谈城市浅埋隧道的施工方法
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略谈隧道工程浅埋暗挖法施工 0引言 在上世纪八十年代,北京地铁复兴门段成功应用浅埋暗挖施工技术,随后在北京地铁的建设工程中全面推广浅埋暗挖施工方法。此地铁标段的顺利建设,使得浅埋暗挖施工技术走向成熟。尤其是近十几年,各大城市广泛修建地铁,隧道施工中广泛应用浅埋暗挖施工技术。
1浅埋暗挖法基本原理 浅埋暗挖法的基本原理与新奥法基本一致,它采用复合衬砌施工法,初期支护要求隧道围岩变形较小,即初期支护承担全部荷载,二衬作为隧道围岩变形的安全储备,初期支护、二次衬砌一起承担围岩的变形荷载。且在施工中应用多种辅助工法,例如,超前地面支护(管棚支护)与隧道内超前支护(小导管支护、小导管深层注浆),从而加固了隧道围岩结构的稳定性,促使围岩的稳定。并应用各种适应地质类型的开挖方法与及时对隧道成封闭成环,有效地确保了浅埋暗挖法施工的安全性与稳定性。
2浅埋暗挖法施工技术的特点 2.1围岩变形及地表沉降 根据笔者多年施工经验可知,在浅埋暗挖施工中,隧道常出现围岩变形及地表沉降。在隧道工程开挖施工中,经常遇到松散不稳定的岩体结构,例如砂砾石、砂性土、软黏土或者松散不稳定的岩石地层,且一些隧道上部围岩结构层较浅,即隧道围岩松散不稳定,出现在隧道的暗挖施工中,隧道围岩自稳时间较短。常出现隧道开挖后未及时进行初期支护时,或初支混凝土强度未达到设计强度时,隧道围岩出现明显的变形,甚至局部出现坍塌危害。
同时,在隧道围岩变形量方面,需要充分考虑由于隧道开挖导致围岩出现不同程度的变形,且还需要考虑围岩变形导致隧道支护结构出现承载力不足现象而出现围岩失稳危害。
2.2刚性支护或地层改良 由于浅埋暗挖法施工多处于松散不稳定的地质中,为了避免在隧道开挖后围岩出现过大变形,除了根据隧道土质状况、隧道跨度、施工机械等选用适宜的开挖方案,如全断面开挖法、台阶开挖法、环形开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等,还需要采取地层预加固、隧道预加固的辅助方法,从而有效地提高隧道周围地层的安全性与稳定性。
城市浅埋暗挖隧道开挖施工技术摘要:随着城镇化进程的加快,我国重要基础设施建设取得了显著的成效。
目前常用隧道施工方法主要有盾构法、明挖法、浅埋暗挖法和矿山法。
其中盾构法施工较安全,但从经济成本角度来讲不适合线路长度较短的隧道,同时对围岩强度、均一性要求较高;明挖法对施工环境要求较高,需要占用大量开阔场地;矿山法隧道不利于地表沉降控制,施工风险较高。
在城市工程建设中不可避免的要在各种复杂环境下修建大量的隧道,一般其周围建筑比较密集,地下环境比较复杂,各种管道错综复杂。
因此出于施工成本角度、周边环境限制以及对地表沉降控制角度来讲,选择浅埋暗挖法是一种较为合适的隧道施工方法。
本文就城市浅埋暗挖隧道开挖施工技术展开探讨。
关键词:城市地下隧道;浅埋暗挖施工;就是引言在浅埋地段隧道施工中,可采用暗挖施工方式。
隧道工程浅埋暗挖法的应用基础是新奥法,在具体的开挖施工中,需要对围岩进行加固处理,并及时做好支撑结构,形成完善的支撑保护体系,充分利用围岩的自承能力。
但是,在隧道工程施工中,容易受到周边环境因素的影响,因此,对浅埋暗挖法隧道施工要点进行深入研究迫在眉睫。
1浅埋暗挖隧道简析浅埋暗挖隧道一般在浅埋软质地层作业,在作业过程中需建立量测信息反馈设计和施工程序,采用复合衬砌的结构形式,考虑初次支护承担全部基本荷载,二次模筑衬砌作为安全储备,初期支护施工包括C20喷射混凝土、网构格栅钢架、钢筋网支护三个方面,二衬施工为模筑抗渗混凝土,二衬外包聚乙稀丙纶防水卷材,负荷由初次支护和二次衬砌共同承担。
为了保证施工安全和施工质量,应坚持“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”六个方面的原则,运用多种辅助工法、不同开挖方法、多种综合配套技术,进行监控测量,施工测量,浅埋暗挖隧道施工,二衬模筑混凝土施工及附属构筑物施工等工作内容。
2浅埋暗挖法施工基本原则(1)在进行隧道工程施工前,需对施工现场地质条件、水文条件进行全面细致的勘察,为施工方案的制定奠定基础。
浅谈浅埋暗挖法隧道施工文章简要介绍了浅埋暗挖法隧道施工的原理、技术原则,工法比较,分析了目前浅埋暗挖法修建隧道常见问题及应对措施,并对一些问题进行了讨论。
标签:浅埋暗挖法;问题;措施1 基本原理基本原理:采用复合衬砌,初支承担全部基本荷载,二衬作为安全储备,初支、二衬共同承担特殊荷载;采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩自承能力;采用不同开挖方法及时支护封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系。
2 浅埋暗挖施工技术原则浅埋暗挖法的核心技术被概括为十八字方针:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。
在暗挖施工作业时根据地质情况制定相应的开挖步骤和支护措施,严格根据量测数据确定支护参数,保证暗挖作业和周边环境的安全。
3 浅埋暗挖隧道施工常用施工方法及比较采用浅埋暗挖法施工时,依据工程地质、水文情况、工程规模、覆土埋深及工期等因素,常用施工方法有全断面法、台阶法、中隔墙法(CD法)、交叉中隔墙法(CRD法)、双侧壁导坑法(眼睛工法)、洞桩法(PBA法)、中洞法及侧洞法等。
(表1)表14 目前浅埋暗挖法修建隧道常见问题及应对措施4.1 常见问题(1)带水作业。
不实施降水或实施降水但不彻底,其结果必然是影响初期支护的防水性能,严重者诱发塌方,危及工程安全。
(2)不重视监测成果。
未把监测信息反馈于指导施工,必然导致施工的盲目性。
城市地下工程施工,对区域的影响还波及邻近高层建筑,有监控分析,有控制和对应措施才能防患于未然。
(3)以“堆喷混凝土”代替“喷射混凝土”,又未能及时注浆填充与围岩的孔隙,人为增大结构荷载,造成塌方漏水,或人为加大速凝剂用量,以降低混凝土的后期强度为代价,严重影响工程使用寿命。
(4)初支格栅钢拱架安装不规范,各构件连接欠牢固、纵向筋和钢筋网焊接与安设不符合设计要求。
(5)单线二衬顶部的“月牙”孔隙,三拱两柱结构的拱部交叉点形成的凹陷,正是结构顶部的天然积水坑。
初探隧道浅埋暗挖法施工工艺浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。
浅埋暗挖法经过十多年的广泛应用,不断改进和完善,现已在城市地铁、市政工程、城市地下过街道等工程中推广应用。
1、浅埋暗挖法叙述浅埋暗挖法主要是以新奥法为依据和基本原理,在进行施工的过程中利用多种其他施工手段对围岩进行加固,对围岩的自承能力进行充分的调动,并且在隧道开挖之后及时支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术。
采用浅埋暗挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。
2、浅埋暗挖法修建要点分析(1)采用浅埋暗挖法修建隧道时,应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”18字原则。
(2)以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护(即一次衬砌)、二次衬砌为模筑钢筋混凝土,应在两层衬砌之间施作高材料的防水层。
(3)当隧道围岩为Ⅴ类,由于其自稳能力差,必须采取预注浆加固地层后方可开挖。
(4)在进行隧道开挖时,一定要在无水的条件下进行。
如果在开挖过程中遇到地下水,那么应该根据工程实际情况进行人工降水。
3、浅埋暗挖法技术要点分析3.1 工程介绍某隧道暗挖起点位于桩号3+866.6,终于桩号4+028.2,暗挖长度192m。
隧道结构为复合衬砌2.0m×2.3m,全线设2座竖井,其中56#准4.1m竖井一座,57#准5.3m竖井一座。
模筑混凝土强度等级C30,喷射混凝土强度等级C20,防水采用聚乙烯丙纶防水卷材。
隧道埋深 6.43~8.85m。
3.2 埋暗挖法施工工艺3.2.1 小导管超前加固钢管直径为准32,长2.25m,钢管前端制成锥形。
正常情况下注浆管环向间距为30cm,钻孔外倾5~8°。
在前端 1.8m 长的范围内钻孔呈梅花状分布,间距为15~20cm,直径准8,用煤电钻钻孔或引孔器引,用风镐将钢管灌入土中。
布设范围为整个拱顶。
立三榀骨架打设排管一次。
研究城市浅埋暗挖隧道施工控制要点摘要:在城市的隧道工程施工中会受到诸多的因素影响,当前的城市隧道工程施工中一般会采用浅埋暗挖隧道施工的手段,由于浅埋暗挖法对地表环境影响较小,且具有良好的稳定性,因此被广泛应用于我国各类地下工程之中。
但是当前的城市发展中隧道工程采用的浅埋暗挖法施工中存在一些问题影响到城市隧道工程的施工质量,对于城市的发展极其不良。
为了保证城市隧道工程的质量,本文结合当前的发展进行详细的论述,期望能为城市的发展做些贡献。
关键词:浅埋暗挖;城市隧道;控制要点引言:经济的快速发展下城市化的进程加快,这对于城市的发展来说有一定的挑战,城市规模的扩大让城市的基础设施需要进行不断的扩建,对于城市基础设施建设而言隧道工程属于重要民生工程,特别是隧道工程关乎到人们的日常出行,做好城市的隧道施工有利于社会的稳定发展。
在市政隧道的建设期间,为了保证隧道工程施工效果,需要从施工环节做好质量的把控,在施工中做好浅埋暗挖技术的质量把控才能保证后续的工程投入符合要求,在城市的隧道工程浅埋隧道施工中,相关的工作人员必须对技术方案进行科学严谨的设计,确保各个环节符合设计的规划,促进隧道工程在作业过程中的安全可靠性。
1.浅埋暗挖隧道施工技术的原理及原则1.1浅埋暗挖施工技术原理隧道工程进行开挖施工时需要合理采用浅埋暗挖法才能达到预期的效果,在施工前需要对浅埋暗挖隧道施工的技术原理有一定的了解,浅埋暗挖隧道施工需要做好施工准备,在暗挖开始之前需要对基本荷载作用力做好支撑,目的是保证后续的施工达到安全施工的要求,对于隧道的加固岩的结构施工一般会采用辅助工法进行超前支护的方式,这么施工的目的是最大化的调动加固岩自身结构的承载作用力。
结合施工的具体情况,采用适当开挖方式进行支护使隧道施工区域封闭成环,与围堰结构达到联合的目的,确保工程的支护效果。
1.2浅埋暗挖施工技术原则当隧道采用浅埋暗挖的施工工艺,为了确保开挖施工能够有效推进,施工的时候应注意几个方面的问题:①合理选取开挖方案,针对浅埋暗挖作业现场的情况制定有效的施工方案。
浅埋暗挖法隧道施工浅埋暗挖法是在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁路及其他适用于浅埋地下工程的施工方法。
它适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层,对于水位高的地层,需要采取堵水、降水和排水等措施。
1、预加固和预支护地下工程浅埋暗挖法施工过程中,经常会遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层,自稳时间短、自承载能力低,初期支护尚未施作时隧道围岩便开始坍塌。
因此,该条件下需要采取地层预加固和预支护来提高地层的自稳能力,降低地表沉降。
浅埋暗挖隧道施工时常用的预加固和预支护方法有:(1)注浆法。
注浆法是浅埋暗挖法施工中应用最多的辅助工法。
浆液在注浆压力作用下扩散并挤压土体,起到加固地层和堵水的作用,通常配合小导管和大管棚使用。
注浆方式主要有小导管注浆、大管棚注浆、帷幕注浆和全断面注浆等。
注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃和化学浆液等。
(2)降水法。
采用降低地下水位的方法,为浅埋暗挖施工提供干燥的施工作业条件,尤其在地下水位较高的地区,必须采取降水措施,才能实现暗挖法施工。
降水法主要有井点降水、管井降水、真空降水和电渗降水等。
我国北方地区多采用地面深井降水法,也采用洞内轻型井点降水法;南方地区多采用基坑内管井降水法,也采用真空或电渗降水法。
(3)超前小导管法。
超前小导管支护是在松软地层施工时优先采用的地层预加固方法。
通过超前小导管注浆,使地层得到加固改良,保证开挖面的稳定,降低地表沉降。
超前小导管长度3~5m,直径30~50mm,环向间距20~30cm,通常沿着上半断面开挖轮廓线120°范围内向开挖面前方土层以一定仰角(10~15°)打入带孔小导管,并进行注浆,如图所示。
(4)长管棚法。
长管棚法用于暗挖隧道的超前加固,布置在隧道的拱部周边。
大管棚法一般需要结合注浆以获得较好的地层加固效果。
长管棚法适用于自稳能力差的地层或邻近重要建筑物等条件,它是将钢管沿隧道外轮廓线顺着轴线方向打入工作面前方的地层以支撑来自外侧的围岩压力。
浅埋暗挖法城市地铁隧道穿越各类市政桥梁设施施工技术分析摘要:随着我国经济实力的快速增长,市政桥梁设计中关于地铁隧道的建筑工程也逐渐引起人们的重视,其中如何进行地铁隧道建设的方法一直是建筑工程师争相讨论的焦点。
按照当前形势,中国已俨然在地铁隧道的建设上取得了重大突破,成为了轨道交通和隧道工程建设行业中的重要影响因素。
但是在城市轨道交通的地铁隧道工程施工中,施工环境极为复杂困难,常规方法的使用在具体的施工建设中往往并不尽如人意。
随着众多工程师集思广益,需要高新技术和方法被人们运用到城市地铁隧道的建设中,其中浅埋暗挖法则是一种应用范围较为广泛的方法。
换言之,城市地铁隧道浅埋暗挖法在穿越各类市政桥梁设施施工中已经占据了重要位置,本文接下来将对这种地铁隧道建设的浅埋暗挖法进行细致的分析和说明,以供广大施工人员和设计人员参考。
关键词:城市地铁;隧道;浅埋暗挖法中图分类号:u445.57 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)23-472-01毫无疑问,21世纪的交通随着人流量的增大越来越发达,在地面上的交通已经远远不能满足人们的正常工作、生活和学习需求。
而地铁隧道的建立也正顺势解决了这样的困难。
地下地铁隧道交通的运营很好的解决了地面上繁忙的交通流量。
对地铁建设而言,如今在北京、南京、广州、深圳、天津、杭州、成都、苏州、沈阳、西安、上海和青岛等城市都已经有了较为成熟的技术,在具体的地铁隧道中,也大都采用明(盖)挖法、浅埋暗挖法和盾构法来修建地铁车站与区间隧道。
但这三种方法中唯有浅埋暗挖法在施工期间的效率比较令人满意,而且发生事故风险的概率相对来说较小。
接下来本文将以具体的地铁建设施工工程为基础,对浅埋暗挖法城市地铁隧道穿越各类市政桥梁施工的注意事项、关键控制技术以及施工要点进行细致的分析和探讨。
一、浅埋暗挖法施工原理及特点(一)浅埋暗挖法施工原理浅埋暗挖法的施工原理较为简单,但是在具体施工时的标准非常严格,首先必须做到的是不能破坏地表,否则改变了岩土的自变性能对后期施工的影响较为严重,在施工时一般都需要借用一定的机械设备来进行挖掘隧道,也有部分地段环境较为特殊的地方需要进行人工掘进施工。
四蕊窭露囫专题研究l ZHUAN TI YAN JIU i炎璇市浅埋隧遵帕施工方法 王言亮/中铁九局集团大连建设有限公司 [摘 要]城市发展过程中,交通与环境的矛盾日益突出,为了保全地面结构物,采用隧道方案的也越来越多。城市隧道最显著的特征是浅埋、 地面结构物复杂、围岩差。本文介绍的目前主要采用的浅埋暗挖隧道施工方法,详细对比了它们的优缺点,最后对浅埋隧道施工方法的前景加 以展望。 [关键词]浅埋隧道 浅埋暗挖法 盾构法
1.引言 浅埋隧道是一种特定条件下的隧道工程,埋深不足隧道洞径 的2倍,其施工不仅受覆盖层地质因素的制约,而且还受地面环 境的影响。所谓隧道浅埋,并非单纯指洞顶地层厚度小,还应结 合上覆地层的工程地质条件综合判定,包括围岩结构构造特征, 风化、破碎、断层影响的程度,结构强度,松散状况以及地下水 等因素。对于浅埋隧道而言,鱿鱼埋深浅,在施工过程中地层承 载力差,开挖引起的地层应力波迅速传到地表,从而引起明显的 地表沉降,对周边环境的影响较大,超过一定限度,会导致整体 失稳,发生塌方。因此,对施工方法提出了更高的要求。常用的 施工方法有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构 法等。 2.浅埋隧道的施工方法 (1)明挖法 明挖法是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后, 自基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或 恢复地面的施工方法。具有施工简单、快捷、经济、安全的优点, 城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺 点是对周围环境的影响较大,因此只适合用于非生活密集区的施 工。明挖法的关键工序是:降低地下水位,边坡支护,土方开挖, 结构施工及防水工程等,其中边坡支护是确保安全施工的关键技 术。 (2)地下连续墙 地下连续墙是应用挖槽设备沿着深开挖工程的周边在有泥浆 护壁的情况下,开挖出一条狭长的深槽,同时向槽内浇灌适当的 材料从而筑成一段墙体,最后将若干段墙体连接成为整体而形成 条连续的墙体结构。地下连续墙具有防渗、截水、承重、挡土 等功能,可以作为临时施工设施,也可以作为永久性结构。 地下连续墙的施工工艺过程,包括施工前的准备、导墙修筑、 泥浆制备、成槽及墙体成型等。施工前的准备工作,主要包括测 量放线和专用场地设置。导墙是地下连墙施工中一个很重要的临 时构筑物,也是地下连续墙施工的第一步。导墙不仅起导向作用, 又可起到挡土墙、施工测量的基准、储存泥浆等作用。而且当地 下连续墙修筑到一定的深度时,还可以防止槽段顶部的土体发生 塌落。泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土滑润,其中护 壁是最重要的功能。泥浆的正确使用,是保证挖槽成败的关键。 因此在挖槽前,应按事先已经试验验证的材料配合比制备泥浆。 成槽是地下连续墙施工最主要的工序,需要使用挖槽机。根据不
鉴于上述现有技术中所存在的问题,本设计方案的目的是研 究设计一种新型的车床铰丝刀具。用以解决传统加工中存在的不 足:工作效率低;形位公差很难保证;板牙崩刃;螺纹长度难控制。 为了提高工作效率,车削加工完工件后,然后换上车床铰丝 刀具,采用机动铰丝,达到快速、准确加工小直径外螺纹;在加 工过程中螺纹与工件的垂直度误差依靠机床很容易保证,避免手 工铰丝时螺纹偏斜等现象;铰杠手工攻丝时,由于受力大小不均 匀,经常出现拔牙碎裂现象,使用车床铰丝刀具铰丝,可以保证 板牙受力均匀;传统的手工铰丝,螺纹加工的长度,只能经验估计, 使用车床铰丝刀杆容易保证螺纹的加工长度,在刀体座上有刻度 线,可及时观察到螺纹加工的长度。 2.1车床铰丝刀具的总体设计 车床铰丝刀具,是由板牙1、板牙架3、导杆5、及刀体座10 等所组成;其特征在于所述的拔牙架3上安装板牙1,通过紧定 螺钉紧固2紧固,板牙架上有回转槽,可根据加工需要方便更换 板牙架;导杆一端上有圆柱挡销4,以便与板牙架连接,另一端 上安装了滑块6,可在刀体座的导动槽内滑动;刀体座1O内安装 压力弹簧9,板牙刚切到工件时,使其有向下的推力,板牙更容 易切人工件。
附图一 1、板牙2、紧钉螺钉3、板牙架4、圆柱挡销5、导杆 6、滑块7、螺钉8、销钉9、压缩弹簧10、刀体座 2.2车床铰丝刀具的具体连接方式 车床铰丝刀具的刀体座l0后部为莫氏5号锥柄,准确插入车 床尾座锥孔内;刀体座的内孔与导杆5为间隙配合,配合间隙保 证在0.10 0.20之间,保证加工螺纹时形位公差的要求;刀体座 中间部位有两个对称的导动槽12,导杆可在导动槽内滑动;刀体 座外部加工有刻度线,可随时观察到螺纹的加工深度;板牙架3
插在导杆5上,加工不同规格的的螺纹时,可方便更换板牙架。 附图二 3、板牙架5、导杆10、 刀体座 11、刻度线12、导动槽l3、回转槽 3.车床铰丝刀具的应用 使用时先将板牙用紧定螺钉装夹在板牙架上,然后将板牙架, 插到导杆上,刀体座的锥柄插入车床尾座的锥孔内,将车床尾座 拉到合适的位置,手把在板牙架上向后拉,同时转动尾座手柄, 将板牙压在工件上,启动车床后向上台操纵杆,使车床主轴低速 正转,导杆可在导动槽内移动,随时观察刻度的变化值,当加工 至图纸要求的长度,向下压操纵杆,使车床反转退出工件。加工 不同规格尺寸的螺纹,根据需要更换板牙架。 4.结束语 车床铰丝刀具的优点是显而易见的,主要表现在: 提高加工速度,节省了时间,提高了效率,尤其在大批大量 生产时表现更为突出;螺纹与工件的垂直度误差很容易保证,避 免了手工铰丝螺纹偏斜现象;在加工过程中受力均匀,避免了拔 牙崩刃、打牙等现象;可随时观察到螺纹的加工长度,很容易保 证螺纹的加工长度。 车床铰丝刀具具有结构新颖、加工简便、使用方便、提高了 工作效率、提高了产品精度,节约刀具的使用成本等优点,其大 批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。 参考文献: [1】劳动部教材办公室组织编写.车工工艺学.[M】.北京:中 国劳动社会保障出版社,1997. [2】武文革.金属切削原理及刀具.【M】.国防工业出版社, 20o9.
76科学时代·2o12年第03期 万方数据科学时代 浅谈湿陷性黄土地基工程特性及处理措旋 魏才丽/中铁第一勘察设计院集团有限公司工程承包公司 [摘 要]湿陷性黄土地基是基础工程中最为复杂的地基类型之一,通过分析湿陷性黄土的主要工程特性,采取可靠的地基处理等措施, 为铁路建设提供可靠的技术支撑。 [关键词]湿陷性黄土 地基处理 工程措施
1.湿陷性黄土的主要工程特性 黄土在自重压力或附加压力和自重压力共同作用下因受水浸 湿而产生急剧、大量的附加下沉变形现象称为湿陷。湿陷性黄土 可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土,浸水后需在一定附 加压力作用下才发生湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄土;在饱和 自重压力作用下即产生湿陷的称为自重湿陷性黄土,其危害性远 较非自重湿陷性黄土严重。 1.1湿陷性黄土的主要物性指标 (1)矿物成分和颗粒组成。湿陷性黄土的矿物成分以 石英为主,其含量为6o%~70%,其次为长石和云母,约占 10%~20%,碳酸盐含量为10%~30%,对黄土湿陷性起主要作 用的是细散粘粒的矿物成分和比例。湿陷性黄土的颗粒成分以粉 粒(0.005~0.05mm)为主,约占50%~70%,其次为砂粒(>0.05ram ),约占1O%一30%,粘粒含量为8%~26%。 (2)天然容重和孔隙比。湿陷性黄土的天然容重一般为 13.5~19.0 kN/m ,干密度为11—16kN/m ,当干密度超过 15kN/m3时,湿陷性基本消失。孔隙比是衡量湿陷性黄土密实度的 主要指标,一般在0.9~1.1之间,当黄土的孔隙比小于0.9时, 湿陷性明显减弱。 (3)含水量和饱和度。湿陷性黄土的天然含水量为 10%一20%,主要受地形、降水量和地下水位的影响,在塬、梁、 峁表层的黄土含水量较低,一般在8%~12%。河谷阶地较高, 可达18%一20%,当黄土含水量超过23%时,湿陷性基本消失, 压缩性增加。湿陷性黄土的饱和度大多为40%~50%,当饱和度 超过80%时称为饱和黄土,湿陷性消失,成为高压缩性的软土。 湿陷性黄土的液限一般为22%一32%,塑限在12%~20%之问, 液性指数接近于0,甚至小于0。 1.2湿陷性黄土的力学性质
同的功能要求,不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机 械。常见的有挖斗式挖槽机和钻斗式挖槽机等。墙体成型是最后 道工序,工程中应用最多的还是现浇的钢筋混凝土地下连续墙, 除此之外还可以采用预制墙体。近年来,预制地下连续墙技术成 为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向。但是,无论采 取何种材料、方法形成的墙体,连续墙接头防水处理是保证其施 工质量的技术关键点。地下连续墙槽段接头处是最易渗漏的部位, 因此在墙体成型后务必做好接头处理。 地下连续墙施工工艺的主要优点是:施工时振动小,噪音低, 非常适于在城市施工;墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很 大的土压力,极少发生地基沉陷或塌方事故;工效高,工期短, 质量可靠,提高经济效益。但是,地下连续墙施工法也存在一些 不足:如果地下连续墙只用作支护结构,造价稍高,不够经济; 需要对废泥浆进行处理。 (3)盖挖法 盖挖法是先盖后挖,即先以临时路面或结构顶板维持地面畅 通再向下施工。早期的盖挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、 铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后,浇筑底板至浇筑 顶板的盖挖顺作法。后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结 构取代了钢桩,用结构顶板作为路面系统和支撑,结构施作顺序 是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。也有采用盖挖半逆 作法,施工程序如下:围护结构一顶板一挖土到基坑底一底板及 其侧墙一中板及其侧墙。 盖挖法施工的优点是:结构的水平位移小;结构板作为基坑 开挖的支撑,节省了临时支撑;缩短占道时间,减少对地面干扰; 受外界气候影响小。其缺点是:出土不方便;板墙柱施工接头多, 需进行防水处理;工效低,速度慢;结构框架形成之前,中间立 柱能够支承的上部荷载有限。 (4)浅埋暗挖法 修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用暗挖法施工, 称为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理,开挖中 采用多种辅助施工措施加固围岩,充分调动围岩的自承能力,开 挖后即时支护,封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系, 有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。 浅埋施工法包括全断面开挖法施工、台阶法施工以及分步开 挖法施工。适用于地质条件差、地下水位高、周边环境复杂的工 程地段。特别是城市地下铁路施工,具有结构埋置浅,地面建筑 物密集,交通运输繁忙,地下管线密布,地表沉陷要求严格,周 边环境复杂,交通疏解、拆迁改移费用高等特点。与其他方法相 比,浅埋暗挖法在这些方面具有显著的优点。以城市地铁为例, 浅埋暗挖法与明挖法相比,具有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、 节省大量拆迁投资等优点。另外,浅埋暗挖法的辅助工法多样, 包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法以 及注浆一冷冻法等。这些辅助功法有助于加固地层、止水防沉、 有效减少土体位移等。 浅埋暗挖工程通常具有工期长,规模大,技术复杂,地质条 件不确定,不良地质多,施工中的意外事故和施工造成的环境影 响对工程的进展产生的影响很大等特点。因此,有必要以科学的 方法和手段研究风险发生和变化规律,使之尽可能接近并反映实 际的变化情况,防患于未然,把风险造成的损失降低到最低。 (5)盾构法 盾构法是一种全机械化施工方法,是采用盾构机在地表以下 土层或松软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。它是将盾构机械在 地层中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道 内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出 土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土 管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。 盾构施工原理就是 利用盾构的盾壳在开挖隧道时充作临时支护,然后在盾壳的保护 下拼装管片,形成永久衬砌。 盾构法施工的主要过程是:先在隧道某段的一端建造竖井或 基坑,以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发, 在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾 构施工法的优点是机械化程度高、进度快、隧洞形状准确、质量高、 衬砌经济;对环境无不良影响、地下水位可保持;对地面结构影 响小;对于现场施工人员的安全性较高、劳动强度低。该施工方 法的缺点是盾构的规划、设计、制造和组装时间较长,准备困难 且费用高,只有长距离掘进时才较经济施工工艺复杂;需熟练掌 握机器操作,当地层条件变化时实施有风险。 盾构法施工技术大大减少了施工时周围土层的扰动,使得作 用在衬砌上的荷载变得更加稳定与均匀。当在不良的地层条件下 做长距离掘进,对进尺有和地面沉陷有严格的要求时,盾构法相 对其它方法在技术上更合理更经济。 3.结语 随着城市的发展、环境和交通问题日益突出,在繁华城区街 道修建地下交通设施日益增多,对浅埋隧道的应用也会越来越多。 结合不同是施工环境,选择合适的浅埋隧道施工方法对于减小地 面沉降,降低对周围环境的影响起到直观重要的作用。为了适应 未来新形势的需求,目前的施工方法还有待改进。但可以预见, 上述施工方法将在城市隧道施工中发挥巨大作用。