地铁复杂地质条件的施工技术方法

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2012-12-18 09:15 热度:

  摘要:自进入21世纪以来,我国社会经济取得了突飞猛进的发展,而随着经济的迅速发展,使得我国的地铁建设进入了一个快速发展的阶段。然而不同区域修建地铁的施工技术不尽相同,因为不同区域有不同的地质条件,其中有些地质条件是不利于地铁的修建的,例如较软弱土质、断面不变以及富含流沙等复杂的地质条件就会给地铁修建带来施工技术上的难题。通过多年实践和多方学习研究,本文将对不同复杂地质条件下的地铁施工技术方法进行有效的选择,同时阐明地铁在不同复杂地质条件下的具体施工技术方法,其中包主要括盾构法和浅埋暗挖法及混合法等,从而不断提高地铁的施工技术,并积极有效的推动我国地铁建设事业的快速发展。

  关键词:地铁,复杂地质条件,施工技术,浅埋暗挖,盾构,混合法

  随着我国社会经济的不断发展,使得我国对地铁的建设步入了一个快速发展的阶段。目前我国已有十多个城市正在建设或已经建成了城市地铁,通过实践证明地铁具有节能环保、高效运输及节省空间等多种优点,同时能够有效的缓解城市的交通压力。然而不同区域修建地铁的施工技术不尽相同,因为不同区域有不同的地质条件,其中有些地质条件是不利于地铁的修建的,例如较软弱、断面不变以及富含流沙等复杂的地质条件就会给地铁修建带来施工技术上的难题。通常地铁的修建有明挖、暗挖、浅埋暗挖、盾构及矿山等多种施工方法,其中的明挖法通常是在无交通、无管道线路的情况下使用,但对于较软弱、断面不同及富含流沙等复杂地质条件下,就要根据具体情况使用盾构法、浅埋暗挖法或混合法来进行施工。本文将详细有效的阐明在较为复杂地质条件下,盾构法、浅埋暗及混合法挖法等施工技术在地铁修建中的具体应用,从而不断完善我国的地铁在不同地质条件下的施工技术水平。

  一、 复杂地质条件下地铁工程修建概况。

  在我国地铁施工技术发展的初始阶段,地铁的修建方法主要采用明挖法,然

  而随着社会需要的不断发展,以及地铁的修建范围逐渐扩大,从而引起地铁修建施工技术的难度越来越大,其中难度最大的就是在复杂的地质条件下的地铁修建施工技术。

  通常在进行地铁修建过程中,不免会因地区不同、土质不同及环境不同等各种因素而形成地铁施工过程中的复杂地质条件。复杂的地质条件包括松散土质、较软弱、断面不变及富含流沙等施工区域,由此复杂的地质条件将给地铁施工技术带来较大的难题。通过多年来的实践和研究学习,到目前为止我国已由先前地铁施工中单一的明挖发,发展成为现如今的明挖法、暗挖法、浅埋暗挖法、盾构法及矿山法等多种施工技术方法共存的地铁施工技术体系。以此来提高我国在复杂地质条件下的地铁施工技术,进而推动整个地铁事业的快速发展。

  二、 复杂地质条件下地铁的施工技术方法。

  复杂地质条件下,地铁的整个修建过程中大体包含地铁隧道的施工技术

  、地铁车站的施工技术以及地铁修建过程中的其他辅助施工技术,其中地铁隧道的施工和地铁车站的施工技术方法相差不多。不同施工过程中的不同施工技术都具有其独特的特点,并且分别适用于不同的地质条件,以下本文将明确阐明在复杂地质条件下地铁施工的不同技术方法:

  1、 复杂地质条件下地铁隧道的施工技术方法。

  在地铁隧道的修建过程中,通常在无人无交通及管道线路较少的区域采用明挖法进行施工,但是由于此种施工方法对周围环境及人群的影响很大,所以在比较复杂的地质条件下通常不被采用。目前我国地铁隧道修建中,通常采用浅埋暗挖法和盾构法两种方法进行施工,此两种施工技术方法可以有效适应不同的复杂地质条件,所以在我国地铁的修建过程中被广泛使用。

  1.1、浅埋暗挖施工技术方法。此种施工技术方法是由中国人自行研究发明的,又被称为矿山法,具有优点是能够以较小的地表沉降来完成地铁隧道的修建。浅埋暗挖法适用于城市地铁隧道修建时,松散土介质围岩的施工环境下,隧道直径大于等于隧道深埋的地质条件下,并且能够在施工过程中灵活运用。

  浅埋暗挖法实质是一种边开挖边浇注的施工技术方法,除了适用于松散土介质围岩的情况外,还适用于砂卵层、淤泥质及粘性土层等复杂的地质条件。由于在进行地铁隧道修建时,利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力,适时适当的对其采取支护措施,从而形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工技术方法,与此同时浅埋暗挖施工方法还建立了属于自身的应力监测系统,并有效的将劈裂注浆法应用到施工过程中,从而在地铁隧道施工中被广泛应用。例如广州地铁5号线及上海地铁2号线在进行隧道修建时,都曾采用浅埋暗挖施工的技术方法。

  1.2、盾构施工技术方法。盾构施工是一种既能支撑地面土层压力,又能实现在地层中推进的钢筒结构。随着盾构施工方法在地铁隧道修建过程中的广泛应用,目前我国据不完全统计已有60多台盾构机,盾构施工方法适用于既有坚硬岩石又有软弱土质、富含流沙或断裂等复杂地质的地铁隧道修建中。

  盾构施工方法的具体操作如下,首先在进行盾构施工前,修建一竖井,然后再竖井内安装盾构;其次是在盾构在地层中每推进一环距离,就立即的在盾尾的支护下现浇一环衬砌,同时向一环衬砌外围的空隙中压注水泥砂浆;最后盾构的再次推进由一环衬砌来承担,并将挖出的土体通过竖井运送出来。如此循环推进,来实现地铁隧道的修建。盾构具体工作原理如下图所示:

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  1.3、 钻爆施工方法。钻爆法主要适用于施工区域处于坚硬岩石地层的地质条件下,进行对地铁隧道钻爆开挖及喷锚支护的施工,例如我国重庆、青岛等城市在地铁隧道修建过程中都曾使用钻爆法进行施工。钻爆法首先可依据具体的施工环境,采取管棚、钢架等支护手段,其次是对要修建隧道区域进行钻爆,然后运出钻爆的土石,进行喷锚支护、灌注衬砌的施工。

  1.4、混合施工方法。混合施工方法,即根据地铁隧道修建的具体情况,在复杂地质条件下施工过程中采用两种或两种以上的施工技术方法。此种施工技术方法能够有效灵活的应用在地铁隧道的修建中,例如盾构法与暗挖法的有效结合、浅埋暗挖法与明挖法的有效结合等。

  2、复杂地质条件下地铁车站的施工技术方法。

  在复杂的地质条件下,地铁车站的施工通常采用人工挖孔桩护壁的施工技术。采用人工形式挖孔桩不但施工方便、不需要大型机械的进入,而且进行人工挖桩可直接明确的检查桩的外形尺寸,并了解持力层的情况,从而保证桩受力性能的可靠度,进而保证整个地铁施工的安全性和可靠性。

  3、复杂地质条件下地铁修建的辅助施工技术方法。

  2.1、注浆法。注浆这种辅助施工方法,主要对于施工区域软土层的地质条件下具有加固地层及防水的重要作用,从而防止隧道挖掘中出现坍、陷、沉等状况。

  2.2、高压旋喷法。高压旋喷法主要辅助于浅埋暗挖施工及盾构施工,用于对地层的加固,特别是针对于隧道施工中的软弱地层。

  综上文所述,我国的地铁建设已经进入了一个快速发展的阶段,然而随着地铁建设越发的广泛,对地铁建设的施工技术及方法的要求也会随着增高。由于地域的差异,复杂的地质条件将对地铁的施工造成影响,因此本文就复杂地质条件下地铁工程的施工技术进行了科学有效的分析,盾构法和浅埋暗挖法成为目前应对复杂地质条件的主要选择。复杂地质条件下的地铁隧道施工过程中,对于施工技术方法的选择及操作至关重要,所以应不断探索研发出更多的施工技术方法,来应对施工中不同的复杂地质,从而促进我国地铁建设的深度发展。

  参考文献:

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  [2]、丁阳.复杂地质条件下隧道结构的设计与施工.地铁隧道工程技术.2005.01.

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  [5]、张涛.地铁工程施工技术纵览.中国易修网.2006. 07.

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