摘要:如今,地铁已经成为城市交通系统中不可或缺的重要部分,地铁建设备受关注,而保证地铁建设合理性、安全性、实用性已然成为地铁建设的必然要求。基于此,本文着眼于地铁隧道施工,以提高恶劣地质条件下的穿越重点建筑施工质效为目标,对碎裂岩层地铁隧道下穿重点建筑的施工技术要点进行简要探讨。
前言:在城市地铁项目施工环节,下穿建筑物施工十分常见;施工时需尽量减少隧道爆破引发的震动损伤,强调穿越建筑物减震与变形控制。对于隧道工程施工人员来说,隧道穿越重点建筑施工难度大、技术安全性要求高,只有不断优化和完善相应技术体系才能切实提升施工质效,因此加强此方面研究十分必要。
1.破碎岩层地铁隧道下穿重点建筑案例概述
本文以优化碎裂岩层地铁隧道下穿重点建筑的施工效果为目标开展研究,探究过程中选择实际工程作为案例。所选案例地质条件复杂恶劣,使地铁隧道穿越施工难度大增,而且施工范
围内还需穿越重点保护建筑,使得施工安全标准进一步提升。本次案例为城市地铁线路,其中K3+642.23-K3+667.62段需要穿越一个重点建筑物。结合地质勘探以及信息采集结果可知,案例中地铁隧道下穿建筑物是以拥有毛石条形基础、砖混结构的2层文保建筑;施工中,需下穿18.2m,隧道开挖宽度与高度分别为7.5m、5.3m,隧道与下穿建筑基底之间拥有8.45m的垂直距离;本次隧道围岩级别为Ⅳ-Ⅴ级。施工隧道所在区域的覆盖层和下部岩层均存在风化碎裂严重的情况,因此岩层承载力低、裂隙分布较多,施工风险性较大,极容易引发建筑物失稳、变形。
2.恶劣条件下的地铁隧道下穿重点建筑施工要点
在实际作业环节,为有效应对复杂恶劣地质条件引发的隧道下穿建筑物变形失稳问题,相关工作人员必须重视安全施工和变形控制。实践中,需尽量减少不均匀地表沉降发生几率,降低隧道爆破施工干扰并且着力提升重点建筑物地基刚度[1]。从现实角度来看,地铁隧道下穿重点建筑施工必须以可靠的变形控制技术选用为核心,为保证施工有效性施工人员不仅需要重视技术原理学习和操作要点掌握,更应该从实效性比较出发选定最适宜的施工方法。
2.1控制技术应用要点
碎裂岩层地铁下穿重点建筑物施工环节,施工人员必须结合实际选用科学方法控制建筑物不均匀沉降。案例工程中,采用了TGRM注浆与洞内深孔袖阀管注浆结合的方式开展隧道下穿施工。 2.1.1TGRM注浆技术
在本次案例中,TGRM注浆技术主要应用在建筑物地表注浆加固环节。实践中,施工人员需要从有效增强地基刚度,避免地层失稳、地基沉降变成为目标,选择适宜的灌浆料,在重点建筑物的四周运用TGRM分段前进式深孔注浆工艺。TGRM是一种特殊的灌浆材料,以水泥为基料,通过添加高效复合外加剂、特种混合材料和聚合物制成。在实际应用环节,TGRM灌浆料主要分为三种类型:(1)超早强加固型,不仅具有超早强特点,还能展现微膨胀以及高抗渗的应用优势;(2)抗分散防水型,同样具有高抗渗的特点,还表现出水中抗分散和速凝效果;(3)超细型,这种TGRM灌浆料拥有良好的可灌性,不仅流动度高且比表面积也十分高。应用TGRM注浆技术时,施工人员需要根据实际需求,合理选择TGRM灌浆料并且保证工艺运用合理性、规范性。
案例工程施工中,TGRM分段前进式深孔注浆工艺运用严格遵循地表四周加固原则,围绕建筑物边墙合理布设注浆孔,结合实际需求精准控制注浆管长度、布设角度以及间距。根据案例地铁项目的实际施工需求,施工人员围绕重点建筑物边墙共设3个注浆孔,与边墙的间距为2.5-4.5m;三环注浆管按梅花形编制,管的长度依次递增,最内环注浆管长8m,中间环注浆管长9m,而最外环注浆管长10m。所有注浆管与地面之间均有40°夹角,且环向与纵向间距皆为1m。实际作业环节,施工人员基于隔孔施作方式,进行注浆孔钻孔跳孔施工;完成钻孔并清空后立即安装空口管[2]。本次案例所用孔口管是80cm长的108孔口管,配有法兰;在土层中,孔口管的装入深度和外露长度分别为60cm、20cm。注浆加固环节,选用水灰比为0.8:1-1.2:1的TGRM水泥基特种灌浆料,钻孔和加固深度皆为2m,且灌浆时采用钻、注交替的分段前进式深孔注浆工艺。
2.1.2洞内深孔袖阀管注浆技术
危险化学品安全管理条例2011
案例工程在下穿重点建筑地基稳定和变形控制方面,不仅采用了TGRM注浆工艺,还应用了洞内深孔袖阀管注浆技术,基于二者的融合应用实现全面保障。洞内深孔袖阀管注浆技术是地铁项目施工中的常用技术类型,在保护地表建筑物以及管线安全方面极具优势,不
仅能有效控制建筑物变形,还能基于拱形保护壳降低管线总体变形几率。在本次案例中,施工人员在开挖隧道后基于洞内深孔袖阀管注浆技术实现了建筑物下方地层加固,充分满足了破碎岩层增稳加固需求,保障了重点建筑物安全。施工过程中,下穿重点建筑物施工人员需要确定建筑物地基位置,并在隧道洞内朝着地基所在方向打设钻孔、安装袖阀管。案例中,施工人员结合实际情况,共搭设安装了5排袖阀管,按26根/排铺设袖阀管,按5m控制排间距,按1m控制孔间距,并基于正方形布置。注浆环节,使用管径为76mm的注浆管,按0.8-1.0MPa注浆压力注入[3]。需要注意的是,注浆孔孔径应控制在90mm。当然,实际作业环节施工人员还可基于“水泥+膨润土+水”制作套壳料,其配合比为1∶2∶3;若采用同排同时注浆的方式施工,则需要确保注浆范围不超出管顶3m范围。江西省测绘局
2.2技术应用效果分析
太阳能学报
为确保破碎地层地铁隧道下穿重点建筑施工技术应用有效,施工人员可采用三维计算模型分析施工段的地层物理力学参数。此时,可按照长60m、宽60m、高40m的尺寸建立计算模型,使模型上边界为自由面,并让模型的四周以及底面分别受到水平约束和竖向约束。参数分析阶段,需要保证隧道围岩服从Mohr-Coulomb准则。施工人员还应该按照相应规
李佳霏范和标准,判断变形控制技术有效性。此时,可基于《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011,确定重点建筑的基础沉降值。本次所选案例的重点结构为砖石结构,按规定该结构应该以20mm为基础沉降控制值,其柱基沉降差允许值、水平变形以及倾斜率控制值分别为3mm、4mm和1‰。基于“TGRM注浆+洞内深孔袖阀管注浆”的联合加固施工中,基础沉降值为12.90mm、柱基差异沉降为2.60mm、地表沉降值为14.09mm、地表水平位移为3.49mm、倾斜率为0.91%,皆符合行业规范,证明该技术具有实用性、可靠性价值。
3.结束语:综上所述,城市地铁项目中下穿隧道施工必须高度重视重点建筑安全保障,强调地表沉降控制并有效抑制、减少建筑物变形。实际作业环节,可依托于注浆加固法保障碎裂岩层地铁隧道下穿重点建筑施工有效性;施工中,不仅需要重视建筑物不均匀沉降控制,更应该结合实际效果选用最适宜注浆加固方法。
参考文献:
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2012年诺贝尔奖获得者