地鐵隧道施工對地層變形的影響 ——淺埋暗挖法對地層變形的影響論文

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1、地鐵隧道施工對地層變形的影響——淺埋暗挖法對地層變形的影響論文摘要:進入21世紀(jì)，我國地鐵建設(shè)步入了快速發(fā)展的階段，各大城市地鐵建設(shè)項目競相開工。正確選擇有效的地鐵施工方法是地鐵建設(shè)快速、安全、有效的有力保障。施工技術(shù)的不斷發(fā)展提高，已初步形成專門的學(xué)科體系，極大地推動了地鐵建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。本文主要引用深圳地鐵的案例進行分析淺埋暗挖法對地層變形的影響。關(guān)鍵詞：地層變形淺埋暗挖法影響因素1.淺埋暗挖法簡介施工方法對地鐵車站和區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)型式的確定以及地鐵土建工程造價有決定性影響。施工方法的選擇，受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件、線路平面位置、隧道埋置深度等多種因素的制約，同

2、時對施工期間的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的難易程度等產(chǎn)生直接影響。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。目前在我國地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已廣泛采用。淺埋暗挖法施工.freel、暗挖車站跨度達26m等復(fù)雜條件，因此，對暗挖法的施工工藝和輔助工法提出了更高的要求，以此保證地鐵施工對周邊環(huán)境的環(huán)保和安全要求。4.深圳地鐵案例分析本文選取深圳地鐵I期工程6標(biāo)段為例剖析不同施工工藝對地表沉降的影響程度。4.1工程概況6標(biāo)為雙線單洞隧道，馬蹄形斷面(6.2mx6.7m），正臺階法開挖，區(qū)間隧道范圍內(nèi)上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積

3、層，海積沖積層及第四系中統(tǒng)殘積層，下伏燕山期花崗巖，地下水豐富；隧道埋深較淺，部分位置上覆砂層，開挖面土質(zhì)強度較低，上覆砂層地段條件極差。4.2超前預(yù)加固輔助工法從最初的超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固到現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的各種淺埋暗挖輔助工法都以適用不同的地層條件及隧道周邊環(huán)境要求為標(biāo)準(zhǔn)。從6標(biāo)的工程實踐來看，針對不同的地層條件，特別是在地下水豐富地區(qū)施工地鐵隧道（大部分標(biāo)段不能采取前期降水處理），在不同的地質(zhì)條件下，超前預(yù)加固方法和參數(shù)的選擇相當(dāng)重要。6標(biāo)一般地層條件下，隧道上覆粘土或粉質(zhì)粘土，且土層較厚，故水量較小，因此采用超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固；一般地層到富水砂層地段之間的過渡段水量逐漸變大，采用

4、長短結(jié)合的小導(dǎo)管注漿預(yù)加固，達到雙層的加固效果，短導(dǎo)管外插角比長導(dǎo)管大，管徑和間距增大；在富水砂層地段采用長短結(jié)合的小導(dǎo)管注漿預(yù)加固或小管棚加固，后者對改善開挖面條件和控制地層變形效果顯著。注漿壓力及注漿量的控制對預(yù)加固效果有影響，地層較好的情況下可以不注漿。4.3開挖時空順序地鐵隧道開挖在土中進行，開挖擾動使原始地層應(yīng)力重分布，而土的自穩(wěn)能力較差，暗挖法開挖不像盾構(gòu)法施工有足夠的抗力支撐擾動地層，只能以超前預(yù)加固和“短開挖、早支護”保證地層的穩(wěn)定。因此掌握開挖和支護的時空效應(yīng)對穩(wěn)定地層，保證施工安全，控制地層變形都有很大幫助，對于掌子面而言要把握開挖進尺、分步開挖順序；對雙線隧道則要

5、確定左右線的間距。4.4施工進度的基本情況分析施工進度的快慢與開挖進尺及每一個開挖循環(huán)所用的時間有關(guān)，因此，考慮在預(yù)加固前提下土體的自穩(wěn)時間及地層的塑性變形發(fā)展確定工序。現(xiàn)場每個工序循環(huán)耗時如表1，每個班做1．5個循環(huán)，開挖進尺為1mm／循環(huán)，無支護時間為4小時；而當(dāng)?shù)貙訔l件較差時，開挖進尺減小為0．75或0．6m／循環(huán)，超前預(yù)支護長短結(jié)合需要更多時間，而開挖土方減少開挖時間減少，即預(yù)支護強度提高和無支護時間減少，地層變形減小。隧道通過含水砂層地段時，施工進度慢則掌子面裸露時間長，而上臺階沒有施作臨時橫撐或臨時仰拱，且上臺階拱腳容易積水，土的強度又低，雖然用鋼板或木板支撐，拱部結(jié)構(gòu)仍產(chǎn)

6、生整體下沉，隧道結(jié)構(gòu)不及時封閉成環(huán)，對沉降的發(fā)展不易控制。因此施工過程中工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時做好超前的地質(zhì)預(yù)報，隨時改變頂支護參數(shù)，保證安全、快速施工。六標(biāo)一般情況上、下臺階2～3m／d(下臺階機械施工，相對進尺快，有時隔天開挖)砂層地段開挖進尺小，開挖困難進度慢，甚至不時停工，其沉降大.當(dāng)然在地層條件極差位置，土體易失穩(wěn)，6標(biāo)邊墻曾出現(xiàn)噴混凝土前大面積土體滑落，相當(dāng)危險，現(xiàn)場采用三臺階開挖，縮短每步開挖的時間，保證了施工的順利進行。這也是對地層變形的有效控制。5.努力方向我國已有近40年的地鐵修建史，尤其是近十多年來的快速發(fā)展，豐富和創(chuàng)新了我國地鐵規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理運用、防災(zāi)救災(zāi)

7、設(shè)備維修的技術(shù)方法及工作制度。由于我國地域廣大、地質(zhì)情況多樣，地鐵修建技術(shù)也必然極具復(fù)雜性和高難度。就目前來講，我們已有的技術(shù)手段可以應(yīng)付除西部和東北地區(qū)以外的大部分區(qū)域的城市地鐵修建任務(wù)，更為可貴的是我們已經(jīng)鍛煉和造就了一大批有經(jīng)驗的、有高度責(zé)任感的地鐵建設(shè)工作者和能吃苦耐勞、有風(fēng)險精神及創(chuàng)新智慧的設(shè)計、施工隊伍。展望未來，為使我國地鐵修建技術(shù)日臻完善，保證地鐵工程質(zhì)量，實現(xiàn)地鐵的社會經(jīng)濟效益最大化，我國尚需在以下幾個方面努力。5.1盡快統(tǒng)一