河流和橋梁下地鐵隧道的施工技術(shù)研究實(shí)踐思考

閆宇輝

摘 要：在城市不斷的發(fā)展當(dāng)中，對(duì)于交通基礎(chǔ)設(shè)施也具有了更高的要求。在地鐵工程建設(shè)當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在橋梁、河流下施工的情況。在本文中，將就河流和橋梁下地鐵隧道的施工技術(shù)研究實(shí)踐進(jìn)行一定的研究與思考。

關(guān)鍵詞：河流；橋梁；地鐵隧道；施工技術(shù)；

1 引言

近年來(lái)，較多的地鐵工程在城市當(dāng)中得到了建設(shè)，有效提升了城市的交通發(fā)展水平。在地鐵工程具體建設(shè)當(dāng)中，也具有著較多的影響因素，如經(jīng)常受到環(huán)境影響而需要在橋梁以及河流下施工，并因此提升了施工難度。近年來(lái)，較多工程使用淺埋暗挖法施工，同時(shí)通過(guò)較多輔助手段如超前降水、超前支護(hù)以及加固圍巖方式施工，在完整分析施工過(guò)程的基礎(chǔ)上形成了聯(lián)合支護(hù)體系。但在實(shí)際施工中，在安全性方面還是存在著一定的不足，塌陷、滲水等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，在對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響的情況下導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。對(duì)此，即需要能夠做好施工技術(shù)的把握，通過(guò)技術(shù)的科學(xué)選擇與應(yīng)用獲得更好的施工效果。

2 工程概述及分析

我國(guó)南部某城市地鐵隧道工程，該工程穿越橋梁河流。河流方面，橋梁坐落在河流上，其結(jié)構(gòu)為石拱同寬幅T梁的組合，混凝土基礎(chǔ)，橋臺(tái)以及橋墩都為水泥砂漿砌石塊。隧道走向方面同橋梁基本一致，以淺埋暗挖方式施工，河流同拱頂間的距離最小值為6.5m。隧道地質(zhì)方面，主要為填土與粉質(zhì)黏土，因穿越河流，土體具有飽和的含水量。

根據(jù)該工程情況的分析可以了解到，該工程在具體建設(shè)當(dāng)中存在的難點(diǎn)有：第一，地下水資源豐富。該工程區(qū)域穿越的河流具有常年積水的特征，水位深度在3.5至5m之間，河流同隧道拱頂間的最小距離6.5m。在具體隧道工程建設(shè)當(dāng)中，即需要能夠?qū)B水問(wèn)題引起足夠的重視。對(duì)于河流來(lái)說(shuō)，其不僅可能存在從工程上方向下滲水的情況，且會(huì)對(duì)隧道地層進(jìn)行補(bǔ)水。隧道斷面方面，其為襯砌類(lèi)型，為C馬蹄形形狀，基本上都處于河水的浸泡當(dāng)中，并因此受到較大來(lái)自河水作用的影響。在該種情況下，如果工程長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，則很可能會(huì)因滲水作用的存在而發(fā)生不良反應(yīng)；第二，環(huán)境條件復(fù)雜。地鐵隧道工程將穿越橋梁以及河流位置，對(duì)于橋梁來(lái)說(shuō)，其是當(dāng)?shù)刂匾慕煌ǜ傻?，具有較多的通行量。河流方面，為常年有水河流，以此使該區(qū)域的地層始終處于飽和的含水量狀態(tài)。這部分情況的存在，即需要在具體工程建設(shè)當(dāng)中能夠做好兩方面因素的考慮，即在做好河流滲水作用預(yù)防的基礎(chǔ)上盡可能減少對(duì)橋梁地基的影響。隧道線路選擇方面，在具體規(guī)劃當(dāng)中即需要能夠做好同既有結(jié)構(gòu)線路的規(guī)避處理。在復(fù)雜的施工環(huán)境下，即需要在具體施工當(dāng)中能夠做好更多因素的考慮，如耐用度、防滲水、安全與質(zhì)量等方面；第三，地層巖性較差。地層在巖性方面不足情況的存在，也將對(duì)隧道的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。地鐵隧道所穿越的地層位置具有較多的地質(zhì)構(gòu)造情況，受到各方面壓力的影響，則很容易使周邊土地發(fā)生變形情況，在使橋基具有復(fù)雜受力情況的同時(shí)會(huì)使樁基因此發(fā)生變形，進(jìn)而影響到構(gòu)造內(nèi)力。在開(kāi)挖隧道后，周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況將因此出現(xiàn)一定的變化，最為常見(jiàn)的即有巖石的松弛變形等，嚴(yán)重情況下橋梁還將因此發(fā)生坍塌問(wèn)題。當(dāng)?shù)罔F隧道穿越河流時(shí)，因該范圍巖石處于地下水內(nèi)，如發(fā)生變形或者地質(zhì)松弛問(wèn)題，巖石則將在失去原有穩(wěn)定性的情況下變?yōu)榱魉埽陔S著地下水進(jìn)入到隧道當(dāng)中之后對(duì)大量的坍塌涌泥情況進(jìn)行形成，進(jìn)而對(duì)工程結(jié)構(gòu)、施工安全造成嚴(yán)重的威脅。對(duì)此，即需要在工程建設(shè)當(dāng)中做好穩(wěn)定性的保證，通過(guò)提前降水方式的應(yīng)用避免地基沉降以及坍塌事故的發(fā)生。

3 質(zhì)量控制措施

在河流橋梁下隧道工程建設(shè)當(dāng)中，為了保障隧道的施工質(zhì)量，即需要通過(guò)科學(xué)措施的應(yīng)用做好施工條件以及環(huán)境的改善。具體來(lái)說(shuō)，其控制措施主要有：第一，保障地質(zhì)穩(wěn)定性，這主要包括有土體以及橋基穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)存在縫隙的情況。在具體施工中，工作人員需要能夠做好注漿時(shí)間的控制，通常情況下需要將其控制在5個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi)，避免因擾動(dòng)情況的存在導(dǎo)致坍塌問(wèn)題的發(fā)生；第二，地質(zhì)含水量控制。在地鐵隧道施工中，含水量是其中的重要指標(biāo)，將對(duì)施工的安全穩(wěn)定產(chǎn)生非常大的影響。在具體工程建設(shè)當(dāng)中，除了需要在施工進(jìn)行之前做好相關(guān)的調(diào)研工作，還需要能夠在施工中加強(qiáng)含水率參數(shù)的檢測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)滲水坍塌問(wèn)題的預(yù)防，并對(duì)含水率可能出現(xiàn)的異常變化情況進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)；第三，及時(shí)填補(bǔ)注漿。在注漿工作完成之后，可能會(huì)因縫隙的出現(xiàn)導(dǎo)致出現(xiàn)沉降問(wèn)題。此時(shí)，即需要能夠做好注漿程序的控制，避免出現(xiàn)注漿不完全或者空洞問(wèn)題。

4 施工方法

在具體工程建設(shè)當(dāng)中，需要能夠做好施工質(zhì)量以及安全性方面內(nèi)容的充分考慮，根據(jù)具體情況做好針對(duì)性施工方式的選擇與應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，在河流橋梁下進(jìn)行地鐵工程建設(shè)的主要施工重點(diǎn)有：第一，控制圍巖變形。在實(shí)際建設(shè)地鐵隧道過(guò)程當(dāng)中，做好超前支護(hù)工作十分關(guān)鍵。目前，常用的超前支護(hù)方式有深孔注漿、長(zhǎng)管棚、加密小導(dǎo)管注漿以及水平旋噴漿這幾種方式。對(duì)于這幾種方式來(lái)說(shuō)，加密小導(dǎo)管技術(shù)所具有的施工成本最低，且能夠獲得較好的效果，能夠有效實(shí)現(xiàn)地基沉降情況的控制，也因此在實(shí)際工程當(dāng)中得到了較多的應(yīng)用。長(zhǎng)管棚支護(hù)方式也是較好的選擇，從質(zhì)量以及成本方面來(lái)看要好于水平旋噴樁技術(shù)。在這幾種技術(shù)當(dāng)中，水平旋噴樁技術(shù)對(duì)地基具有較好的控制力，但具有較高的造價(jià)，且可能出現(xiàn)河底被擊穿的情況，而深孔注漿技術(shù)施工效果相對(duì)較差，目前已經(jīng)很少應(yīng)用。在本工程建設(shè)中，根據(jù)實(shí)際確定以長(zhǎng)管棚同加密小導(dǎo)管配合性方式施工，小導(dǎo)管每5m為一環(huán)，環(huán)間距40cm，并將鋼筋籠設(shè)置在長(zhǎng)管棚當(dāng)中；第二，地下水滲透控制。在本工程當(dāng)中，河流同隧道拱頂間的距離很小，具有較差的地質(zhì)條件以及較弱的地層構(gòu)造。在該種情況下，為了在保障河流通常的情況下保障橋梁的穩(wěn)定安全，即需要做好水分滲透影響情況的控制。在隧道開(kāi)挖前期階段，即需要能夠做好排水、降水以及清淤等方面工作，主要通過(guò)管井降水以及河道截留等方式避免河水對(duì)施工產(chǎn)生影響。在完成排水清淤相關(guān)工作后，需要加固地層，在河底位置做好防水毯的鋪設(shè)，以此即能夠?qū)υ趯?duì)地層水進(jìn)行疏干處理的基礎(chǔ)上對(duì)地質(zhì)變形情況進(jìn)行控制，對(duì)河流補(bǔ)水地下水的可能性進(jìn)行降低，以此對(duì)工程施工的無(wú)水化環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)?？梢哉f(shuō)，在實(shí)際地鐵隧道工程施工中，防水工程是其中的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容，將直接決定工程的成敗，需要能夠做好重點(diǎn)的把握；第三，地面超載控制。超載情況的存在可能出現(xiàn)對(duì)河底擊穿的情況。為了避免該問(wèn)題的發(fā)生，在施工活動(dòng)進(jìn)行前即需要能夠做好做好模擬工作，如在橋墩加固方面，則可以通過(guò)彈塑性本構(gòu)關(guān)系的應(yīng)用模擬實(shí)體單元，加固初支、橋面和二襯通過(guò)彈性結(jié)構(gòu)殼單元模擬等；第四，施工結(jié)果分析。在該本工程當(dāng)中，地鐵隧道錢(qián)脈暗挖施工至橋梁以及河流都處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，地表沉降25mm，河底沉降9mm，拱頂位置所具有的最大沉降深度為26mm。對(duì)于這部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，都是在開(kāi)挖地鐵隧道、待其穩(wěn)定之后測(cè)量獲得的，同時(shí)，也需要進(jìn)一步做好相關(guān)的監(jiān)控工作，避免安全隱患問(wèn)題的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

在上文中，我們以某工程為例對(duì)河流和橋梁下地鐵隧道的施工技術(shù)進(jìn)行了一定的研究。在未來(lái)類(lèi)似工程建設(shè)中，需要能夠充分聯(lián)系工程區(qū)域地質(zhì)情況做好重點(diǎn)的研究把握，保障工程建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]李明月，任建華.塑造一條河流與一個(gè)局的嶄新價(jià)值——與任建華局長(zhǎng)對(duì)話(huà)[J].珠江水運(yùn).2012（Z1）

（作者單位：中交隧道工程局有限公司）