廣州地鐵四號(hào)線蕉門至沖尾段軟土施工方法

1、廣州地鐵四號(hào)線蕉門至沖尾段軟土施工方法摘要:表達(dá)了蕉門至沖尾段軟土特性,對(duì)目前地鐵車站和隧道區(qū)間常用的施工方法進(jìn)展了闡述,提出各工法的施工原理及其適用范圍,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外一些軟土地區(qū)的地鐵施工經(jīng)歷提出需要注意的問題,以期在今后的地鐵設(shè)計(jì)施工中得以重視。關(guān)鍵詞:軟土,明挖法,盾構(gòu)法,地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)廣州地鐵四號(hào)線分四段進(jìn)展建立,其中第三段黃閣沖尾擬于2022年底建成通車。四號(hào)線全長(zhǎng)68.96k,其中黃閣沖尾4.88k,線路北起蘿崗新區(qū),穿越科學(xué)城、東圃、大學(xué)城等站,往南最后到達(dá)沖尾。因此,主要針對(duì)蕉門沖尾段地質(zhì)情況,結(jié)合國(guó)內(nèi)外地鐵的施工經(jīng)歷,討論該段假定走地下線之情況下,地鐵車站及隧道區(qū)間各施工工法的

2、利弊及考前須知,為今后的地鐵設(shè)計(jì)施工提出一些建議。1地層概況蕉門沖尾段由上而下的地層構(gòu)造為:人工填土層,厚0.55.8;-1A海陸交互相淤泥層,多為流塑,部分為軟塑,厚1.7022.80,部分淤泥夾粉細(xì)砂薄層;-1B海陸交互相淤泥質(zhì)土層,多為軟塑狀,往南普遍含松散的淤泥質(zhì)粉細(xì)砂夾層,部分有流塑狀淤泥透鏡體及中密狀中粗砂透鏡體,總厚度5.3214.38;中粗砂層,南面根本連續(xù)分布,稍密中密,部分有粉細(xì)砂透鏡體,層厚0.607.20;海陸交互相粉質(zhì)粘土層,南面零星分布,可塑狀,層厚0.305.50;H-2殘積砂質(zhì)粘性土層,線路上根本連續(xù)分布,硬塑狀,層厚0.452.21;下伏為花崗混合巖。沿線軟土

3、層較厚,軟土的自立、自穩(wěn)性能差,而蕉門沖尾段隧道只能穿越或位于軟弱淤泥和淤泥質(zhì)土地層中,為防止盾構(gòu)隧道及車站施工的順利進(jìn)展和建成后的平安運(yùn)營(yíng),地鐵施工前必須對(duì)軟土進(jìn)展預(yù)加固處理。2地鐵車站施工方法2.1明挖法和蓋挖法明挖法施工技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì),雖然蕉門沖尾段K0一般超過0.83,靈敏度一般大于4.5,但周圍土體經(jīng)過處理和支護(hù)后,均可考慮用明挖法施工。明挖法大體施工程序可分為四大部分:圍護(hù)構(gòu)造施工內(nèi)部土方開挖工程構(gòu)造管線恢復(fù)及覆土。例如上海一號(hào)線車站一般都采用明挖順筑法施工:地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造施工內(nèi)井點(diǎn)降水(或基坑土體加固)第一層開挖設(shè)置第一層鋼支撐第n層開挖設(shè)置第n層鋼支撐最后開挖底板混凝

4、土澆筑最下層支撐撤除混凝土內(nèi)襯澆筑拆鋼支撐頂板混凝土澆筑。另外,在土層自立性稍好的地層,可考慮采用分部開挖、分部支護(hù)法,先開挖一小部分,然后用噴錨支護(hù)做全斷面的保護(hù),再逐步擴(kuò)挖、逐步支護(hù)、開挖后再在其中做鋼筋混凝土二次襯砌,如北京地鐵王府井車站的施工。在地下連續(xù)墻深基坑開挖工程中,開挖前常用灌漿的方法來加固被挖去的軟土,從而減少地下連續(xù)墻的變形、增加開挖穩(wěn)定性、保證工程平安,以新加坡藝術(shù)中心地下連續(xù)墻深基坑開挖工程為實(shí)例證實(shí):用灌漿的方法能產(chǎn)生側(cè)向壓力,近似認(rèn)為它等于經(jīng)灌漿加固后軟土地基的復(fù)合強(qiáng)度;灌漿施工會(huì)使墻體產(chǎn)生明顯的、背向開挖面的位移,從而可以較大幅度地減少墻體在開挖過程中的變形;灌漿

5、施工會(huì)導(dǎo)致墻后地表隆起;灌漿施工會(huì)引起超孔隙水壓力的增加。廣州地鐵一號(hào)線除農(nóng)講所站采用蓋挖法施工外,其他均采用圍護(hù)構(gòu)造的明挖法施工。蓋挖法是利用圍護(hù)構(gòu)造和支撐體系,在一些繁忙交通路段利用構(gòu)造頂板或臨時(shí)構(gòu)造設(shè)施維持路面通行在其下進(jìn)展車站的施工方法。按構(gòu)造施工的順序分蓋挖順筑工法和蓋挖逆筑工法兩種,蓋挖逆筑工法一般都是對(duì)交通作短暫封鎖,將構(gòu)造頂板施工完畢后恢復(fù)道路交通,利用豎井作出入口進(jìn)展內(nèi)部暗挖逆筑;蓋挖順筑工法一般是利用臨時(shí)性設(shè)施(鋼構(gòu)造)作輔助措施維持道路通行,在夜間將道路封鎖,掀開蓋板,進(jìn)展基坑土方開挖和構(gòu)造施工。2.2淺埋暗挖法我國(guó)目前采用的淺埋暗挖法多是按照“新奧法原理進(jìn)展設(shè)計(jì)和施工,

6、以加固、處理軟弱地層為前提,采用足夠剛性的復(fù)合襯砌(由初期支護(hù)和二次襯砌及中間防水層所組成)為根本支護(hù)構(gòu)造的一種用于軟土地層近地表隧道的暗挖施工方法。它以施工監(jiān)測(cè)為手段,指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工,保證施工平安,控制地表沉降。如北京天安門西站采用暗挖樁柱法施工,結(jié)合淺埋暗挖法與蓋挖法的優(yōu)點(diǎn),防止了大量拆遷、改建工作,減少了對(duì)周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響,對(duì)城市交通的干擾校因此,當(dāng)車站鄰近有建筑(構(gòu)筑)物時(shí),可采用此方法。另外,國(guó)外暗挖法技術(shù)最近幾年獲得了較大的進(jìn)展,因此,我國(guó)可借鑒國(guó)外的這些先進(jìn)方法,如大跨度的預(yù)制塊法、預(yù)切槽法、氣壓法等。2.3異形盾構(gòu)機(jī)法由于機(jī)械復(fù)雜、造價(jià)較高、安裝操作難度大,目前國(guó)內(nèi)

7、外在地鐵車站施工中很少應(yīng)用該方法,尚未研究出較經(jīng)濟(jì)合理的措施。但在我國(guó)也獲得了一定的成果,如我國(guó)正在開發(fā)研制國(guó)產(chǎn)大型三心圓、割圓異型盾構(gòu),因此通過逐步開展盾構(gòu)施工技術(shù),堅(jiān)信我國(guó)在以后的地鐵車站施工中能發(fā)揮異形盾構(gòu)機(jī)的作用。2.4綜合法通過對(duì)地鐵各工法的不斷研究、借鑒,結(jié)合各工法各自的優(yōu)點(diǎn),我國(guó)也推出了不少新的綜合施工方法,如蓋挖與暗挖相結(jié)合的方法。因?yàn)槲覈?guó)目前只有明挖法才能完全用機(jī)械化施工,暗挖法還是以人工施工為主,因此,只有充分利用各工法的優(yōu)點(diǎn)、靈敏選擇,才能進(jìn)步機(jī)械化程度,進(jìn)步地鐵施工的速度。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3地鐵區(qū)間隧道施工方法3.1盾構(gòu)法盾構(gòu)法是在地表以下土層或松軟巖層中采用盾機(jī)

8、暗挖隧道的一種施工方法。盾構(gòu)法雖然效率高,但也很容易出施工事故。蕉門沖尾段假設(shè)盾構(gòu)區(qū)間穿越房屋集中區(qū)域時(shí),為了防止損壞房屋地基根底的穩(wěn)定性,可利用廣州地鐵三號(hào)線大塘站大瀝站區(qū)間盾構(gòu)的經(jīng)歷,采用樁基托換、頂升、筏基加固等處理方法或通過在外圍采用樹根樁等隔離保護(hù),并充分發(fā)揮時(shí)空效應(yīng)來保護(hù)房屋的構(gòu)造平安。隧道盾構(gòu)法施工中采用同步注漿是一種比擬先進(jìn)的技術(shù),同步注漿是盾構(gòu)一邊向前推進(jìn),一邊不停地向各盾尾空隙加壓注漿材料的一種施工方法,不連續(xù)的加壓,使注漿材料在充入建筑空隙后,沒有到達(dá)土體一樣強(qiáng)度前,保持一定的注漿壓力和土體壓力相當(dāng),從而使地面沉降控制在最小范圍內(nèi)。此技術(shù)可以很好地控制地表沉降,進(jìn)步隧道整

9、體防滲才能,在實(shí)際工程應(yīng)用中有很強(qiáng)的優(yōu)越性。在飽和含水層中盾構(gòu)法所用的管片拼裝襯砌整體構(gòu)造防水技術(shù)要求高,可采用錯(cuò)縫拼裝等新技術(shù)(方法),如上海地鐵一號(hào)線部分盾構(gòu)隧道,防水效果好、工作效率高、縱向沉降小,對(duì)周邊環(huán)境影響不大,應(yīng)當(dāng)作為我國(guó)軟土盾構(gòu)應(yīng)用的一個(gè)方向。3.2頂管法頂管法施工適用于軟土地區(qū)埋深大、直徑小的隧道,特別是對(duì)于城市市政工程管道。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量隧道施工的事例證實(shí),隧道內(nèi)徑大于4,使用頂管法沒有用盾構(gòu)法施工經(jīng)濟(jì)合理,對(duì)內(nèi)徑小于4或更小的管道,使用頂管法有其獨(dú)特的優(yōu)越性。因此,地鐵區(qū)間隧道內(nèi)徑66.5,不宜采用頂管法施工。3.3礦山法深埋于堅(jiān)硬巖體中的區(qū)間隧道,常采用傳統(tǒng)鉆爆法或懸臂

10、式和門架式多臂鑿巖臺(tái)車鉆眼施爆,使用人工或裝渣機(jī)出渣,大型自卸柴油機(jī)車運(yùn)輸?shù)拈_挖方法被稱為礦山法,因此,它一般用于山嶺地區(qū)區(qū)間隧道的施工。3.4沉管法沉管法一般是隧道跨越江、河、湖、海等水域修建隧道的重要方法。沉管隧道施工時(shí),先在隧道以外的船臺(tái)上或臨時(shí)干塢內(nèi)制作隧道段,并在兩端用臨時(shí)封端墻封閉起來,制成后用拖輪拖運(yùn)到隧址指定位置上去(這時(shí),于隧位處已預(yù)先挖好一個(gè)水底基槽),待管段定位就緒后,向管段里灌水壓載使之下沉,然后把漂浮的管段在水下聯(lián)接起來,經(jīng)覆土回填后,便筑成了水底隧道。3.5明挖法一般是在隧道埋深較淺且用其他暗挖法難以施工時(shí)才選用明挖法施工隧道,施工本錢高,其重點(diǎn)是要選用合理有效經(jīng)濟(jì)的支擋方法。明挖法可分成四類:順筑法、逆筑法、分部開挖法、溝槽法。蕉門沖尾段軟土層很厚,故不宜采用明挖法施工。4地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)1)盾構(gòu)施工引起的地面變形。2)基坑開挖引起的變形與失穩(wěn)。3)洞室圍巖失穩(wěn)。4)地下水環(huán)境變異。5)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境惡化。5建議1)做好地鐵線路周邊環(huán)境及地下管線的調(diào)查。2)開展詳盡的工程地質(zhì)勘察。3)做好開挖方案的優(yōu)化選擇。4)積極采用新技術(shù)、新方法。5)加強(qiáng)巖