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淺談地鐵與巖土錨固技術(shù)

2010-09-23 17:40  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  地鐵自始建以來(lái),就以快捷、大運(yùn)量的特點(diǎn)在解決城市交通中發(fā)揮了重大作用。在我國(guó),由于人口眾多,大、中城市人口集中,交通擁擠越來(lái)越嚴(yán)重,如何解決這一難題成為城市發(fā)展的瓶頸。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,地下鐵道建設(shè)以它不可替代的優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)城市交通建設(shè)中的佼佼者。

  一、我國(guó)城市軌道交通建設(shè)

  1.我國(guó)軌道交通建設(shè)的發(fā)展概況

  隨著我國(guó)城市人口和車(chē)輛的不斷增加,在一些較為擁擠的大中城市地面交通已無(wú)法滿足人們的出行要求,這些城市面臨巨大交通壓力。而地下鐵道與輕軌在解決城市交通問(wèn)題上越來(lái)越顯示其重要地位。

  自上世紀(jì)90年代中后期,我國(guó)的軌道交通建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。至今為止,我國(guó)已有許多城市如北京、上海、廣州、深圳、南京等擁有多條地鐵線路在運(yùn)行,對(duì)這些城市的發(fā)展和提高百姓的日常生活質(zhì)量做出了巨大貢獻(xiàn)。此外,現(xiàn)在各大城市都把地鐵和輕軌建設(shè)列入未來(lái)的城市規(guī)劃中,有些規(guī)劃的線路已經(jīng)在建。可以說(shuō),我國(guó)地鐵和輕軌建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)是長(zhǎng)期的、持久的。

  2.地鐵輕軌建設(shè)對(duì)城市地下空間開(kāi)發(fā)的帶動(dòng)作用

  地鐵等地下交通設(shè)施的建設(shè),帶動(dòng)了地下商場(chǎng)、地下停車(chē)廠、地下管廊、地下交通等等設(shè)施的發(fā)展。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,城市地面可利用的空間越來(lái)越少,必須向地下要空間,城市地下空間開(kāi)發(fā)利用已成為必然的趨勢(shì)。地鐵和其它地下場(chǎng)所構(gòu)成了未來(lái)城市人們生活的新的空間。

  二、地鐵工程主要施工方法

  地鐵規(guī)范中所指的城市軌道交通是指在城市中修建的快速、大中運(yùn)量用電力牽引,采用鋼輪鋼軌的軌道交通。線路可在地下、地面或高架橋上敷設(shè)。本文在這里主要涉及的是地下敷設(shè)的地鐵的施工方法。地鐵的不同組成部分施工方法有所差別,應(yīng)具體情況具體對(duì)待。車(chē)站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及蓋挖法。區(qū)間工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾構(gòu)法。附屬工程主要指地鐵車(chē)站的風(fēng)道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。車(chē)站、區(qū)間及附屬工程施工方案的確定,通常綜合考慮地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,社會(huì)環(huán)境要求等因素進(jìn)行多方案比較,最終選擇適合的施工方案。

  1.明挖法。目前全國(guó)各大城市的地鐵施工中明挖法施工的車(chē)站及區(qū)間占很大比例。明挖法的施工主要是采取樁+支撐或樁+錨索、土釘墻以及地下連續(xù)墻等作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),在維護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行基坑內(nèi)的土方開(kāi)挖及結(jié)構(gòu)施工。具有施工簡(jiǎn)單、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)地面交通的影響較大。

  2.暗挖法。暗挖法的施工特點(diǎn)是在地質(zhì)條件的情況下,采用超前支護(hù)體系對(duì)地層改善、加固。在超前支護(hù)的保護(hù)下采用復(fù)合式襯砌方法進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)及二襯施工。施工中遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測(cè)量”的十八字方針。

  此外,蓋挖法、礦山法、盾構(gòu)法也各具特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),這里不再一一敘述。

  三、錨固技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用

  地下鐵道建設(shè)的繁榮與發(fā)展給錨固技術(shù)帶來(lái)了極好的發(fā)展前景,相應(yīng)的,錨固技術(shù)的發(fā)展也給地下鐵道的建設(shè)帶來(lái)了革命性的進(jìn)步。目前的地下鐵道工程的施工已廣泛應(yīng)用了錨固技術(shù),無(wú)論是明挖法施工還是暗挖法施工,維護(hù)結(jié)構(gòu)及超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工都離不開(kāi)錨固技術(shù)。

  1.錨固技術(shù)在明挖法施工中的應(yīng)用。對(duì)于明挖法施工的地鐵車(chē)站深度較淺的基坑(指基坑開(kāi)挖深度在10m以內(nèi)),有條件時(shí),宜采用較為經(jīng)濟(jì)的土釘墻體系。深度較大、基坑寬在30m以上時(shí),一般采用樁+錨索(桿)體系。

  從目前地鐵車(chē)站、區(qū)間的深度分析,采用樁+錨和地下連續(xù)墻+錨作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的居多。從經(jīng)濟(jì)上考慮,也采用土釘墻與樁+錨結(jié)合的技術(shù)。其中比較典型的是北京地鐵五號(hào)線雍和宮站,其一側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部為土釘墻,下部為樁+錨,另一側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上至下均為樁+錨。在軟土、沙層等土層,錨索采用鋼絞線,長(zhǎng)度為20~30m,拉力為300~1000KN,間距一般為1.4m左右。

  2.錨固技術(shù)在暗挖施工中的應(yīng)用。在暗挖法施工中,錨固技術(shù)主要應(yīng)用在超前大管棚、超前小導(dǎo)管以及鎖腳錨管等方面。

 、懦按蠊芘镏饕糜诎低谒淼老麓┐蟮挠晁、污水管或重要地下構(gòu)筑物及隧道開(kāi)馬頭處,目的是控制管線或構(gòu)筑物的沉降。施工一般采用地質(zhì)鉆,對(duì)較長(zhǎng)的管棚,可采用夯管錘或定向鉆。地鐵大管棚一般采用小于300mm鋼管,管內(nèi)填水泥砂漿。管棚長(zhǎng)度一般為10~20m,目前,最長(zhǎng)的管棚已達(dá)到120m.管棚施工會(huì)擾動(dòng)土層,一般要有5mm的地表沉降。

 、菩(dǎo)管主要應(yīng)用于淺埋暗挖法施工的超前支護(hù),用以防止開(kāi)挖面拱部土體塌方。小導(dǎo)管場(chǎng)度為3.0~3.5m,前端設(shè)有注漿孔,用打入方式置入土層,上傾角10°~15°。導(dǎo)管安裝后,向管內(nèi)注漿。注漿可采用單液漿或雙液漿,漿液擴(kuò)散半徑為15cm.

 、擎i腳錨管是為控制暗挖施工土層沉降的措施,即在隧道開(kāi)挖初期支護(hù)拱腳部位,增設(shè)一道錨管。

  四、巖土錨固對(duì)環(huán)境的影響

  隨著地下空間開(kāi)發(fā)及錨桿、錨索應(yīng)用密度的增加,巖土錨固技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響已日漸突出。

  在以往的工程建設(shè)中,由于未考慮錨桿、錨索對(duì)后續(xù)工程的影響,特別是新開(kāi)發(fā)城市對(duì)占用建筑紅線外的地下空間還沒(méi)有限制,或者城市還沒(méi)有全面規(guī)劃,錨桿、錨索占用了過(guò)多的空間范圍甚至是超出了建筑紅線,嚴(yán)重影響了后續(xù)工程的開(kāi)展。

  針對(duì)以上情況,為解決錨固技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響,保護(hù)地下空間環(huán)境,提出以下建議:

  1.城市整體規(guī)劃中建筑紅線的制定,應(yīng)考慮地鐵等地下空間的范圍和施工方法。

  2.錨索設(shè)計(jì)與施工時(shí),首先應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境做詳細(xì)調(diào)查,包括對(duì)規(guī)劃方案要詳實(shí)了解。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮周?chē)h(huán)境和城市規(guī)劃,施工方案不應(yīng)對(duì)后續(xù)工程造成影響。

  3.盡量減短錨索長(zhǎng)度,以減少影響范圍。減短錨索,必須加大錨索抗拔力,可采用大直徑旋噴錨體、擴(kuò)大頭錨桿等新技術(shù)。

  4.錨索施工對(duì)周?chē)h(huán)境有影響時(shí),盡可能采用其他支護(hù)體系。當(dāng)工程必須采用錨索方案時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇可拆卸錨索。

  5.預(yù)應(yīng)力錨索筋可采用玻璃鋼筋或碳纖維筋,其抗拉力可以保證,便于切割,減少施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)。

延伸閱讀:技術(shù) 巖土 地鐵
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