏漿、漿液滲出等問題，并及時(shí)采取措施解決。

3結(jié)束語(yǔ)

文章通過研究，基本明確了案例地鐵隧道工程圍巖防水注漿、結(jié)構(gòu)縫鉆孔化學(xué)注漿、襯砌背后回填注漿技術(shù)應(yīng)用的方法，考慮到其他地鐵隧道工程防水注漿施工要求和條件的差異性，以上方法在其他工程中應(yīng)用時(shí)，還需要結(jié)合具體工程的施工情況，進(jìn)行靈活參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]王清江，王悅.地鐵隧道襯砌背后注漿防水及裂縫滲水整治技術(shù)研究[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2012，（1）：72-74.

篇4

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探技術(shù)；鐵路隧道工程；應(yīng)用措施

1地質(zhì)鉆探技術(shù)的特點(diǎn)分析

開展鐵路隧道工程前，施工單位要對(duì)施工區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行有效調(diào)查，根據(jù)工程施工特點(diǎn)明確具體的施工位置，同時(shí)需要為地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用做好準(zhǔn)備工作。在地質(zhì)鉆探時(shí)，需要完成地質(zhì)探測(cè)目標(biāo)，根據(jù)工程施工實(shí)際情況，科學(xué)、合理規(guī)劃工程線，開展有效的地質(zhì)鉆探的施工作業(yè)式。由于鐵路隧道工程特殊要求不多，在實(shí)際控制階段，可充分運(yùn)用鉆探法，在特殊地段鉆探階段，需要根據(jù)鉆探目標(biāo)合理改善調(diào)整工作計(jì)劃。此外需要結(jié)合鐵路隧道工程特征，合理選擇鉆孔工具，需要針對(duì)巖石情況和圖紙條件，開展地質(zhì)鉆探工作[1]。

2鐵路隧道工程中地質(zhì)鉆探技術(shù)存在的問題

當(dāng)前我國(guó)勘察市場(chǎng)缺乏科學(xué)化管理，并且逐漸減少投資量，在工程地質(zhì)鉆探過程中主要是利用勘察資料完成相關(guān)工作，因此鐵路隧道工程比較特殊，一些機(jī)構(gòu)為了獲取較多的經(jīng)濟(jì)效益，因此增加了弄虛作假的問題，影響到勘察市場(chǎng)的秩序，無法獲取預(yù)期工作目標(biāo)。我國(guó)不斷擴(kuò)大鐵路隧道工程規(guī)模，同時(shí)不斷提高投資力度，雖然具有國(guó)家政策支持，但是我國(guó)地質(zhì)勘察地質(zhì)鉆探技術(shù)工程水平仍舊較低。對(duì)比國(guó)外的勘察機(jī)構(gòu)，我國(guó)地質(zhì)勘察隊(duì)伍存在飽和問題，國(guó)家并未終端地質(zhì)勘察工程的資金鏈，同時(shí)相應(yīng)的政策。但是在實(shí)際勘探工作中，勘察隊(duì)伍不符合國(guó)家發(fā)展需要，在地質(zhì)鉆探技術(shù)和研發(fā)工作中也面臨相似問題，在一定程度上限制我國(guó)地質(zhì)鉆探工作發(fā)展[2]。

3地質(zhì)鉆探技術(shù)的具體分析

3.1繩索取芯技術(shù)

該技術(shù)在運(yùn)用時(shí)，不用反復(fù)操作，將巖心取出，如果工具有堵塞可以落實(shí)打探的工作，學(xué)入其中取出巖心就可以有效完成工作任務(wù)。繩索取芯鉆探技術(shù)操作難度比較低，可以提高整體鉆探效率，使整體工作效率水平不斷提升。當(dāng)前在鐵路隧道工程中廣泛利用繩索取芯技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)具有較低的鉆探深度，可以獲取完整的巖心。此外具有較高的鉆孔效率，可以有效縮短操作時(shí)間，促使工作人員投入更多的精力處理意外事故，延長(zhǎng)鉆頭整體使用壽命。此外可以降低工作人員的勞動(dòng)成本，因此在未來將會(huì)進(jìn)一步拓展這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.2液動(dòng)潛孔錘

使用該技術(shù)需要加入沖洗液有效運(yùn)行，有力推進(jìn)鉆探工作，通過反復(fù)運(yùn)動(dòng)，向鉆頭傳遞一定的作用動(dòng)力，完成工作目標(biāo)。在反復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生一定的沖擊力，并有效掌握工作的節(jié)奏。當(dāng)前在復(fù)雜地質(zhì)中更多的利用液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)，在使用之前工作人員需要全面檢查設(shè)備，保障設(shè)備緊固效果，因此液動(dòng)潛孔錘鉆探工作中震動(dòng)頻率比較大，通過緊固設(shè)備，可以提高工作的穩(wěn)定性，優(yōu)化整體工作性能。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和完善常規(guī)鉆探技術(shù)，可以提高鉆探效率和質(zhì)量，如果巖土層具有較高的硬度，也可以利用液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)，利用這項(xiàng)技術(shù)可以提高整體工作效率，同時(shí)可以節(jié)省鉆探成本。工作人員在利用這項(xiàng)技術(shù)可以解決復(fù)雜巖層問題。當(dāng)前不斷發(fā)展新型鉆探技術(shù)，也不斷擴(kuò)大液動(dòng)潛孔垂鉆探技，在實(shí)際應(yīng)用階段也存在不完善之處，例如因此長(zhǎng)期用于高強(qiáng)度工作環(huán)境當(dāng)中，很容易損壞鉆頭，因此工作人員需要加大維護(hù)力度，進(jìn)一步優(yōu)化鉆頭工作性能，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命[3]。

3.3反循環(huán)鉆探技術(shù)

循環(huán)介質(zhì)直接影響到反循環(huán)鉆探技術(shù)，如果在實(shí)際工作中利用水利作用，通過鉆頭的鉆探作用，把巖心取出。該技術(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，并且可以在無水環(huán)境下，重要使用此技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用中存在技術(shù)方面的限制，需要施工單位根據(jù)工程實(shí)際情況酌情考慮應(yīng)用。反循環(huán)鉆探技術(shù)可以根據(jù)介質(zhì)特征分為兩種形式，第一種介質(zhì)是水，第二種介質(zhì)是空氣。利用空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)，首先需要壓縮空氣，利用雙壁鉆桿外管降壓縮空氣，并且向鉆孔底部輸送空氣，通過空氣膨脹箱巖石上傳遞作用力，最終利用壓縮的空氣作用力向地表運(yùn)輸巖石碎屑，因此獲取巖土樣本，并且需要化驗(yàn)巖土樣本。水利反循環(huán)系統(tǒng)的工作原理和空氣鉆探具有一致性，二者的不同之處在于水利反循環(huán)的介質(zhì)是泥沙或者誰(shuí)，因此獲取巖心。對(duì)比二者，空氣反循環(huán)的鉆探效率比較高，可以降低經(jīng)濟(jì)成本和勞動(dòng)成本，在干旱缺水地區(qū)更加適用，利用水循環(huán)鉆探技術(shù)可以獲取更加精確的信息，同時(shí)可以輔助化驗(yàn)人員明確地質(zhì)構(gòu)造信息，減少工作時(shí)間，同時(shí)可以降低整體勞動(dòng)成本，但是這種方式耗能比較大。一些地區(qū)的地質(zhì)具有松軟的特征，很容易發(fā)生坍塌問題，可以利用兩種鉆探技術(shù)[4]。

3.4組合鉆探工藝

當(dāng)前應(yīng)用的最為廣泛的地質(zhì)鉆探技術(shù)為組合鉆探工藝，可以綜合設(shè)備的各種功能，根據(jù)不同工具的性能，優(yōu)化整體工作效果，因此保障地質(zhì)鉆探工作效果。組合鉆探工藝具有很強(qiáng)的綜合性，通過結(jié)合繩索取心和反循環(huán)取樣技術(shù)，提高整體工作效率，降低人工成本，因?yàn)榻M合鉆探工藝具有廣闊的適用范圍，工作人員可以結(jié)合工程施工需求，合理選擇鉆探手段。

3.5空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)

空氣泡沫鉆主要是混合氣體和液體以及發(fā)泡劑，因此形成泡沫流體，可以用來沖洗介質(zhì)。在工程勘探工作中遇到空巷等底層，利用傳統(tǒng)鉆進(jìn)技術(shù)無法獲取準(zhǔn)確的資料，甚至?xí)l(fā)工程事故。利用空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)可以避免發(fā)生鉆孔漏失問題，使地質(zhì)鉆探效率因此提高[5]。

3.6其它新材料技術(shù)

除去上述的地質(zhì)鉆探技術(shù)，當(dāng)前在鐵路隧道工程中開始利用一些新型材料，例如在干旱地區(qū)可以利用節(jié)水鉆探技術(shù)，在研究鉆頭的過程中，利用超聲波技術(shù)制作出金剛石鉆頭，根據(jù)這些地質(zhì)鉆探技術(shù)的特性，在不同的地質(zhì)環(huán)境中利用，工作人員需要經(jīng)過實(shí)地考察合理選擇地質(zhì)鉆探技術(shù)，有效節(jié)省鉆探成本，同時(shí)進(jìn)一步提高地質(zhì)鉆探工作效率。

3.7在地質(zhì)勘查中全面應(yīng)用鉆探技術(shù)

地質(zhì)鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘察工作中廣泛利用，在各個(gè)地質(zhì)勘察階段都可以利用，因?yàn)椴煌牡刭|(zhì)鉆探技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用階段需要綜合考慮自然因素和人為因素，把握鉆進(jìn)深度和鉆孔目的，合理選擇鉆進(jìn)方法。在選擇地質(zhì)鉆探技術(shù)的過程中，工作人員需要根據(jù)不同的情況合理選擇鉆探方式，高效獲取巖心。在勘察地下水文的過程中，工作人員需要結(jié)合鉆孔結(jié)構(gòu)含水層的要求，在土層鉆探過程中，主要是利用干鉆，同時(shí)需要盡量縮短鉆探工作路程。因?yàn)槲覈?guó)地質(zhì)鉆探工作已經(jīng)發(fā)展一段時(shí)間，因此已經(jīng)形成了完整的技術(shù)體系，勘察人員在勘察階段，需要嚴(yán)格遵守工作規(guī)定，掌握各種專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)格遵守具體的操作流程，順利開展勘察工作。此外需要根據(jù)鐵路隧道工程的需要，制定出科學(xué)的規(guī)定，在地質(zhì)勘察過程中，鉆探人員需要合理選擇取土方式和鉆土類型，使鉆探工作效率進(jìn)一步提高。

4鉆探技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用方法

4.1擊入法

在各種地質(zhì)條件中都可以利用擊入法，在取料階段，工作人員需要利用輕錘多次沖擊鉆孔外側(cè)，此外也可以可利用重錘少量沖擊鉆孔內(nèi)部，在硬質(zhì)土層中擊入法應(yīng)用效果比較好，結(jié)合可靠性數(shù)據(jù)，利用孔內(nèi)重錘法，可以提高整體工作效率，優(yōu)化工作效果[6]。

4.2壓入法

針對(duì)軟土地質(zhì)，在取樣階段需要利用壓入法，在實(shí)際工作中利用連續(xù)性壓入法，因此獲取土層樣品，工作人員需要利用專業(yè)的按壓裝置按壓提取目標(biāo)土層，如果土層比較復(fù)雜，可以利用斷續(xù)壓入法，在工作過程中不會(huì)擾動(dòng)土層，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

5鐵路隧道工程地質(zhì)鉆探技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1技術(shù)的未來發(fā)展

使用地質(zhì)鉆探，其范式和模式具有單一性的特點(diǎn)，所以在應(yīng)用時(shí)有明顯的問題。我們國(guó)家不斷開拓地質(zhì)的鉆探技術(shù)，在地質(zhì)鉆探過程中，要充分運(yùn)用智能化的設(shè)備，開展深入的工作研究工作。所以在開展鉆探方式，需要對(duì)新技術(shù)加以研究、分析，在實(shí)際工作過程中，充分運(yùn)用各技術(shù)設(shè)備開展工作。

5.2設(shè)備的未來發(fā)展

當(dāng)前，我們國(guó)家的地質(zhì)鉆探技術(shù)在不斷發(fā)展，鐵路隧道工程不斷發(fā)展，利用傳統(tǒng)的地質(zhì)鉆探設(shè)備很難滿足工程要求，未來滿足工程施工要求，需要加大力度研究地質(zhì)鉆探設(shè)備。由于設(shè)備非常多元化，在設(shè)計(jì)中如果一味只用單一的設(shè)備，可能會(huì)造成工序復(fù)雜、操作機(jī)械等問題，所以在實(shí)際工程開展情況下，需要使用具有多功能的設(shè)備進(jìn)行工作[7]。在地質(zhì)鉆探過程中，為了提高巖心采取率，工作人員需要合理選擇鉆心和取芯工具。在地質(zhì)鉆探工作過程中，工作人員可以選用金剛石鉆頭，金剛石鉆頭主要包括高溫?zé)Y(jié)和低溫電鍍兩種類型，電鍍金剛石鉆頭具有良好的性能，嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇電鍍鉆頭，使地質(zhì)鉆探的巖心采取率因此提高。

5.3地質(zhì)鉆探工藝發(fā)展

在在地質(zhì)鉆探過程中，鉆探工藝直接影響到巖心采取率，因此工作人員需要合理選擇鉆探工藝。在砂層鉆井過程中，需要設(shè)置泥漿護(hù)壁，利用階梯式肋骨硬質(zhì)合金鉆頭，實(shí)現(xiàn)循環(huán)式鉆進(jìn)過程，在礫砂中選用方柱狀的硬質(zhì)合金鉆頭。在鉆進(jìn)破碎石階段，工作人員可以利用雙管鉆具，循環(huán)開展雙管鉆工作，使巖心采取率因此提高，順利開展地質(zhì)鉆探工作[8]。

5.4發(fā)展建議

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，也進(jìn)一步發(fā)展了我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)，但是我國(guó)鉆探設(shè)備還不夠先進(jìn)，需要進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，影響到地質(zhì)鉆探工作效率。此外在地質(zhì)鉆探過程中，因?yàn)槿狈ν晟频墓芾碇贫龋枨蟾咚刭|(zhì)技術(shù)人員，影響到該行業(yè)的發(fā)展。為有效提高我們國(guó)家地質(zhì)鉆探技術(shù)的水平，一是需進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)，加強(qiáng)研究鉆探設(shè)備，積極學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)地質(zhì)鉆探設(shè)備的自動(dòng)化水平因此提高。另一方面在開展地質(zhì)鉆探工作的過程中，需要提高操作人員的安全意識(shí)，完善各項(xiàng)工作制度以及有關(guān)工作。在開展相關(guān)工作時(shí)結(jié)合人員的專業(yè)特點(diǎn)，有效提升地質(zhì)鉆探的工作質(zhì)量。在開展地質(zhì)鉆探工作時(shí)，需要利用各種新方法和新技術(shù)，因此研發(fā)新技術(shù)和新方法需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的時(shí)間，因此為了更好的利用新技術(shù)，需要加大力度宣傳新技術(shù)和新方法，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)演示工作，有效應(yīng)用新技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)的地質(zhì)鉆探技術(shù)。

6結(jié)束語(yǔ)

本文分析了地質(zhì)鉆探技術(shù)在鐵路隧道工程中的應(yīng)用，為了發(fā)揮出地質(zhì)鉆探技術(shù)的作用，在實(shí)際工作中，需要加強(qiáng)創(chuàng)新和優(yōu)化，優(yōu)化地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用效果，同時(shí)可以提高鉆探效率，為鐵路隧道工程施工奠定基礎(chǔ)。

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篇5

【關(guān)鍵詞】地鐵 區(qū)間隧道 盾構(gòu)機(jī)

成都市地鐵一期工程為規(guī)劃地鐵一號(hào)線的紅花堰至世紀(jì)廣場(chǎng)段，正線全長(zhǎng)15．15km，其中地下線長(zhǎng)11．92km，高架及過渡段長(zhǎng)3．23km。計(jì)有車站13座，車輛段及綜合基地1處，控制中心1座，主變電所1座。

1 環(huán)境條件

成都市地鐵一期工程位于成都市中心南北主軸線和主要客運(yùn)交通走廊內(nèi)，沿線建筑物密集，商貿(mào)繁榮，交通十分緊張。線路途經(jīng)火車北站、騾馬市、市體育中心、天府廣場(chǎng)、省體育館、火車南站、行政廣場(chǎng)、世紀(jì)廣場(chǎng)等交通樞紐和主要客流集散點(diǎn)以及待開發(fā)的城南市級(jí)副中心和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。

2 地質(zhì)情況

成都市地鐵一期工程沿線第四系地層廣布，基巖埋藏較深，由北向南第四系地層厚度逐漸變?。浜穸?6．5-15m，自上而下有下列各層：

2．1 人工填筑層(Q4ml)

2．2 第四系全新統(tǒng)沖積層(Q4al)

上部為可塑粘土或粉質(zhì)粘土、粉土，厚0．6～4．1m，北薄南厚。下部為卵石土，濕～飽和，稍密-

密實(shí)，厚2~10m。卵石成份為巖漿巖質(zhì)、變質(zhì)巖質(zhì)，呈圓形、亞圓形，多為微風(fēng)化，少為中等風(fēng)化。卵石粒徑一般為4-9cm，部分大于12cm，含少量粒徑大于20cm的漂石。

2．3 第四系上更新統(tǒng)冰水沉積、沖積層(Q3fgl+a1)

當(dāng)其上無全新統(tǒng)(Q4al)覆蓋時(shí)，一般具二元結(jié)構(gòu)：上部為可塑粘土、粉質(zhì)粘土，厚0．8~6．4m；下部為卵石土，飽和，—般中密—密實(shí)，少為稍密，厚7．0～15．om，北段沙河附近厚度大于25m，卵

石呈圓形、亞圓形，巖漿巖質(zhì)、變質(zhì)巖質(zhì)，多為微風(fēng)化，少為中等風(fēng)化，卵石粒徑一般為5～8cm，部分大于15cm，由于冰水的攜帶作用，沉積了較多的大粒徑礫石，據(jù)試驗(yàn)段地質(zhì)詳勘報(bào)告和全線地質(zhì)咨詢報(bào)告，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)最大粒徑達(dá)到670nllrl，試驗(yàn)段卵石粒徑分析表示：漂石(>200mill)：O～22．3％，卵石(20～200mm)：45．6％-74．6％，礫石(2—20mm)：3．1％-20．1％，砂粒(

2．4 第四系中更新統(tǒng)冰水沉積、沖積層(Q2fgl+al)

主要為卵石土，飽和，中密-密實(shí)。一般厚3~9m，最薄1．4m，局部大于15m，9陌成份為巖漿巖質(zhì)、變質(zhì)巖質(zhì)，多為中等風(fēng)化，具弱鈣質(zhì)膠結(jié)，粒徑3-8cm，部分大于15cm，含少量大于20cm的漂石。

2．5 白堊系上統(tǒng)灌口組(K2g)

泥巖，紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚～厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖面埋深14-37m。

地下水主要賦存在卵石土中，水量極其豐富，滲透系數(shù)K=12．53-27．4m／d，枯水期地下水位埋深3—5m，豐水期2-4m。

3 區(qū)間隧道施工方法的選擇

施工方法對(duì)結(jié)構(gòu)型式的確定和工程造價(jià)有決定性影響。施工方法的選定，一方面受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件等多種因素的制約，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程的難易程度、工期、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)效果等產(chǎn)生直接的影響。

成都市地鐵一期工程通過交通繁忙、客流集中、房屋密集、地下管線縱橫地帶，為減少地鐵施工對(duì)城市交通和市民正常生活的干擾，宜采用暗挖法施工。

3．1 礦山法

地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工，是近年來為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來的一種施工方法，也稱淺埋暗挖法，目前在我國(guó)地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已廣泛采用。淺埋暗挖法施工工藝簡(jiǎn)單、靈活，并可根據(jù)施工監(jiān)控量測(cè)的信息反饋來驗(yàn)證或修改設(shè)計(jì)和施工工藝，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的目的。

根據(jù)線路縱剖面設(shè)計(jì)，該段區(qū)間隧道全部位于飽水的砂卵石地層中，隧道施工前必須在沿線超前進(jìn)行施工降水，并且由于砂卵石土層松散，無膠結(jié)，本身無自穩(wěn)能力，因此開挖前必須在拱部采用管棚進(jìn)行超前支護(hù)，控制圍巖的變形，防止隧道上方圍巖坍塌。并通過管棚對(duì)地層進(jìn)行注漿加固，使拱部砂卵石層得到膠結(jié)，形成注漿加固圈，以提高砂卵石層的自穩(wěn)能力。施工時(shí)原則上應(yīng)少擾動(dòng)圍巖，宜采用管超前、短臺(tái)階、短進(jìn)尺，環(huán)形開挖留核心土，及時(shí)施作初期支護(hù)，并修建仰拱盡快形成封閉結(jié)構(gòu)，勤量測(cè)及時(shí)反饋信息。并及時(shí)對(duì)初期支護(hù)背后進(jìn)行回填注漿。

1992年施工的成都市順城街人防工程鹽市口地段，采用暗挖人行通道連接，其通道全長(zhǎng)55．093m，開挖寬度5．8m，凈高5．6m，隧道基底埋置深度為15m，頂部覆蓋層厚度7．55m。其工程位于飽水、松散、無膠結(jié)的砂卵石地層中，施工中采用了松散圍巖淺埋暗挖法，包括大面積井點(diǎn)降水、大管棚注漿超前加固、密排小管棚超前預(yù)支護(hù)及格柵支撐和模噴混凝土等技術(shù)，取得了成功。

成都市順城街人防工程所處的地質(zhì)條件及周邊環(huán)境類似地鐵暗挖區(qū)間隧道。因此，人行通道的建成是地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工的一次成功的嘗試，為地鐵工程提供了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也提出了工程中須解決的技術(shù)問題。人行通道施工時(shí)曾考慮了小導(dǎo)管超前注漿加固和長(zhǎng)管棚超前注漿加固兩種方案。小導(dǎo)管施工簡(jiǎn)單、靈活，無須大的鉆機(jī)設(shè)備，可加快施工進(jìn)度，費(fèi)用較低。但根據(jù)多組小導(dǎo)管成孔的試驗(yàn)結(jié)果證明，在這種密實(shí)的的砂卵石地層中，用一般鐵路隧道常用的鑿巖機(jī)鉆孔，成孔困難，由于卵石卡鉆導(dǎo)致無法鉆進(jìn)，也無法插入鋼管，故最終采用了潛孔錘沖擊旋轉(zhuǎn)跟管鉆進(jìn)成孔工藝，邊鉆進(jìn)邊跟管，形成旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，沖擊跟管，巖芯管攜出砂石之循環(huán)作業(yè)系統(tǒng)，采用大管套小管的長(zhǎng)管棚方案，取得了成功。

成都市地鐵一期工程區(qū)間隧道大部分地段通過中密～密實(shí)的Q3砂卵石地層，其卵石含量高，且大粒徑卵石含量較多，經(jīng)施工降水后，其地層較緊密，采用常規(guī)技術(shù)施作超前支護(hù)相當(dāng)困難。因此，如何從設(shè)備及工藝上解決超前支護(hù)技術(shù)，并提高工效，降低造價(jià)是成都地鐵一期工程能否采用礦山法作為區(qū)間隧道主要施工方法的關(guān)鍵及風(fēng)險(xiǎn)所在。根據(jù)國(guó)內(nèi)其他城市地鐵工程的經(jīng)驗(yàn)，由于礦山法施工條件所限，往往工程質(zhì)量控制較難，工程竣工后，襯砌開裂及滲漏水比較普遍。成都地鐵區(qū)間隧道位于飽水的砂卵石地層，滲透系數(shù)大，地下水補(bǔ)給充足，因此，如何保證防水混凝土及防水板施工質(zhì)量，避免地下水的滲漏，對(duì)于確保地鐵運(yùn)營(yíng)安全和保護(hù)周圍環(huán)境至關(guān)重要。

線路出紅花堰站后將下穿3棟7層樓住宅房屋(條形基礎(chǔ))，鐵路站場(chǎng)股道，隨著線路向南延伸，還將穿過房屋群、兩處河道段及火車南站站場(chǎng)股道。如前所述，采用礦山法施工必須在整個(gè)施工過程中實(shí)施降水，降水影響范圍達(dá)到500m左右，由于在粘性土之下或卵石土層中存在飽和狀的稍密-松散狀態(tài)的砂、粉細(xì)砂土，因此沲工降水引起上覆土層的固結(jié)沉降對(duì)兩側(cè)淺基礎(chǔ)房屋及地下管線將會(huì)帶來一定的影響。由于成都地鐵砂卵石土為松散、無膠結(jié)、無自穩(wěn)能力的地層，因此暗挖沲工通過建筑物下方時(shí)，除要保證基礎(chǔ)與隧道頂部之間有一定距離外，最主要的是要采取有效措施減少圍巖變形，將其沉降量控制在不影響地面建筑物的安全和正常使用范圍內(nèi)。線路通過府河、南河段，由于受鄰近車站埋深或既有建筑物的控制，隧道仍然在砂卵石中通過，因此在兩處河道段采用礦山法施工在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是不現(xiàn)實(shí)的。

綜上所述，根據(jù)全線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況、周圍環(huán)境條件，目前推薦礦山法作為成都地鐵區(qū)間隧道主要施工方法條件不成熟，但在區(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道或渡線地段可采用礦山法施工。

3．2盾構(gòu)法

盾構(gòu)法是暗挖隧道施工中一種先進(jìn)的工法。盾構(gòu)法施工不僅施工進(jìn)度快，而且無噪音，無振動(dòng)公害，對(duì)地面交通及沿線建筑物、地下管線和居民生活等影響較少。由于管片采用高精度廠制預(yù)制構(gòu)件，機(jī)械化拼裝，因而質(zhì)量易于控制。盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，尤其是泥水式、土壓平衡式盾構(gòu)的開發(fā)、使之在松散的含水砂層、砂夾卵石層、高水壓地層等所有地層中進(jìn)行開挖成為可能，所以當(dāng)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及周圍環(huán)境情況等難以用礦山法和明挖法施工時(shí)，盾構(gòu)法是較好的選擇。上海地鐵及廣州地鐵盾構(gòu)施工的區(qū)間隧道工程質(zhì)量?jī)?yōu)良、對(duì)城市環(huán)境影響小，所取得的成就令人矚目。因此，地鐵區(qū)間隧道采用盾構(gòu)技術(shù)已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。繼以上兩城市采用盾構(gòu)技術(shù)之后，南京、北京、深圳地鐵區(qū)間隧道，均采用了盾構(gòu)法施工，目前工程正在實(shí)施之中。

3．2．1盾構(gòu)機(jī)類型的選擇

盾構(gòu)施工法是“使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，邊防止開挖面土砂崩塌，邊在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行開挖作業(yè)和襯砌作業(yè)，從而構(gòu)筑成隧道的施工工法”，因此，盾構(gòu)施工工法，是由穩(wěn)定開挖面、盾構(gòu)機(jī)挖掘和襯砌三大要素組成。選擇盾構(gòu)施工方法時(shí)，在充分掌握各種施工方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的圍巖條件，選擇能保持開挖面穩(wěn)定的機(jī)型，對(duì)于確保施工順利和安全可靠至關(guān)重要；成都地鐵通過地層為富水的松散、無自穩(wěn)能力的砂卵石層，礫卵石含量高，且在隧道范圍內(nèi)可能存在隨機(jī)分布的少量大粒徑漂石，因此，所選擇的盾構(gòu)機(jī)，既要能確保開挖面的穩(wěn)定，又能處理少量大粒徑漂石。據(jù)調(diào)查，目前世界上已有相當(dāng)數(shù)量的工程實(shí)例及相應(yīng)的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備。

如瑞士的Grauholz隧道是—座長(zhǎng)5．5km的鐵路雙線隧道，內(nèi)徑10．6m。通過地段地質(zhì)十分復(fù)雜，由于冰河時(shí)代阿爾卑斯山的冰川匯人該地區(qū)，松散的土壤沉積物構(gòu)成了該地區(qū)的整個(gè)地質(zhì)構(gòu)造：粘土、細(xì)砂、中砂及卵石，還可能遇到抗壓強(qiáng)度高達(dá)200MPa，尺寸超過幾米的大塊礫石。由于隧道兩端洞口區(qū)段由富含地下水的松散沉積物構(gòu)成，中間段通過穩(wěn)定巖層，盾構(gòu)機(jī)選用直徑為11．6m的混合式盾構(gòu)，在松散地層中采用泥漿盾構(gòu)的開挖方式，利用錨固在刀盤上的刀具切割大礫石，在巖層地段采用敞開式掘進(jìn)方式。又如德國(guó)漢堡4座易北河公路隧道，隧道長(zhǎng)3．1km，內(nèi)徑12．35m，隧道沿線遇砂、淤泥、冰河漂流物以及直徑大于2m的大塊漂石。隧道掘進(jìn)采用直徑14.2m的混合式盾構(gòu)機(jī)，以泥漿支護(hù)其開挖面，完成了其中2 561m地段的隧道工程。英國(guó)Fylde Coastal水利改建工程、加拿大Shcppald大街地鐵隧道，成功的采用盾構(gòu)機(jī)刀盤上的滾刀處理了地層中卵石。在日本，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，位于山地河流帶多為砂卵石且含有大漂石地層。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在最大卵石粒徑>400mm的砂卵石地層中，采用盾構(gòu)法施工的工程實(shí)例見表1。由此表明在日本采用土壓平衡式盾構(gòu)或泥水式盾構(gòu)在砂卵石且含有大粒徑卵石地層中進(jìn)行盾構(gòu)隧道施工已有相當(dāng)多的工程實(shí)例。

在自穩(wěn)性差的飽水砂卵石地層中，為了保持開挖面的穩(wěn)定應(yīng)選擇密封式盾構(gòu)機(jī)，但究竟是選用泥水式盾構(gòu)還是土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)呢?下面將從開挖面穩(wěn)定、大粒徑漂石處理方式、排土設(shè)備、造價(jià)四個(gè)方面進(jìn)行比較。

3．2．2開挖面的穩(wěn)定

泥水式盾構(gòu)是在盾構(gòu)正面與支承環(huán)前面裝置隔板的密封倉(cāng)中，注入適當(dāng)壓力的泥漿，并與大刀盤切削下來的土體混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笮纬筛邼舛鹊哪嗨?，然后用排泥泵及管道輸送至地面。由于有一定壓力的高濃度泥水可在較短時(shí)間內(nèi)使開挖面土體的表面形成透水性很低的泥膜，使泥水壓力通過泥膜向土層傳遞，形成地層土水壓力的平衡力。泥水盾構(gòu)對(duì)地層擾動(dòng)最小，地面沉降小(可控制在10mm)，易于保護(hù)周圍環(huán)境，如廣州地鐵一號(hào)線黃沙—公園前地段，隧道通過飽水砂層、淤泥等軟弱地層，地面有密集的明末清初舊房，地鐵施工采用兩臺(tái)泥水式盾構(gòu)，成功的完成了四個(gè)區(qū)間盾構(gòu)隧道，地面沉降基本控制在10mm以內(nèi)。因此采用泥水式盾構(gòu)通過建筑和鐵路股道，安全性高。

土壓平衡式盾構(gòu)是指在推進(jìn)時(shí)靠由刀盤切削下來的土體使開挖面地層保持穩(wěn)定的盾構(gòu)。盾構(gòu)的前端緊靠刀盤設(shè)置密封倉(cāng)，盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，前端刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，切削下來的土體進(jìn)人密封土倉(cāng)，當(dāng)土倉(cāng)內(nèi)的土體足夠多時(shí)，可與開挖面上的土、水壓力相抗衡，使開挖面地層保持穩(wěn)定。盾構(gòu)在砂卵石地層中掘進(jìn)時(shí)，因土的摩阻力大，滲透系數(shù)高，地下水豐富，單靠掘削土提供的被動(dòng)土壓力，常不足以抵抗開挖面的水、土壓力；此外，由于土體的流動(dòng)性差，使在密封倉(cāng)內(nèi)充滿卵石土后，原有的盾構(gòu)推力和刀盤扭矩常不足以維持正常推進(jìn)切削的需要，密封倉(cāng)內(nèi)的碴土也不易于流人螺旋輸送機(jī)和排出地面。因此，應(yīng)向開挖面、土倉(cāng)內(nèi)、螺旋輸送機(jī)內(nèi)注人掭加劑(膨潤(rùn)土或高效發(fā)泡劑)，通過刀盤開挖攪拌作用，使注入的添加劑和開挖下來的土砂混合，而將泥土轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛鲃?dòng)性好和不透水的泥土，及時(shí)充滿土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)體內(nèi)的全部空間，通過盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏κ鼓嗤潦軌?，與開挖面土壓和水壓平衡，以穩(wěn)定開挖面。這類盾構(gòu)稱為加泥式土壓平衡盾構(gòu)。

由于土壓平衡式盾構(gòu)，可通過控制排土量或進(jìn)土量，較好的維持正面水土壓力的平衡，在水位高，含砂量大的地段，可加入添加劑，提高土砂的流動(dòng)性和不透水性，以保持開挖面的穩(wěn)定。由于它對(duì)不同的地層有較好的適應(yīng)性，所以目前土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)地鐵絕大多數(shù)選用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工區(qū)間隧道，均取得了較好的效果。與泥水式盾構(gòu)相比，在砂、礫石層中掘進(jìn)時(shí)，只需加適當(dāng)?shù)奶砑觿?，就能保持開挖面的穩(wěn)定，但省去了分離設(shè)備，因而加泥式土壓平衡盾構(gòu)的出現(xiàn)是盾構(gòu)法技術(shù)的一大進(jìn)步。

3．2．3大粒徑漂石處理力式

成都地鐵區(qū)間隧道主要通過Q3，砂卵石地層，根據(jù)試驗(yàn)段地質(zhì)詳勘資料分析及全線地質(zhì)咨詢報(bào)告，漂石占0-22．3％(重量比)，已發(fā)現(xiàn)最大漂石粒徑670mm，在局部地段大粒徑漂石富集成群，因此，無論選用何種盾構(gòu)機(jī)，都有大粒徑漂石破碎問題。

(1)泥水式盾構(gòu)

由于泥水式盾構(gòu)是采用排泥管和排泥泵進(jìn)行出土，—般可以連續(xù)輸送的礫石長(zhǎng)徑應(yīng)小于排泥管直徑的1／3。通常排泥管直徑為100-200mm，因此被排除的礫石直徑最多為50-70mm。試驗(yàn)段地質(zhì)詳勘資料表明，在Q3層中粒徑大于80~60mm的漂卵石，達(dá)到了2．4-75．7％(平均達(dá)31．61％)，也就是說，在排泥管之前有較多數(shù)量的石塊需進(jìn)行破碎，從目前掌握的資料可有兩種處理力式。

①工作面破碎+機(jī)內(nèi)破碎

在工作面利用刀盤上布置的滾動(dòng)刀將大粒徑的漂石破碎至300-400mm，然后通過刀盤上的開口將卵石土放進(jìn)機(jī)內(nèi)進(jìn)行第二次破碎，其破碎設(shè)備可放在壓力倉(cāng)內(nèi)，也可設(shè)在后方排泥管之前，將礫石再次破碎后，才進(jìn)入排泥管。

②工作面破碎+礫石分級(jí)

工作面刀盤上的滾刀將大粒徑漂石進(jìn)行第一次破碎之后，利用在壓力倉(cāng)與排泥管之間設(shè)置的旋轉(zhuǎn)式分級(jí)器進(jìn)行礫石分級(jí)處理，將粒徑大于50—70mm的礫石分離出來，采用斗車等運(yùn)輸工具運(yùn)至洞外。

因此，在含有大粒徑砂卵石地層中采用泥水式盾構(gòu)，需要對(duì)礫石進(jìn)行兩次處理，出土效率必然降低。

(2)加泥式土壓平衡盾構(gòu)

加泥式土壓平衡盾構(gòu)是采用螺旋輸送器進(jìn)行排土，由于配備的螺旋機(jī)直徑受到盾構(gòu)機(jī)尺寸的限制，所以可能排除的卵石直鋤；受到限制，如中軸式螺旋輸送器直徑為700mm時(shí)，通過最大礫石粒徑為250mm，采用帶式螺旋輸送器雖然可以連續(xù)排除礫石的粒徑要大得多，但是對(duì)于少見>600mm的漂石輸送亦有困難，所以仍需利用刀盤上的滾刀將大粒徑的漂石破碎至300～400mm左占，然后通過刀盤上的開口放進(jìn)機(jī)內(nèi)后采用帶式螺旋輸送器排土，所以采用加泥式土壓平衡盾構(gòu)只進(jìn)行一次破碎，且破碎的數(shù)量較少，出土效率高

3．2．4 排土設(shè)備

(1)泥水式盾構(gòu)

泥水式盾構(gòu)是通過排泥管和排泥泵將土石送至地面泥漿處理場(chǎng)，經(jīng)分離后的泥漿再通過送泥管輸送至工作面。由于開挖下來的石土為砂卵、碎土石，對(duì)排泥管和泵的摩耗較大。在管路彎曲部位或盾構(gòu)機(jī)不可能更換的部位，應(yīng)采取厚管壁管道等措施。排泥泵的能力必須能確保所需的流量和揚(yáng)程，還必須確保碴土中的固體物能夠順利通過。

(2)加泥式土壓平衡盾構(gòu)

排土設(shè)備可選擇中軸式螺旋輸送器或帶式螺旋輸送器。中軸式螺旋輸送器可連續(xù)排除石塊的粒徑受限，但是止水性和耐壓陛較好。帶式螺旋輸送器可排除400mm石塊，但止水性差。為解決帶式螺旋輸送器產(chǎn)生土砂噴發(fā)現(xiàn)象，除加人添加劑外，可在輸送器上加設(shè)滑動(dòng)閘門、錐閥等止水裝置，或采用兩段帶式螺旋輸送器來解決。

3．2．5設(shè)備費(fèi)用

泥水式盾構(gòu)需配置龐大的泥漿分離設(shè)備，費(fèi)用高，占地面積大。成都地鐵擬定的盾構(gòu)始發(fā)井地段難以找到其場(chǎng)地。加泥式土壓平衡盾構(gòu)開挖出來的含部分添加劑的土石如不進(jìn)行處理，則可省去大筆分離設(shè)備費(fèi)用和場(chǎng)地。兩者相比較加泥式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)設(shè)備費(fèi)用低。

3．2．6推薦采用的盾構(gòu)機(jī)類型

(1)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

以下從十一個(gè)方面對(duì)泥水式盾構(gòu)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)進(jìn)行比較(表2)

表2 泥水式盾構(gòu)與加泥式土壓平衡盾構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)比較

(2)類似工程經(jīng)驗(yàn)

表1表明在日本含大粒徑漂石的砂卵石地層中多采用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工。另外《隧道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(盾構(gòu)篇)及解說》(日本1996年)中對(duì)盾構(gòu)施工現(xiàn)狀問卷調(diào)查表明，目前在日本類似成都地質(zhì)條件地層中加泥式土壓平衡盾構(gòu)使用的工程范圍遠(yuǎn)大于泥水式盾構(gòu)。(注：泥水加壓式盾構(gòu)即為泥水式盾構(gòu)，泥土壓式盾構(gòu)即為加泥式土壓平衡盾構(gòu))成都市地鐵一期工程區(qū)間隧道可采用泥水式盾構(gòu)或加泥式土壓平衡式盾構(gòu)，但經(jīng)以上技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較及參考類似工程經(jīng)驗(yàn)，推薦加泥式土壓平衡盾構(gòu)。

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關(guān)鍵詞：地鐵隧道，盾構(gòu)法施工，成本

1 工程與地質(zhì)概況

1.1 工程概況

北京地鐵十號(hào)線（含奧運(yùn)支線）十一標(biāo)段，包括麥子店西路站~亮馬河站和亮馬河站～農(nóng)展館兩個(gè)區(qū)間，使用兩臺(tái)盾構(gòu)同向推進(jìn)。先后從麥子店西路盾構(gòu)始發(fā)井，分別掘進(jìn)左、右線至亮馬河站北端頭井，然后轉(zhuǎn)至農(nóng)展館；再?gòu)霓r(nóng)展館出發(fā)，掘進(jìn)至亮馬河南端頭井結(jié)束，前后依次掘進(jìn)長(zhǎng)度為2121.6m和697m，施工流程如圖1。

區(qū)間隧道為單圓隧道，圓形區(qū)間隧道的內(nèi)徑為5400mm，外徑為6000mm。采用有一定接頭剛度的單層襯砌。襯砌環(huán)全環(huán)由三塊標(biāo)準(zhǔn)塊、兩塊鄰接塊及一塊封頂塊構(gòu)成。襯砌環(huán)環(huán)寬為1200mm，采用錯(cuò)縫拼裝。

1.2 地質(zhì)概況

北京地鐵十號(hào)線（含奧運(yùn)支線）十一標(biāo)段隧道穿越粉質(zhì)粘土③1層、粉質(zhì)粘土④層、粘土④1層、粉土④2層、粉細(xì)砂④3層、卵石圓礫⑤層、中粗砂⑤1層、粉細(xì)砂⑤2層、粉質(zhì)粘土⑥層、粘土⑥1層、粉土⑥2層、細(xì)中砂⑥3層、中粗砂⑦1層等土層，地層交錯(cuò)混雜。

隧道沿線地下水包括：上層滯水（水位埋深為2.30～7.70m）、潛水層、承壓水，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，在干濕交替環(huán)境下對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋具弱腐蝕性，在長(zhǎng)期浸水條件下對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性。

2 地鐵隧道盾構(gòu)法施工成本的主要影響因素

2.1 盾構(gòu)的選型

盾構(gòu)選型主要包括：盾構(gòu)類型的選擇，如泥水式還是土壓式；盾構(gòu)具體結(jié)構(gòu)的選擇，如刀盤形式、刀頭配置、開口位置及開口率、推進(jìn)千斤頂?shù)耐七M(jìn)行程等。盾構(gòu)選型不僅直接關(guān)系到設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)，更與造價(jià)的合理性有關(guān)。不合理的選型，一方面會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的預(yù)留儲(chǔ)備過多，設(shè)備的利用率低，從而造成設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用占整個(gè)工程造價(jià)的比重過高，形成不必要的浪費(fèi)；另一方面，如果所選盾構(gòu)不具有很好的地層適應(yīng)性，不僅會(huì)造成高能耗低產(chǎn)出，而且會(huì)造成工期的延誤，從而最終導(dǎo)致工程造價(jià)的劇增[2]。

因此，合理而科學(xué)的盾構(gòu)選型應(yīng)結(jié)合擬建隧道的功能、總長(zhǎng)度、埋深、地質(zhì)條件、沿線地面建筑物、地下構(gòu)筑物和管線等環(huán)境條件，以及對(duì)地表變形的控制要求等做綜合的分析后決定，從而使得所選盾構(gòu)產(chǎn)生最大的費(fèi)效比。

土壓平衡盾構(gòu)能夠適應(yīng)從砂、粘土到卵石的各種地層。對(duì)于地層中有較大粒徑的卵石，在盾構(gòu)刀盤的設(shè)計(jì)上應(yīng)采用合適的刀盤開口率及開口口徑；為保證開挖下來的卵石、土的流動(dòng)性、可排性，有效地穩(wěn)定開挖面，可在密封倉(cāng)內(nèi)加入添加材料（如泥漿，專用泡沫等），螺旋輸送器也應(yīng)保證大粒徑卵石的排出；針對(duì)施工中的承壓水，為防止在出碴過程中出現(xiàn)噴涌現(xiàn)象，盾構(gòu)機(jī)的出土裝置應(yīng)能應(yīng)付較大的地下水壓力。另外，進(jìn)一步對(duì)泥水式平衡盾構(gòu)和加泥式土壓平衡盾構(gòu)的主要特性進(jìn)行了比較，其內(nèi)容與結(jié)果詳見表1.

根據(jù)表1[1]的兩種機(jī)型技術(shù)特性的比較結(jié)果可以看出，對(duì)于北京市地鐵十號(hào)線十一標(biāo)隧道盾構(gòu)法施工，加泥式土壓平衡盾構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理，建議為首選機(jī)型，概略圖如圖2。

2.2 土的工程地質(zhì)性質(zhì)

北京地鐵十號(hào)線（含奧運(yùn)支線）十一標(biāo)段沿線多種地層并存，交錯(cuò)混雜。根據(jù)隧道穿越的不同地層，沿線可劃分為3個(gè)地質(zhì)段，分別為粉質(zhì)粘土、粘土、粉土地質(zhì)段；粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂、細(xì)中砂、粉土地質(zhì)段；粉細(xì)砂、卵石圓礫地質(zhì)段。

2.2.1 粉質(zhì)粘土、粘土、粉土地質(zhì)段

該地質(zhì)段的地層土體密實(shí)度高，土中粘粒成分較多，而隧道下部已進(jìn)入承壓水中，土體遇水粘度大，因此土體有很好的自穩(wěn)能力。開挖面平衡以及有效的地表沉降控制均較易實(shí)現(xiàn)，沿線同步注漿壓力及注漿量較恒定。刀具磨損小。但粘性土較易附著于刀盤表面及靠近中心區(qū)域的刀盤開口，有時(shí)泥土層會(huì)越積越厚，形成大“泥餅”，阻礙施工的正常進(jìn)行，造成切削效率降低，刀盤扭矩增大；切削土體進(jìn)入土倉(cāng)后也易附著于倉(cāng)板表面，常發(fā)生螺旋輸送機(jī)的粘附堵塞，盾構(gòu)不能正常掘進(jìn)，導(dǎo)致工期延長(zhǎng)，施工費(fèi)用增加。

因此，有必要進(jìn)行土體改良，采用泡沫、膨潤(rùn)土等外加劑來改善土體的流塑性和滲透性，在增加土體流動(dòng)性的同時(shí)降低其附著性，防止土體附著于刀盤或土倉(cāng)內(nèi)壁，效果十分顯著。并根據(jù)出土的情況、盾構(gòu)掘進(jìn)速度、刀盤扭矩等參數(shù)合理調(diào)整泡沫在注入管路分配和注入位置，使刀盤前方、土倉(cāng)內(nèi)和螺旋輸送機(jī)內(nèi)都能夠有適量的泡沫注入，使土體改良效果達(dá)到最佳，從而提高盾構(gòu)掘進(jìn)效率，降低工程造價(jià)。

由于泡沫、油脂等材料消耗較少、同步注漿壓力及注漿量較恒定、刀具磨損小等因素，相對(duì)來說，施工成本較低。

2.2.2 粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、中粗砂、細(xì)中砂、粉土地質(zhì)段

在該地質(zhì)段隧道已進(jìn)入潛水位。隧道中部為粉細(xì)砂、中粗砂，土層較厚；頂板為粉質(zhì)粘土，土層較??；底板為粉質(zhì)粘土、粉土，局部為中粗砂。粉細(xì)砂、中粗砂為潛水含水層，易發(fā)生涌砂。

該地質(zhì)段隧道側(cè)壁圍巖土體自穩(wěn)能力差，同時(shí)受地下水的影響，一旦被擾動(dòng)極易發(fā)生坍塌、地下水突涌等現(xiàn)象。地層較難在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定的土倉(cāng)壓力，地表沉降控制難度大，操作不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生開挖面上方的局部坍塌。砂性土中含個(gè)別礫石，石英含量較大，刀具磨損較嚴(yán)重。沿線同步注漿壓力及注漿量比粉質(zhì)粘土、粘土層有所增加。這些加大了施工難度，影響工程造價(jià)。

針對(duì)以上問題，在施工中的土體改良添加材料，采用泡沫與泥漿配合使用，改善了土體的和易性、流動(dòng)性和止水性。隧道上部為粉質(zhì)粘土，下部為粉細(xì)砂、中粗砂、細(xì)中砂，屬于上軟下硬地層，為防止盾構(gòu)“抬頭”，要保持下俯姿態(tài)（即傾角為負(fù)）。

由于泡沫、泥漿、同步注漿量、油脂等材料消耗增加，刀盤扭矩增大，刀具磨損較嚴(yán)重等因素，導(dǎo)致施工成本比粉質(zhì)粘土、粘土層要高。

2.2.3 粉細(xì)砂、卵石圓礫地質(zhì)段

隧道斷面經(jīng)過的地層以粉細(xì)砂、卵石圓礫層為主，上覆地層為主要為粉細(xì)砂，部分為粉質(zhì)粘土。隧道已進(jìn)入潛水位，粉細(xì)砂、卵石圓礫層為潛水含水層，施工中易發(fā)生流砂、涌水等工程問題，是施工中控制難度最大的地段。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，卵石圓礫層屬低壓縮性土，最大粒徑105mm，一般粒徑10～30mm，粒徑大于2mm顆粒含量約為總質(zhì)量的55％，土體自穩(wěn)能力差。切削下來的土體較易堆積在土倉(cāng)下部而難以充滿整個(gè)土倉(cāng)，維持土壓平衡的難度增加；大粒徑卵石不但切削或破碎困難，而且切削下來的渣土經(jīng)螺旋輸送機(jī)向外排出也十分困難；刀盤和螺旋輸送機(jī)以及密封艙內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，而且盾構(gòu)掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音對(duì)周邊環(huán)境影響較大；刀盤扭矩明顯增大，掘進(jìn)速度慢，刀具磨損快；停止掘進(jìn)時(shí)土壓力消散快，再啟動(dòng)困難；砂、卵石圓礫層的滲透性較大，土倉(cāng)內(nèi)壓力消散較快，維持開挖面穩(wěn)定有一定困難。

主要措施：①研究土體改良外加材料的選用以及地層處理效果的改善，除泡沫、膨潤(rùn)土以外增加了壓縮空氣、泥漿配合使用，有利于實(shí)現(xiàn)土壓平衡，加強(qiáng)了刀具的、冷卻，改善了工作狀態(tài)，提高了切削效率，大大降低了刀具磨損速度，同時(shí)改善了土體的和易性、流動(dòng)性、止水性和可排性；②向土倉(cāng)內(nèi)注入泥漿并充分?jǐn)嚢?，改善土倉(cāng)內(nèi)土體的性質(zhì)，防止土壓力的快速消散，保持開挖面的穩(wěn)定；③為克服刀盤再次啟動(dòng)的困難，用泡沫注入開挖面以利于刀具切削，泥漿注入倉(cāng)內(nèi)以降低倉(cāng)內(nèi)土體的摩阻力，為刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)提供有利條件；④在掘進(jìn)操作本身，在保持土壓平衡的前提下，通過合理調(diào)節(jié)排土機(jī)構(gòu)與推進(jìn)千斤頂，使刀盤順利啟動(dòng)；⑤由于砂、卵石圓礫層的滲透性較好，卵石粒徑較大，土體與管片圓環(huán)間的“建筑空隙”加大，注漿壓力增大，實(shí)際同步注漿量應(yīng)大于理論計(jì)算量，以確保填滿全部建筑空隙。必要時(shí)，調(diào)整砂漿的配合比，增加水泥用量，縮短砂漿的初凝時(shí)間，加快管片周圍土體的固結(jié)，避免地面沉降超限。根據(jù)實(shí)際情況，為彌補(bǔ)同步注漿的不足，可以考慮采用管片背后二次注漿作為補(bǔ)充，必須保證管片背后空隙充填密實(shí)。在本地質(zhì)段，每環(huán)注漿量在“建筑空隙”的160％~180％；⑥砂、卵石圓礫層的滲透性較好，富含地下水，加強(qiáng)盾尾油脂的壓注工作，加大盾構(gòu)的密封功能。

由于刀盤扭矩增大、刀具磨損嚴(yán)重、掘進(jìn)速度降低、切削效率降低、泡沫、泥漿、膨潤(rùn)土、壓縮空氣等外加劑使用量和油脂、注漿量增加、設(shè)備折舊費(fèi)和掘進(jìn)費(fèi)用增加以及施工監(jiān)測(cè)費(fèi)用增加等因素影響，致使該地質(zhì)段成為工程造價(jià)最高的地質(zhì)段。

3 結(jié)語(yǔ)

文章主要從盾構(gòu)的選型和土的工程地質(zhì)性質(zhì)兩個(gè)方面論述了對(duì)地鐵隧道盾構(gòu)法施工成本的影響。尤其是通過對(duì)土的工程地質(zhì)性質(zhì)的分析，得出盾構(gòu)在粉質(zhì)粘土、粘土、粉土層中施工成本較低，在砂土、卵石圓礫層中施工控制難度最大，施工成本最高。

篇7

關(guān)鍵詞：地鐵暗挖隧道；全斷面注漿；效果檢驗(yàn)

1 工程概況

某地鐵車站有4個(gè)出入口通道，由于受深南大道及眾多市政地下管線的影響，車站出入口通道采用暗挖礦山法結(jié)合明挖順作法施工。暗挖段采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，暗挖長(zhǎng)度為35m～40m，斷面型式為拱頂直墻斷面，開挖面積43m2，結(jié)構(gòu)厚度為：初期支護(hù)300mm，二次襯砌500mm。車站4個(gè)通道情況基本相同，本文就1號(hào)通道的施工來進(jìn)行介紹。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)詳勘圖和車站施工所揭示的地質(zhì)情況來看，1號(hào)暗挖通道從地面向下依次為3.5m的素填土，拱部約4m厚的砂層，洞身中部約有1m后的粉質(zhì)粘土，下部為圓礫或砂層。

本工程地下水按賦存條件主要分為孔隙潛水及基巖裂隙水。

孔隙潛水主要賦存在第四系砂層、圓礫及粘性土、殘積層和全風(fēng)化花崗巖中，局部地段略具承壓性?；鶐r裂隙水主要賦存在花崗巖強(qiáng)風(fēng)化層～中等風(fēng)化層中，具承壓性。本次勘察期間地下水位埋深0.70～3.60m，水位變幅0.5～2.0m。通過通道明挖段施工，由于施工點(diǎn)緊靠河流，地下水具有流動(dòng)性。

3 設(shè)計(jì)輔助措施

由于暗挖通道埋深僅為4m，洞身處于砂層，地下水位高且比較豐富，通道上方為車流繁忙的深南大道，還有眾多的地下管線（有φ200燃?xì)夤芎挺?00給水管）。為避免通道暗挖施工對(duì)上部管線和深南大道交通造成較大影響，拱頂除采用大管棚和超前小導(dǎo)管注漿輔助措施外，還采取了全斷面(開挖輪廓線外1m范圍)注漿加固地層，形成止水帷幕，以確保施工安全。

4 全斷面注漿的施工

4.1 全斷面注漿情況

根據(jù)本工程特點(diǎn)和地層狀況，以及以往相似工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本工程選用TGRM前進(jìn)式分段深孔注漿工藝。TGRM是該注漿工藝中采用的特殊注漿材料的名稱，該注漿材料是專為地下工程注漿施工而發(fā)明的。

TGRM前進(jìn)式深孔注漿工藝由于其漿液的獨(dú)特性，工藝特別適合城市隧道下穿道路、管線及既有構(gòu)筑物的超前加固施工。

由于隧道開挖時(shí)對(duì)道路和管線（給水管和燃?xì)夤埽┫鲁量刂频膰?yán)格要求，注漿材料采用TGRM水泥基特種灌漿料，因?yàn)樵摑{液具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，能有效的控制地表的下沉。

（1）耐久性：該注漿材料主要成分為無機(jī)的硫鋁酸巖水泥，外加多種特種外加劑組成，為永久性注漿加固漿液，可滿足工程10年的使用壽命要求。能有效的控制地表在隧道開挖過后的繼續(xù)下沉問題。

（2）早強(qiáng)性：該種漿液在水灰比1∶1的使用條件下，漿液2h的強(qiáng)度可達(dá)到2MPa，24h的強(qiáng)度可達(dá)到10MPa以上，使隧道被注漿加固后，幾乎不需要時(shí)間等待漿液的強(qiáng)度即可實(shí)現(xiàn)開挖施工，有效的提高到了施工效率。

（3）微膨脹性：與普通水泥漿液凝結(jié)固化體積收縮相比，該種漿液在注入地層固化的過程中漿塊具有1％～2％的膨脹率，能有效的填補(bǔ)隧道在開挖過程中對(duì)土體的擾動(dòng)而引起的地表下沉。

（4）抗分散性：漿材在生產(chǎn)過程中被加入了適當(dāng)?shù)男跄齽?，使?jié){液具有一定的抗分散性，該性能的特點(diǎn)是能有效的防止地下水流對(duì)漿液的沖散，控制注漿范圍，節(jié)省注漿材料，對(duì)地下水位較高和水流較強(qiáng)的地層具有較好的適用性。

（5）與其他漿液的對(duì)比：TGRM漿液同時(shí)具有耐久性和早強(qiáng)性的特點(diǎn)，解決了雙重管使用的雙液漿（WSS和CS漿）性能不耐久（僅3～7d）和漿塊強(qiáng)度過低的缺點(diǎn)，進(jìn)而也解決了使用雙液漿加固開挖后的隧道，開挖通過后地表持續(xù)下沉的問題（隨著雙液漿強(qiáng)度喪失，漿液從隧道周圍土層滲出，地表持續(xù)下沉，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3～4個(gè)月，累計(jì)下沉量很大）。

（6）與其他漿液的對(duì)比：TGRM漿液微膨脹性和抗分散性的特點(diǎn)，解決了普通水泥漿在固化時(shí)漿塊收縮進(jìn)而引起地表下沉和地下水位偏高時(shí)漿液擴(kuò)散無法有效控制的問題。同時(shí)也克服了水泥漿固化時(shí)間較長(zhǎng)，注漿后需等待時(shí)間開挖，浪費(fèi)功效問題。

4.2 全斷面注漿參數(shù)

注漿參數(shù)主要根據(jù)地層實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)，并在現(xiàn)場(chǎng)施工中不斷完善調(diào)整，注漿過程中，結(jié)合注漿壓力變化情況，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化注漿參數(shù)。本次結(jié)合砂層和粉質(zhì)粘土特性，設(shè)定注漿參數(shù)見下表1。

4.3 全斷面注漿的施工

（1）注漿工藝

TGRM前進(jìn)式分段深孔注漿工藝具體過程是：首先采用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔，開孔后安裝孔口管，在孔口管內(nèi)分段向前鉆注施工。每一循環(huán)進(jìn)尺控制在2~3m，成孔后退出鉆桿，安裝法蘭盤及注漿管進(jìn)行注漿，待漿液凝固后拆除法蘭盤，再進(jìn)行鉆孔……如此循環(huán)，直到鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求（見下圖1）。

（2）工藝流程圖

（3）施工方法及工藝要求

1)注漿范圍 TGRM前進(jìn)式深孔注漿每循環(huán)施做長(zhǎng)度為14米，開挖12米，留2米作為下一循環(huán)施工的止?jié){巖盤。注漿施工前掌子面需噴射50cm的網(wǎng)噴混凝土封閉。

每斷面加固范圍為初支結(jié)構(gòu)外1m（如下圖2）。根據(jù)加固要求，設(shè)計(jì)鉆孔共分8排，總計(jì)鉆孔數(shù)78個(gè)。

2)鉆孔施工 鉆孔施工前必須封閉掌子面，施工止?jié){墻，以防止在注漿時(shí)漏漿。施工鉆孔在掌子面范圍內(nèi)進(jìn)行布設(shè)，根據(jù)漿液擴(kuò)散范圍確定其角度及長(zhǎng)度。

施工順序：①定孔位：按照?qǐng)D紙要求，在掌子面標(biāo)示出孔口位置。鉆孔角度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況調(diào)整；定孔位偏差不得大于20mm，鉆孔角度偏差不得大于1°。在鑿孔定點(diǎn)上，施工人員要嚴(yán)格按照輻射角度要求進(jìn)行鉆孔注漿；鉆孔深度和角度根據(jù)技術(shù)交底現(xiàn)場(chǎng)確定。

②鉆機(jī)就位：參照設(shè)計(jì)圖紙要求，嚴(yán)格掌握鉆桿深度，要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，掌握地層對(duì)鉆機(jī)的影響情況，以確定該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水時(shí)，應(yīng)立即停鉆，分析清楚實(shí)際原因后方可繼續(xù)施工。

③提升鉆桿：嚴(yán)格控制提升速度，每次回退出長(zhǎng)度不大于20cm，勻速上升?；赝顺隹椎你@桿應(yīng)及時(shí)清洗，以備后用。

④漿液配比：采用計(jì)量準(zhǔn)確的計(jì)量工具，按照設(shè)計(jì)配方配料。

⑤注漿：根據(jù)要求，嚴(yán)格控制每孔注漿量、提升速度、注漿壓力，將壓力控制在0.15-0.75MPa-之間（可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整）。注漿還應(yīng)密切關(guān)注漿液流量，當(dāng)壓力突然上升、下降，漿液溢出時(shí)，應(yīng)立即停止注漿。必須查明異常原因，采取必要的措施（調(diào)節(jié)注漿參數(shù)、移位、打斜孔等方式）方可繼續(xù)注漿。

施工機(jī)械：根據(jù)施工要求及現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，使用能夠傾斜和偏移角度的ZDK-5水平工程地質(zhì)分體式液壓鉆機(jī)。

4.4 全斷面注漿效果的檢驗(yàn)

全斷面注漿完成后，在通道正式開挖前，需進(jìn)行鉆芯取樣測(cè)定抗壓強(qiáng)度，加固后的土體強(qiáng)度需達(dá)到1.5Mpa以上，如未達(dá)要求，需補(bǔ)充注漿。

5 注漿實(shí)際效果

1號(hào)通道經(jīng)3個(gè)循環(huán)全斷面注漿后，經(jīng)鉆芯取9個(gè)芯樣，只有2個(gè)芯樣抗壓強(qiáng)度為1.0Mpa和1.1Mpa，其他均大于1.5Mpa，經(jīng)補(bǔ)鉆注漿后，進(jìn)行開挖作業(yè)，注漿作業(yè)每循環(huán)用時(shí)10天，共用時(shí)30天。由于采取了超前大管棚，同時(shí)全斷面注漿效果較好，開挖支護(hù)作業(yè)施工正常，40m暗挖通道經(jīng)3個(gè)循環(huán)施工，共用時(shí)45天。經(jīng)監(jiān)測(cè)，通道開挖道路沉降最大量25mm，人行道管線最大沉降20mm。滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

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關(guān)鍵詞：施工技巧 單一、分離式隔墻技術(shù) 連拱隧道修建

1.前言

城市地下鐵之間的連接線路繁瑣復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)形式也是多種多樣，但都是由不同的三連拱、單連拱隧道連拱組合而成，在施工作業(yè)上，由于隧道的斷面較多，加大了施工工序的難度，對(duì)此分別提出了針對(duì)三連拱與單連拱隧道的施工技術(shù)方案，并且達(dá)到了快速施工、節(jié)約成本的目的，是一個(gè)優(yōu)質(zhì)的施工方案。

2.地下鐵路連拱隧道群施工技術(shù)分析

（1）地下鐵路連拱隧道群包括三連拱隧道與單連拱隧道，針對(duì)三連拱隧道，可以直接進(jìn)行右線的插入，支撐隧道的支柱參考數(shù)可以保持不變，隧道保護(hù)的安全格柵進(jìn)行環(huán)狀的安置，并且全部都是采用混泥土噴灑，保持其不被腐蝕，在隧道中墻地段，固定中心墻拱的錨要加強(qiáng)其承受力，設(shè)置位置要相對(duì)的固定在拱墻的頂端，要在墻拱安全格柵處安置上一座縱向的安全梁，增加施工作業(yè)的安全性跟穩(wěn)定性；在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要嚴(yán)格按照施工方案的循環(huán)開挖尺度，格柵之間的距離最好保持在0.6米；在遇到中墻開挖無法進(jìn)行人工作業(yè)時(shí)，可以相對(duì)應(yīng)的使用弱爆破技術(shù)，如果在經(jīng)濟(jì)允許的條件下可以使用靜態(tài)爆破，這樣就可以減輕爆破時(shí)震動(dòng)對(duì)巖層的干擾；開挖作業(yè)完工后，就是第二次的襯砌，在中墻空隙的地方進(jìn)行支柱的回填，做好采用千斤頂作為支柱，其固定性好，不會(huì)出現(xiàn)空隙的余留；中墻施工分為兩側(cè)進(jìn)行，不可兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，等兩側(cè)的中墻都施工完畢了，最后再進(jìn)行中間巖體的開鑿與襯砌[1]。三連拱在施工過程中要注意墻體的結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固，如果出現(xiàn)墻體巖層變形或者泥土散落、巖層收斂不足的現(xiàn)象，就要及時(shí)進(jìn)行墻體的加固，必要的時(shí)候還要停止施工，在對(duì)巖體進(jìn)行加固穩(wěn)定后，再繼續(xù)工程的施工。在國(guó)內(nèi)還沒有有效的對(duì)三連拱中斷分離的施工技術(shù)案例，對(duì)于其預(yù)先的隧道結(jié)構(gòu)分析以及隧道施工安全性的檢測(cè)尤為重要，三連拱隧道的修建也要提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，保證施工工程的有序安全進(jìn)行。

（2） 地鐵隧道還有一種隧道模式就是雙連拱隧道對(duì)于其施工可以采取右線內(nèi)折穿過雙連拱隧道，使用單一式的施工方案進(jìn)行施工，在右線穿過隧道小洞口的側(cè)面可以開鑿出一條臨時(shí)的的通道口，在進(jìn)行中墻拱頂?shù)墓潭ㄖ五^設(shè)置，跟三連拱的錨設(shè)置一樣，可以三連拱雙連拱一起進(jìn)行，施工過程中要防止出現(xiàn)偏倒，兩邊的重要要均衡；中墻施工完后，就進(jìn)行右線施工，右線施工要按照順序進(jìn)行，先從右線比較大的開始，最后再到小的，要保證整條右線是一個(gè)環(huán)狀體，不可出現(xiàn)縫隙；中墻施工與雙連拱施工要在右線中墻施工后進(jìn)行，當(dāng)中墻施工與雙連拱施工進(jìn)行時(shí)，右線施工要停止工作，一直到中墻施工完工為止；單一式的中墻施工技術(shù)雖然在雙連拱隧道上能得到很好的質(zhì)量施工，但是其也有很大的弊端，因?yàn)檫B拱隧道內(nèi)的長(zhǎng)度只有二十幾米，在進(jìn)行隧道中期支柱與二次襯砌的次數(shù)頻繁出現(xiàn)，轉(zhuǎn)換的效率太高，其防水層由于被多次轉(zhuǎn)換在遇到雨水天氣，就容易滲水，防水裝置不緊密，還有模板，混泥土的噴灑也要多次進(jìn)行，加長(zhǎng)了施工的作業(yè)時(shí)間，不利于施工的質(zhì)量保障，中墻施工后期襯砌所需的材料數(shù)量多，提高了工程的成本，總體經(jīng)濟(jì)大幅度降低，不利于工程的進(jìn)展[2]。比這一施工方案更好的就是分離式中墻施工，這種工程是按單線進(jìn)行施工，折線施工是按照相反的方向進(jìn)行環(huán)繞折線，減少施工工序，降低材料成本，不僅具有良好的防水功能，而且能很好的解決隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜施工技術(shù)問題，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.地下鐵路連拱隧道群施工運(yùn)用

（1）地下鐵路連拱隧道群開鑿多半采用爆破式施工，由于隧道巖層比較密集，城市建筑物較多，為了不影響到城市各項(xiàng)活動(dòng)的正常進(jìn)行，最好采用微震爆破技術(shù)，在原有的光面層預(yù)留下一部分空隙，在爆破施工方案中要設(shè)置好爆破力度數(shù)值，控制在爆破震動(dòng)間距的范圍內(nèi)，保證人類的安全[3]。連拱隧道群處在巖層比較深的部分，對(duì)于爆破來說具有一定的難度，但是可以才爆破材料上下手，采用低震速乳化炸藥，嚴(yán)格安置炸藥的位置，控制在每循環(huán)0.8米到0.6米之間，引發(fā)炸藥的導(dǎo)線間隔0.4米，相對(duì)減少炸藥的裝藥量，保持其光面的爆炸效率；引發(fā)爆炸的裝置一般采用雷達(dá)管，這種技術(shù)是利用非電毫秒的不穩(wěn)定性進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接，網(wǎng)絡(luò)連接的不穩(wěn)定性會(huì)震動(dòng)炸藥的引爆點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)微震動(dòng)引爆爆破；在中層開挖，可預(yù)留1米的光層面，在周圍布置上空眼，同樣也不要裝置太多的炸藥，在進(jìn)行預(yù)留面的第二次引爆后就直接進(jìn)行人工開鑿；經(jīng)過多次爆破，基本上可以進(jìn)行巖漿的灌入，分別對(duì)中墻拱頂、仰拱處、進(jìn)行巖漿的注入，巖漿壓力要保持在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，中墻注漿完成后方可進(jìn)行中墻夾層的注漿，每個(gè)工序都要按照制定好的方案進(jìn)行施工。

（2）為了保障施工過程中的安全問題，在對(duì)小斷面隧道進(jìn)行施工時(shí)，必須進(jìn)行加固支撐處理，防止爆破時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)感對(duì)隧道面進(jìn)行損害[4]。巖層在爆破時(shí)會(huì)經(jīng)受不住強(qiáng)大的震動(dòng)力而變得松弛、變形，容易引發(fā)巖層倒塌，對(duì)施工人員造成生命威脅，因此要對(duì)隧道面中斷的頂孔進(jìn)行支撐柱的加固，在支撐材料上的選擇要求其耐抗性強(qiáng)，例如 I20 型鋼，在兩端焊接時(shí)要焊接到兩端的格柵上，利用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行擰壓，提高其固定性，中墻的加強(qiáng)錨要設(shè)置在中墻的頂端兩邊，長(zhǎng)度、中墻之間的厚度都要設(shè)置在規(guī)定值內(nèi)，確保工程的質(zhì)量。

4.結(jié)束語(yǔ)

城市地下鐵路連拱隧道群在施工中雖然難度較大，但是采用合理的單一式中墻施工以及三連拱段施工技術(shù)也能很好的做到工程質(zhì)量的穩(wěn)定，在經(jīng)濟(jì)效益上也得到了提高，應(yīng)廣泛的運(yùn)用到城市地鐵隧道的施工中。

參考文獻(xiàn)：

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[2]沈曉偉.劉均.下穿建筑物條件下地鐵區(qū)間三連拱隧道設(shè)計(jì)[J].山西建筑.，2010，7（16）：78-45

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關(guān)鍵詞：深基坑；地鐵隧道；施工設(shè)計(jì)

城市發(fā)展過程中對(duì)于地下空間的利用越來越頻繁，地鐵系統(tǒng)作為其中一種重要的形式已經(jīng)在大城市地下蔓延開來。而對(duì)于已經(jīng)建成的地鐵隧道來說，后期地上建筑的建造免不了會(huì)出現(xiàn)距離地鐵區(qū)間隧道較近的現(xiàn)象，而在地基施工中需要開挖深基坑，這無論對(duì)地鐵隧道還是對(duì)深基坑工程和未來的建筑體自身都會(huì)有許多不利影響。傳統(tǒng)的基坑工程施工只需要或者大部分注意力在于保證基坑圍護(hù)體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上，可想而知，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今的地下環(huán)境，所以，新型深基坑施工技術(shù)的提出和應(yīng)用勢(shì)在必行。

一 地質(zhì)條件

深基坑施工的地質(zhì)條件對(duì)施工方案有很大影響，它在基坑邊坡穩(wěn)定性分析和圍護(hù)設(shè)計(jì)上有著決定性作用，比如基本地質(zhì)構(gòu)造、水文地貌、地下水系等，這些都要在基坑施工設(shè)計(jì)中予以充分考慮，否則會(huì)直接影響建筑的質(zhì)量和安全。比如，在軟土地基的條件下，基坑的穩(wěn)定性就顯得極為重要，地基的負(fù)載能力、強(qiáng)度和穩(wěn)定性等是否能夠達(dá)到建筑項(xiàng)目對(duì)于地基的規(guī)劃要求，是保證工程基礎(chǔ)質(zhì)量的重中之重。

二 基坑圍護(hù)和挖土施工

現(xiàn)代城市中處于地鐵隧道旁的深基坑工程已經(jīng)頗為常見，雖然深基坑屬于臨時(shí)性開挖，但施工技術(shù)卻相當(dāng)復(fù)雜，如果施工過程處理不當(dāng)，不僅會(huì)危害基坑自身安全，還會(huì)對(duì)臨近的地鐵隧道造成破壞。除此之外，深基坑施工方案的確定已經(jīng)最大程度地考慮施工過程中的預(yù)期變化，但是實(shí)際情況總是難以預(yù)料，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、位置以及周圍巖土的變形等都會(huì)隨時(shí)產(chǎn)生變化，所以，針對(duì)這樣的現(xiàn)狀，在不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，融合新技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化施工方案，才能更好地達(dá)到施工效果。現(xiàn)以某地緊鄰地鐵隧道的地下車庫(kù)深基坑工程為例試做分析：

由于該住宅樓項(xiàng)目中4號(hào)樓離地鐵最近，距離僅有15m，而依據(jù)當(dāng)?shù)厥姓块T地鐵規(guī)劃的要求，該棟樓的主體機(jī)構(gòu)工程必須與規(guī)定期限內(nèi)完成施工，及時(shí)封頂，保證地下隧道安全穩(wěn)定。所以，按照常規(guī)施工順序，應(yīng)該先完成地下車庫(kù)深基坑工程施工（地下車庫(kù)基礎(chǔ)底部標(biāo)高-13.5m），而后對(duì)淺基礎(chǔ)住宅樓進(jìn)行施工（4號(hào)樓基礎(chǔ)底板-6.2m）。然而為了縮短工期，在規(guī)定期限內(nèi)完成4號(hào)住宅樓的施工，地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工就必須在4號(hào)樓后完成后再進(jìn)行，這樣的情況就增加了地下車庫(kù)基坑施工時(shí)圍護(hù)設(shè)計(jì)和土方施工的難度。

1.基坑圍護(hù)的要求

基坑工程主要包括基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)與施工、土方開挖等，它是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。為確保深基坑工程施工時(shí)緊鄰的地鐵區(qū)間隧道的安全，應(yīng)該綜合考慮包括柱列式、板柱式、重力式擋墻、逆筑法等在內(nèi)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型，尋找最佳的組合方案。但是，無論基坑支護(hù)如何設(shè)計(jì)都要滿足以下兩個(gè)方面的要求：

1.1 對(duì)基坑邊坡的控制要滿足變形要求，不能威脅基坑周圍特別是緊鄰地鐵側(cè)的巖土安全。

1.2 保障基坑順利開挖，對(duì)于含水較多的土質(zhì)基坑，要進(jìn)行及時(shí)的排水處理，最終為后續(xù)施工提供適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高的空間。

2.挖土施工和圍護(hù)

由于此地下車庫(kù)基坑形狀相當(dāng)不規(guī)則，開挖深度和面積相對(duì)都較大，所以土方施工是該深基坑工程的關(guān)鍵之處。按照一定的順序，盡量明挖土方，加快挖方速度，同時(shí)，在完成挖方以后，要實(shí)時(shí)順勢(shì)地設(shè)置鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)。而在圍護(hù)方面，該深基坑工程中采用了較為成熟的水泥土攪拌樁和鉆孔灌注樁來分別進(jìn)行擋水、擋土，同時(shí)在基坑內(nèi)加筑鋼筋混凝土支撐體，通過這三者的綜合作用，形成一個(gè)完整獨(dú)立的圍護(hù)體系。

3.基坑周圍環(huán)境的保護(hù)

基坑周圍環(huán)境的保護(hù)應(yīng)該遵循安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，通過主動(dòng)防護(hù)的方式最大程度地減小支護(hù)結(jié)構(gòu)形變。

3.1 基坑周圍管線的保護(hù)。

基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)之前，對(duì)于周圍的管線分布一定要徹底排查，對(duì)于關(guān)鍵地方要適時(shí)監(jiān)測(cè)，一些無法移動(dòng)的大型管線采用隔斷處理，當(dāng)其沉降程度不能滿足要求而水平位移滿足要求的情況下，可以采用注漿法進(jìn)行及時(shí)處理，處理施工過程要嚴(yán)格謹(jǐn)慎，其加固深度最終應(yīng)該大于基坑的影響邊界線。

3.2 基坑水對(duì)于周圍環(huán)境的影響。

通?；邮┕ぶ袝?huì)設(shè)置防水帷幕，比如注漿帷幕、旋噴樁、深層攪拌樁、素混凝土墻等，最大程度地控制降水的影響范圍。但與此同時(shí)，防水帷幕也有不足，其成本較高，施工難度較大，同時(shí)防水效果也一般，當(dāng)?shù)鼗馏w發(fā)生較大位移的時(shí)候，由于防水帷幕自身剛度大、抗拉強(qiáng)度較低，容易出現(xiàn)破裂，降低防水效果。在這種情況下，回灌法就是緩解基坑降水比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方法，它的主要原理是通過工程施工主動(dòng)將水引入地下水，從而達(dá)到抬高和穩(wěn)定基坑局部地下水水位的目的，防止基坑底部不均勻沉降的發(fā)生，而在實(shí)際施工中，通常采用井點(diǎn)灌注法對(duì)地下水位進(jìn)行補(bǔ)給。

3.3 支護(hù)體系的加固。

基坑工程中比較多使用的圍護(hù)形式是攪拌樁重力擋墻，其加固成本較低，止水性能良好，施工時(shí)間短，但它也有自身的弱點(diǎn)，其變形較大，基坑影響范圍也大，在工程設(shè)計(jì)是可以采用綜合擋墻技術(shù)。若在重力擋墻實(shí)際支護(hù)中發(fā)現(xiàn)其變形過大，可以通過墻體自身補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到復(fù)合擋墻的要求。

3.4 環(huán)境監(jiān)測(cè)。

理論情況下圍護(hù)方案會(huì)滿足一般條件下的施工要求，但是深基坑的圍護(hù)隱藏在地下，難以及時(shí)觀察，所以為了優(yōu)化施工效果，對(duì)于周邊環(huán)境要進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，對(duì)周圍管線和基坑周圍建筑的可能沉降、位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如有特殊情況出現(xiàn)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，直至基坑回填完畢為止。

3.5 圍護(hù)內(nèi)側(cè)土體加固。

地下車庫(kù)深基坑的跨度較大，又加之形狀不規(guī)則，從挖方開始到支護(hù)結(jié)構(gòu)形成需要較長(zhǎng)時(shí)間，而在此期間內(nèi)又有多種意外因素的可能，所以為了控制此段基坑圍護(hù)的變形量，應(yīng)該對(duì)跨度較大的圍護(hù)內(nèi)側(cè)土體應(yīng)力集中地區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)加固。

三 深基坑施工問題探析

1.緊鄰地鐵隧道的施工環(huán)境非常敏感，深基坑形狀呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，土方挖掘深度已經(jīng)大于10m，這種情況下宜采用鉆孔灌注樁和水泥土攪拌樁，同時(shí)與鋼筋混凝同作為圍護(hù)支撐，施工時(shí)要按照合理的順序，減少基坑無支撐的時(shí)間。

2. 施工過程中，基坑出現(xiàn)過土體滑坡現(xiàn)象，原因是降水措施未能達(dá)到預(yù)期效果，針對(duì)這樣的問題，如果能在實(shí)際施工中再增加降水點(diǎn)，將降水井點(diǎn)合理科學(xué)地進(jìn)行布置，就能更加有效地控制降水。同時(shí)，在基坑開挖過程中，也可以有效地防治基坑底板隆起，凹凸不平，繼而更好地保證周邊環(huán)境不受影響，提高基坑施工質(zhì)量。

3. 由于該處深基坑施工的特定施工順序，4號(hào)住宅樓與地下車庫(kù)基礎(chǔ)連接處，應(yīng)該采用以水泥土攪拌樁擋土形式為主，結(jié)合其他支撐形式的組合模式，往往能達(dá)到比以往住宅樓基礎(chǔ)土體密注漿加固措施更好的效果。

4. 施工的關(guān)鍵之處在于挖土施工，它對(duì)后續(xù)基坑圍護(hù)變形、周圍建筑體沉降等有很大的影響，除此之外，土方開挖的速度也決定著圍護(hù)變形量，挖土速度越快，與圍護(hù)配合的越融洽，挖方對(duì)周圍環(huán)境的影響就越少、越小。

結(jié)論：

綜上所述，不規(guī)則深基坑工程越來越多，由于其開挖面積和深度都比較大的特點(diǎn)，施工過程對(duì)于基坑周圍環(huán)境會(huì)有較大影響，特別是緊鄰地鐵區(qū)間隧道的深基坑工程質(zhì)，關(guān)系著地鐵運(yùn)行安全。針對(duì)這些問題，通過合理選擇基坑圍護(hù)方式，加強(qiáng)對(duì)于圍護(hù)和基坑土體變形的控制，完善此種類型的挖方施工技術(shù)，強(qiáng)化基坑圍護(hù)，將開挖基坑的影響降到最低，保障地鐵隧道的穩(wěn)定和安全，這對(duì)于以后相似條件下的深基坑施工有著直接實(shí)用的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞:雙線鐵路隧道;坍方;原因;處理

一、工程和施工概況

尕布溝隧道是青藏鐵路西寧至格爾木增建第二線工程XGZHQ2標(biāo)段上的一座雙線隧道,進(jìn)口位于湟源縣尕布溝,出口位于湟源縣老虎溝,起止里程為DK23+640-DK26+356,全長(zhǎng)2716.0m,進(jìn)口段2336m位于直線上,其余位于R=6000m的曲線上,線路縱坡坡率為14.0‰的上坡。線路經(jīng)過處山體起伏較大,在尕布溝至老虎溝之間山體走向與湟水河河道大致平行,隧道埋深最大約240m。隧道主要穿越震旦系的片巖及花崗巖,巖石受到地質(zhì)風(fēng)化作用和地質(zhì)構(gòu)造的影響,巖體破碎,巖層軟硬不均,自穩(wěn)性差,局部固結(jié)程度較低的巖石在開挖過程中極易坍塌,節(jié)理多以順層剪切性質(zhì)為主,節(jié)理密集發(fā)育段易發(fā)生崩塌、掉塊、側(cè)壁失穩(wěn)等不良地質(zhì)災(zāi)害,危及隧道施工安全。

截至2008年12月1日,尕布溝隧道進(jìn)口仰拱施工523.0m(里程DK23+640-DK24+163),二襯施工490.0m(里程DK23+640-DK24+130)。DK24+150-190段原設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)圍巖,現(xiàn)DK24+150-170段變更為Ⅳ級(jí)圍巖,格柵鋼架,間距1榀/1.2m,DK24+180-190段變更為Ⅴ級(jí)圍巖,Ⅰ20b鋼架,間距3榀/2m 。DK24+170-180段維持原設(shè)計(jì)。DK24+130-142段防水板、鋼筋單層已完成。

二、塌方情況

2008年12月2日凌晨,在進(jìn)行下臺(tái)階左側(cè)DK24+166.6-DK24+169格柵拱架噴射混凝土作業(yè)時(shí),發(fā)生DK24+163-180段突然從小里程往大里程方向的坍塌,2008年12月2日15點(diǎn)左右DK24+150-163段又出現(xiàn)塌方?，F(xiàn)塌體范圍為DK24+150-184,拱頂以下碴石充滿,塌腔凈高17.0m左右,拱頂以上碴石厚度1.6m左右。同時(shí),坍塌段DK24+150后方12m范圍拱頂出現(xiàn)裂縫,DK24+150-146拱頂侵限,DK24+142-139左邊墻侵限,O2基線處3榀拱架接頭向內(nèi)鼓出且歪斜。坍塌段前方DK24+184-230段(46m)為塌方影響段,圍巖擾動(dòng)大。塌方情況如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析,造成本次隧道塌方的主要原因是地質(zhì)實(shí)際情況與勘探設(shè)計(jì)的差別大,原設(shè)計(jì)圍巖為Ⅲ級(jí),實(shí)際是Ⅴ級(jí)圍巖。

三、塌方處理方案

(一)塌方處理需解決的問題

1、塌方體后方已做支護(hù)開裂和侵限的處理

坍塌段DK24+150后方8m范圍拱頂出現(xiàn)裂縫,DK24+150-146(4m)拱頂侵限,DK24+142-24+139(3m)左邊墻侵限。

2、塌方體處理

坍塌體范圍長(zhǎng)約30m,處理時(shí)間長(zhǎng),塌腔范圍存在繼續(xù)掉塊、坍塌現(xiàn)象,安全隱患大。

(二)塌方處理方案

1、加固塌體后方支護(hù)結(jié)構(gòu)

為保證坍塌范圍不再向后方延伸,保證施工人員安全,首先對(duì)坍塌體DK24+150后方長(zhǎng)20m范圍的初期支護(hù)進(jìn)行摸查和加固。從已澆筑二次襯砌部位開始(DK23+130),拆除鋼筋、防水板,每次拆除2m范圍,初期支護(hù)無裂縫、無侵限部位不做處理。有裂縫、有侵限部位按下面方法進(jìn)行加固。

(1)加固圍巖:DK24+130-142段(有防水板段)全斷面打φ42徑向錨管,錨管長(zhǎng)度5m,間距1m×1m,有裂縫及侵限變形部位,錨管加密,加密范圍為在其周邊擴(kuò)展3.0m,錨管間距0.5m×0.5m;注1:1水泥單液漿加固巖體,注漿壓力2.5MPa以上。DK24+142-150段(防水板至塌體外緣段)危險(xiǎn)性大,全斷面斜向(朝前)45°打φ42放射向錨管,錨管長(zhǎng)度5m,間距1m×1m,有裂縫及侵限變形部位,錨管加密,加密范圍為在其周邊擴(kuò)展3.0m,錨管間距0.5m×0.5m;注1:1水泥單液漿加固巖體,注漿壓力2.5MPa以上。

(2)增設(shè)鎖腳錨管:在已完成初期支護(hù)O2基線以下,增設(shè)φ42mm鎖腳錨管,錨管長(zhǎng)度5m,每榀12根(拱架兩側(cè)各6根),并與拱架焊接牢固,并注1:1水泥單液漿對(duì)圍巖進(jìn)行加固。錨管前部鉆注漿孔,孔徑6-8mm,孔間距15cm,呈梅花型布置,尾部100cm不鉆孔做為止?jié){段。

(3)進(jìn)行拱頂下沉、周邊收斂觀測(cè),待圍巖確實(shí)穩(wěn)定后,測(cè)量斷面,如邊墻侵限部位不能保證二次襯砌厚度在25cm以上,用風(fēng)鎬將其鑿除,及時(shí)施做一板二襯。塌體后方初期支護(hù)斷面和加固情況(見圖2)。

2、塌方體處理

(1)封閉掌子面:在坍塌體后方回填碴石,達(dá)到形成三臺(tái)階作業(yè)條件。塌腔洞室邊緣(DK24+151)與塌體間頂部相連,但下部與塌體間有深3m左右的空腔,需回填。在塌體邊緣第一榀拱架(DK24+150)下方堆碼草袋,之后在空腔內(nèi)泵送回填C20混凝土(見圖3)。

(2)超前預(yù)支護(hù)。穿越塌方體采用φ89×5大管棚加φ42小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)(見圖4)。

大管棚:φ89×5大管棚長(zhǎng)9m,入巖長(zhǎng)8.5m左右,設(shè)在拱部120°范圍,環(huán)向間距40cm,縱向搭接長(zhǎng)度不小于3m,外插角10°左右,注漿孔孔徑30mm、孔距15cm、梅花型布置。由于塌方體塊石多,孔隙大,先用混凝土泵泵入1:2水泥砂漿,用以填充石塊縫隙,砂漿注入以混凝土泵不能泵入為止;管棚端頭安裝法蘭盤,鋼板厚2cm,孔數(shù)、孔徑與泵管法蘭相配套。砂漿泵完后,即再用注漿泵注入1:1(體積比)水泥漿,大管棚端頭旁側(cè)焊接φ42小導(dǎo)管40cm長(zhǎng),用于與注漿泵管連接;注入水泥漿前,泵管端頭用鋼板焊死。大管棚管鉆進(jìn)時(shí)如產(chǎn)生坍孔、卡鉆現(xiàn)象,可旁位重新鉆孔或采用導(dǎo)管與鉆頭同時(shí)鉆進(jìn)的方法,導(dǎo)管前端安裝硬質(zhì)鉆頭。

小導(dǎo)管:φ42小導(dǎo)管長(zhǎng)5m,設(shè)在拱部120°范圍,環(huán)向間距30cm,縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.0m,外插角30°～45°,注1:1水泥單液漿,固結(jié)塌腔內(nèi)的坍塌體。

根據(jù)小導(dǎo)管長(zhǎng)度、打入角度、打入難易程度,結(jié)合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)結(jié)果推測(cè)上部碴石厚度,如碴石厚度小于3.0m,需先通入φ100泵管,管頂口高出拱頂線3m以上,泵入C20混凝土(塌落度180-220),再打小導(dǎo)管注漿加固松散碴石,保證拱頂以上固結(jié)碴石加混凝土厚度不小于3.0m。泵送混凝土可與坍塌體后方初支加固同時(shí)進(jìn)行。

大管棚、小導(dǎo)管水泥漿液要充滿塌方體,注漿壓力2.5MPa以上。

(3)采用“三臺(tái)階七步平行流水作業(yè)法”掘進(jìn)塌方體?！岸膛_(tái)階七步平行流水作業(yè)法”是采用三層短臺(tái)階,分步平行開挖,分步平行施作拱墻初期支護(hù)混凝土,混凝土仰拱超前施作及時(shí)閉合構(gòu)成穩(wěn)固的初支體系。上部碴體大管棚加小導(dǎo)管預(yù)注漿固結(jié)后,上部弧形導(dǎo)坑短開挖施作拱部初期支護(hù),再左右錯(cuò)位開挖及施做邊墻初期支護(hù);混凝土仰拱緊跟下臺(tái)階并及時(shí)施做,盡早閉合成環(huán)構(gòu)成支護(hù)受力體系。

第一,工藝流程?！叭_(tái)階七步平行流水作業(yè)法”的工藝流程可簡(jiǎn)述如下:超前預(yù)支護(hù)――開挖上部弧形導(dǎo)坑,并施做初期支護(hù)――左右錯(cuò)位開挖階并施作初期支護(hù)――左右錯(cuò)位開挖下臺(tái)階并施作初期支護(hù)――施做混凝土仰拱使初期支護(hù)閉合成環(huán)――監(jiān)控量測(cè)反饋,施做防水層,灌筑混凝土襯砌。

第二,開挖、支護(hù)。采用三臺(tái)階分步平行開挖法,施工順序如圖5所示。上半斷面環(huán)形部分采用人工風(fēng)鎬開挖,其余各部分采用挖掘機(jī)開挖、裝碴。待注入坍塌體內(nèi)漿液強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上(一般注漿兩天后即可),圍巖穩(wěn)定后,開始進(jìn)行塌方段損壞初期支護(hù)恢復(fù),采用三臺(tái)階開挖,從外向里一榀一榀施工,逐榀架設(shè)I20b型鋼拱架,間距50cm,在拱架內(nèi)外側(cè)分別加設(shè)φ8雙層鋼筋網(wǎng)片、間距20×20cm,φ22雙層連接筋,環(huán)向間距50cm,拱架尺寸按Ⅴ級(jí)圍巖預(yù)留變形量加工安裝。上臺(tái)階高度2.5m-3.0m,拱腳以上1m范圍內(nèi)兩側(cè)各打設(shè)4根φ42鎖腳小錨管,長(zhǎng)5m,注1:1單液水泥漿,拱腳鋼板以下松散碴體也要注漿,保證拱腳穩(wěn)固。拱架范圍噴射C25混凝土,與坍塌體間必須保證密實(shí),不許有空洞。上臺(tái)階施做I20b臨時(shí)仰拱,及時(shí)封閉成環(huán)。

上臺(tái)階進(jìn)尺5m后,施工中、下臺(tái)階,各級(jí)臺(tái)階錯(cuò)臺(tái)長(zhǎng)度5m左右。在施工鋼拱架時(shí),要逐榀架設(shè),每循環(huán)開挖進(jìn)尺不得大于50cm。施工中,對(duì)邊墻部位打設(shè)φ42小導(dǎo)管注漿加固,小導(dǎo)管長(zhǎng)5m、間距1.0×1.0m、梅花型布設(shè),注1:1單液水泥漿。階也加設(shè)臨時(shí)仰拱,封閉成環(huán)。臨時(shí)仰拱待正式仰拱澆筑完畢后拆除。其他按Ⅴ級(jí)圍巖參數(shù)施工。

架設(shè)工鋼拱架時(shí),在坍塌體部位及后方3m范圍視情況,分高度架設(shè)I20b豎撐(底部設(shè)鋼板,保證受力面),頂在拱中心線部位,增強(qiáng)整體剛度。

第三,拱部回填。在塌方段加固處理時(shí),在拱頂留設(shè)φ100泵管,范圍在拱頂以上高5m,待二次襯砌施工完成達(dá)到強(qiáng)度后,在加固的護(hù)拱上方泵送水泥粉煤灰砂漿(水泥:粉煤灰=1:2,坍落度140-180)形成緩沖層(2.0m)厚。

3、塌方體前緣(DK24+150-146)拱部侵限部位處理

當(dāng)二次襯砌最小厚度不能保證25cm時(shí),需進(jìn)行侵限處理,方法是進(jìn)行換拱。換拱施工時(shí),在拱部120°范圍打設(shè)φ42超前小導(dǎo)管預(yù)以保護(hù)。小導(dǎo)管長(zhǎng)度5m,環(huán)向間距30cm,外插角5°-10°,注1:1水泥單液漿。同時(shí),對(duì)侵限部位打徑向φ42錨管進(jìn)行加固,錨管長(zhǎng)5m、間距1.0×1.0m,之后進(jìn)行換拱施工。換拱時(shí),原拱架先不動(dòng),在侵限范圍內(nèi)的兩榀拱架間進(jìn)行切槽,拆除噴射混凝土和鋼筋網(wǎng),安裝Ⅰ16工鋼拱架,每榀新?lián)Q拱架拱腳1m范圍兩側(cè)各打設(shè)4根φ42注漿鎖腳錨管,與拱架焊牢。同時(shí),拱架與徑向錨管也要焊接牢固。換拱要逐榀進(jìn)行,穩(wěn)扎穩(wěn)打,步步為營(yíng)。

4、監(jiān)控量測(cè)原則

(1)量測(cè)斷面間距按5m考慮,每個(gè)量測(cè)斷面各布置一個(gè)拱頂下沉點(diǎn)和3條凈空水平收斂量測(cè)線(3個(gè)臺(tái)階各一條)。

(2)各測(cè)點(diǎn)盡量靠近開挖面布置(不大于2m),在開挖后24h內(nèi)或下次開挖前,讀取初讀數(shù)。

(3)周邊收斂、拱頂下沉各測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量集中斷面布設(shè),以便量測(cè)成果的協(xié)調(diào)分析、綜合運(yùn)用。

(4)當(dāng)下半斷面開挖靠近上半量測(cè)斷面,量測(cè)頻率應(yīng)適當(dāng)增加。

5、技術(shù)控制要求

(1)技術(shù)員24h跟班作業(yè),做好旁站記錄,尤其是注漿作業(yè),部位、間距、錨管打入長(zhǎng)度、注漿量、注漿壓力等要詳細(xì)記錄清楚。此項(xiàng)要求每日填寫表格,工區(qū)總工簽字確認(rèn),指揮部每日檢查,如有不實(shí),追究相關(guān)人員責(zé)任。

(2)工字鋼拱架必須按設(shè)計(jì)圖紙尺寸加工,連接時(shí)對(duì)準(zhǔn)中心、鋼板密貼(有間隙填加鋼板)、螺栓對(duì)位、螺絲擰緊。

(3)鎖腳錨管在拱腳處向下斜向打入,錨管必須注漿,與拱架焊接牢固。

(4)拱架要與圍巖(初噴混凝土)緊貼。鋼架與圍巖間的空隙,用噴射砼充填密實(shí)。當(dāng)間隙過大時(shí)用混凝土楔塊頂緊,其支點(diǎn)間距不大于1m。嚴(yán)禁使用木材或片石回填。

(5)鋼架安裝在墻腳處長(zhǎng)度不夠時(shí),不得懸空,也不得用土石回填,必須采用鋼墊板或混凝土楔塊墊高頂緊。

(6)開挖中如發(fā)現(xiàn)塌體注漿效果不理想,須重新進(jìn)行補(bǔ)注。

(7)噴層后面決不能有空洞,不得墊石棉瓦噴射混凝土,如超挖較大,可分層回填片石,片石間縫隙噴混凝土漿砌緊密。

(8)注漿時(shí),如遇漿液溢流、長(zhǎng)時(shí)間不能注滿時(shí),可注水泥-水玻璃雙液漿。

6、安全控制要點(diǎn)

(1)領(lǐng)導(dǎo)跟班作業(yè),提高整體協(xié)調(diào)能力。

(2)指揮部安全員、項(xiàng)目部安全員及技術(shù)員、旁站員、施工隊(duì)負(fù)責(zé)人必須現(xiàn)場(chǎng)值班,發(fā)現(xiàn)如下異常情況及時(shí)處理:開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài),頂板有無坍塌;噴混凝土有無裂隙或墊板脫離圍巖現(xiàn)象;鋼拱架有無被壓變形情況。

(3)坍方體后面圍巖加固沒有達(dá)到預(yù)期效果,不能向前推進(jìn)。塌體段每循環(huán)掘進(jìn)時(shí),必須檢查碴體固結(jié)效果,特別是鋼架拱腳部位固結(jié)效果。

(4)在靠近塌腔已完初期支護(hù)拱頂、邊墻上建立觀測(cè)點(diǎn),每天早、中、晚各進(jìn)行一次觀測(cè),密切注意拱頂下沉、周邊收斂情況,如數(shù)據(jù)異常,立即停止施工。

(5)所有作業(yè)過程必須有安全員現(xiàn)場(chǎng)值班僚望,隨時(shí)觀察周圍圍巖變化情況,如有異常情況及時(shí)組織人員撤離作業(yè)區(qū)。

(6)對(duì)塌體進(jìn)行開挖前,必須待塌腔充填密實(shí)并能產(chǎn)生作用后進(jìn)行。

(7)當(dāng)塌體穿過后,對(duì)原巖進(jìn)行開挖時(shí),需精心組織,小心掘進(jìn),不能麻痹,更不能冒進(jìn),必須在確保安全的前提下進(jìn)行施工。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過業(yè)主、設(shè)計(jì)單位和施工企業(yè)共同審定,認(rèn)為本文所述的塌方處理方案符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、安全性和操作性都有保障,再加上施工企業(yè)有處理類似隧道塌方的成功經(jīng)驗(yàn),決定將本處理方案付諸實(shí)施。經(jīng)過施工單位近兩個(gè)月的緊張施工,圓滿完成塌方處理工作,取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也為類似隧道塌方處理工程提供了技術(shù)參考。

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