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浅埋暗挖法十八字方针(浅埋暗挖法)

浅埋暗挖法十八字方针(浅埋暗挖法)

你知道地铁、穿山隧道是怎么挖出来的么?--浅谈浅埋暗挖法

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随着现代城市的发展,新工艺、新技术日新月异、层出不穷,在摩天高楼雨后春笋般涌现的同时,地下空间、地铁、穿山隧道等也不落其后,整个工程领域百花齐放。

那么隧道是怎么挖出来的呢?

目前,施工方法有新奥法、明挖法、浅埋暗挖法、地下连续墙法、盾构法等。今天,我们在这里重点讲一下浅埋暗挖法。

浅埋暗挖法的概念

浅埋暗挖法是采用开挖地下坑道的方式修建隧道的传统施工方法,它以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理。

浅埋暗挖法的优缺点

浅埋暗挖法和盾构法同属于暗挖法。我们常说的暗挖法实际上多指浅埋暗挖法,也就是采用人工开挖的暗挖法(以下简称暗挖法)。下面将通过对比盾构法和暗挖法的不同来具体介绍暗挖法的优缺点。

盾构法和暗挖法的不同点类似高铁和汽车这两种出行工具的不同点。盾构法类似高铁出行,暗挖法类似汽车出行。

1 高铁行驶速度快——汽车行驶速度慢

类比施工速度:同种地层中,盾构掘进速度比暗挖掘进速度明显要快。一般情况下,粘土地层中,盾构每天掘进约20m(前期准备时间较长),暗挖每天掘进约1.5m(后期还要做结构)。

2 高铁事故率较低——汽车事故率较高

类比施工过程的安全性:盾构施工以机械化施工为主,施工人员受伤的概率比以人工操作为主的暗挖法要低。

3 高铁事故率较低——汽车事故率较高

类比施工过程的安全性:暗挖法施工中,每个掌子面的人员数量3-6人,直接并时刻面对各类施工风险。

4 高铁乘坐舒适——汽车较为颠簸、声噪大

类比施工环境:在靠近掌子面的位置,盾构法和暗挖法施工都比较闷热,但是盾构区间基本上没有灰尘和有害气体。暗挖区间的喷锚过程、车辆运输过程会产生或扬起大量的灰尘,车辆尾气和电焊烟尘较多。

既然暗挖法脏乱差,为什么暗挖法还是地下工程中不可或缺的一种施工方法呢?

1 高铁列车造价高、需要较大的场地——汽车造价低、节省空间

类比施工预算:多年前,盾构机依赖进口,费用十分昂贵。随着盾构机的国产化,费用逐步降低,但是盾构法的综合造价仍明显比暗挖法高。

类比施工场地:盾构法施工需要占用至少上千平米的场地。 暗挖法的施工场地可以缩小到一百平米左右,只要能容下一个 提升竖井和面积不大的存土场就可以了。

2 高铁不能随意停车、不能拐急弯、不能爬大坡——汽车停车较方便、可以拐小弯或调头、可以爬陡坡

类比施工的灵活性:盾构一般情况下不能停机,不能长时间暂停掘进,不能中途改变断面。由于体积庞大,导致盾构拐弯半径不能过小,坡度不能过大。但是暗挖法可以在根据合理的方案临时封闭掌子面,较长时间暂停施工,可以灵活变换断面。

暗挖法可以在根据合理的方案临时封闭掌子面,较长时间暂停施工,可以灵活变换断面。可以进行出入口、联络通道等小半径、大坡度的施工。

浅埋暗挖法的“十八字”原则

暗挖法的施工要素,即“十八字”原则:管超前、严注浆、强支护、短进尺、快封闭、勤量测。

下面,将通过实际案例来说明“十八字”原则的重要性。

1 管超前、严注浆的重要性

管超前、严注浆是两项工作一体施工,是暗挖施工最重要的一步,是保证初期支护安全施工的前提。通过打设小导管并通过小导管注浆,使土体固结形成承载壳,使开挖面上方土体相对稳定,可有效地控制沉降及坍塌。

2 强支护的重要性

风道1#洞室施工中,上台阶右侧初衬格栅出现滑移,滑移范围总共为4榀格栅,长度为2m,最大滑移宽度为35cm。

浅埋暗挖隧道支护结构承担隧道上全部或部分地层压力,并从减少地表沉降的角度出发,初期支护必须有足够的刚度。

要求:格栅或型钢焊接质量好,格栅或型钢连接紧密、喷射混凝土密实。

另外,对于需要拆除临时支撑的暗挖隧道来说,拆撑过程是对强支护是否到位的最大考验。

3 短进尺、快封闭的重要性

短进尺,就是控制开挖步距,每次进尺不能太长。快封闭,就是使初期支护的钢格栅最短时间内形成封闭环,确保结构及围岩的稳定。短进尺是快封闭的前提。要做到“开挖一段,封闭一段,段段推进”。禁止两榀钢架一次开挖。

4 勤量测的重要性

勤量测,就是通过监控量测,及时分析数据,并根据监控数据来调整支护参数(信息化施工)。无论何种工法,测量数据就是我们的眼睛,通过数据分析判断施工过程是否安全,否则我们就是在闭着眼睛干活。

对浅埋暗挖法的展望

暗挖法相对盾构、明挖、盖挖等工法的优点是无法替代的:施工灵活、不需要大场地、对周边交通及管线影响较小、施工前准备较简单,这些优点在城市轨道交通施工中显得尤为难得,使得暗挖法往往排在工法比选的前面。

但它的“不人性”缺点也日益突出:施工现场环境恶劣、劳动强度大、施工风险大。由于机械化替代程度不高,导致暗挖法需要大量劳动力,然而目前专业工人数量正在急剧减少。另外,施工暗挖车站工期较长,“群洞效应”导致的地表沉降较大。

随着施工机械化、环境人性化、管理标准化和施工人员社会地位、收入的不断提高,暗挖法仍将会在城市地铁建设中,发挥更加重要的作用。

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