1. 淺埋暗挖法簡介
????? 施工方法對地鐵車站和區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)型式的確定以及地鐵土建工程造價有決定性影響。施工方法的選擇,受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件、線路平面位置、隧道埋置深度等多種因素的制約,同時對施工期間的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的難易程度等產(chǎn)生直接影響。
????? 地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工是近年來為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來的一種施工方法,也稱淺埋暗挖法。目前在我國地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已廣泛采用。淺埋暗挖法施工,工藝簡單、靈活,并可根據(jù)施工監(jiān)控量測的信息反饋來驗證或修改設(shè)計和施工工藝,以達到安全與經(jīng)濟的目的。
????? 淺埋暗挖法認為淺埋隧道按松散荷載計算,超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計算,并提倡采用巖柱理論和太沙基公式進行結(jié)構(gòu)分析計算。隧道施工時,由于承載拱效應(yīng),原始地層應(yīng)力并非全部轉(zhuǎn)化為作用在結(jié)構(gòu)上的荷載,作用在隧道襯砌上的壓力小于初始應(yīng)力(這已被大量的工程測試資料所驗證),這是由于隧道開挖后洞室周圍地層應(yīng)力釋放,隧道的拱形形狀及地層內(nèi)部摩擦力等導(dǎo)致的承載拱發(fā)揮作用,使周圍地層應(yīng)力重分布并產(chǎn)生兩種變化,即一部分被釋放,另一部分向深部和其它方向轉(zhuǎn)移。當施設(shè)襯砌支護后,地層應(yīng)力釋放過程受到抑制,一部分釋放荷載作用于襯砌結(jié)構(gòu)上,這部分荷載的大小正是需要計算的。
2.淺埋暗挖施工技術(shù)
2.1地鐵隧道的主要施工技術(shù)
????? 通常在地面條件允許的情況下,地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法,但對社會環(huán)境影響很大,僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用。隨著我國工程建設(shè)法規(guī)、法制的完善、對大型工程建設(shè)項目綜合效益的要求和環(huán)境保護意識的提高,在城市地下鐵道的建設(shè)中,因埋深條件、周邊環(huán)境條件等因素的限制,在建筑物密集的繁華市區(qū)和特殊地質(zhì)地形區(qū)段普遍要求采用暗挖法施工。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價偏低、靈活多變的施工方法,是今后應(yīng)推廣的施工方法。
2.2淺埋暗挖設(shè)計理論
????? 淺埋暗挖設(shè)計理論的特點是運用量測信息,反饋于設(shè)計和施工,同時采取超前支護、改良地層、注漿加固等配套技術(shù)來完成隧道及地下工程的設(shè)計與施工。隧道深埋或淺埋并非單純指洞頂與地面之間的厚度,還應(yīng)結(jié)合上覆地層的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)特征、松散狀況,圍巖結(jié)構(gòu)特征及風(fēng)化、破碎程度,斷層影響的程度,結(jié)構(gòu)強度以及地下水等因素綜合判定。通常,深埋隧道荷載按塌落拱計算;淺埋隧道按松散荷載計算;超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計算。
3.淺埋暗挖法的應(yīng)用
3.1淺埋暗挖法的應(yīng)用
????? 近幾年來隨著城市軌道交通的發(fā)展, 許多的地鐵乘客出入口與人行地下通道規(guī)劃在一起, 但其施工方法大多采用明挖法, 然而在既有道路改造中, 采用明挖法和蓋挖法施工占地多、交通干擾大、地下管線拆遷量大、容易造成環(huán)境污染。如果在上海引進淺埋暗挖法就克服了上述缺點, 減少了對環(huán)境的影響, 能保證交通暢通和地下管線的正常使用。
3.2暗挖施工引起地層變形的影響因素分析
????? 淺埋暗挖法最初應(yīng)用北京地鐵是在第四紀地層、無水、地表無建筑物的條件下,采用了管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測、速反饋的施工原則成功應(yīng)用的。在超前小導(dǎo)管注漿加固等輔助措施的配合下,不斷完善得到一系列輔助施工措施,目前運用的廣州、深圳地鐵都是非第四紀地層,且富含地下水,伴有砂層,地表密集民房、埋深最小達0.8m、暗挖車站跨度達26m等復(fù)雜條件,因此,對暗挖法的施工工藝和輔助工法提出了更高的要求,以此保證地鐵施工對周邊環(huán)境的環(huán)保和安全要求。
4.深圳地鐵案例分析
????? 本文選取深圳地鐵I期工程6標段為例剖析不同施工工藝對地表沉降的影響程度。