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隧道施工技术之盖挖法
日期:2017-9-22 9:24:12 作者:佚名 来源:本站原创
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当地下工程明做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工力匸方法,是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进施工,主体结构可以顺作,也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时,往往占用道路,影响交通当地铁车站设在主干道上,而交通不能中断,且需要确保一定交通流量要求时,可选用盖挖法。

 

一、施工方法分类

1.盖挖顺作法

在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆盖结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水设施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡土结构外露部分并恢复交通。

2.盖挖逆作法

如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起邻近建筑物的沉陷,引起邻近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高利用未开挖的土体作为土模浇注顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。

3.盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇注底板,再依次向上逐层浇注侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。

 

二、施工过程要求

(1)完成地质勘查专项工作。

(2)基坑范围内地表建筑物已清除,地下管线已进行迁改或釆取了保护措,作业面已具备施工条件。

(3)相应方案已编制并审批完毕,手续齐全。

(4)已按照施工方案,合理安排了施工人员、材料、机械设备等。

2.测量放样

依据甲方提供的平面、高程控制点(经复核无误)进行本工程的平面及高程控制网的布设,布设完毕后即开始进行施工放样,放样结果须经监理及第三方测量单位复核。

(1)施工放样前将施工测量方案报告监理审批。内容包括施测方法、操作规程、观测仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。

(2)定专用测量仪器和工具设备,建立专业测量组,专人观测和成果整理。

(3)建立测量复核制度,按“三级复核制”的原则进行施测。每次施测后,须经测量工程师及技术主管复核。

(4)电工所用的导线点、水准点、轴线点要设置在工程施工影响范围之外、坚固稳久的标记或说明。定期对导线点、水准点进行复核。

(5)用于本工程的测量仪器和设备,应按照规定的日期、方法送至有检定资格的部门检定和校准,合格后方可投入使用。

(6)用于测量的图纸资料,测量技术人员必须认真核对,必要时应到现场核对,确认无误无疑后,方可使用,如发现疑问做好记录并及时上报,待到答复后,才能按图进行测量放样。

(7)原始观测值和记事项目,应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手簿中。测量技术员要认真整理内业资料,保证所有测量资料的完整。必须一人计算,另外一人复核。抄录资料,亦须认真核对。

(8)积极和测量监理工程师进行联系、沟通和配合,满足测量监理工程师提出的测量技术要求及意见,并把测量结果和资料乏时上报监理及第三方监测单位,测量监理工程师经过内业资料复核和外业实测确定无误后,方可进行下步工序的施工。

3.围护结构施工在做好各种准备工作后,将施工基坑围护结构,围护结构有钻孔灌注桩、地下。连续墙等承载能力大、刚度大的支护结构,具体施工作业,根据施工图的围护结构类型,见相应的作业指导书。

4.基坑降水

根据基坑围护结构的不同,选择进行坑内降水和坑外降水。降水方法适用条件:开挖基底低于地下水位的基坑,如果环境条件允许,应根据基坑地质条件及工程特点,采取措施降低地下水位至开挖位至开挖面下50 - 2500px,然后才能开挖。坑降水的主要方法有管井降水、轻型井点射井点降水、渗井点降水。电渗井降水一般用于淤泥或淤泥质黏土等渗透系数非常小的地层;喷井点降水深度大,{但需要双层井点管,安装工艺复杂,造价高;轻型井点设备简单常用方法,但水速度慢,影响半径小;管井降水深度大,降水速度快。

管井降水一般布置在基坑开挖范围外或基坑内部边坡平台上,分为疏干井和降压井疏干井用于降低潜水水位,降井用于降低承压水位。坑开挖中一般釆用管井疏干井降水,并丰可以先开挖地下水位1250px以上的的土方,然后形边坡平台,基坑内部边坡平台上进行井点降水,降低造价。

5.中间柱施工

中间柱是盖挖逆作法施工的地下车站之重要的工程构件。中间柱由中柱及基础中桩两分组成,一般为永久立柱,为主体结构的承载结构。

了减少围护结构及中间桩柱的人土深度,可以在做围护结构和中间桩柱之前,用暗挖法预先做好它们下面的底纵梁,以扩大承载面积。当然,这必须在工程地质条件允许暗挖施工时才可能实现,而且在开挖最下一层土和浇注底板前,由于围护结构和中间桩柱都无入土深度,故必须釆取措施,如设置横撑以增加它们的稳定性。

6.施工顶板及顶板回填恢复路面

顶板回填碾压密实度应满足地面工程设计要求,如设计无要求时,每层回填做成不少于2%的横坡和向未填方向形成纵下坡,以利雨期排水。回填时集中力量,取、运、填、压各环节紧跟作业,抓紧晴天突击作业。

7.基坑开挖

基坑开挖在降水施工完毕并降水20天后,进行土方施工。由于盖挖法施工时已经限定了出土口的位置,土方开挖必须根据出土口的位置,向下、左右单方向推进开挖,基坑开挖竖向分层、对称平衡开挖。过程中应充分发挥机械的施工效率。一个工作面上,釆用小型挖掘机进行作业,并配置小型的出土车进行出土作业,每台挖掘机均设专人指挥。(1)基坑顶有动载时,坑顶缘与动载间应留有Im的护道,如地质、水文条件不良,或动载过大,应进行基坑开挖边坡验算,根据检算结果确定采用增宽护道或其他加固措施。(2)土方开挖过程中注意保护坑内降水井,确保降水、排水系统的正常运转。(3)开挖中须遵循“在完成上步支护前不得继续开挖”的原则,当开挖一段后及时网喷支护,然后进行下一段的开挖,直至支护完毕。(4)基坑开挖过程中严禁超挖,基坑纵向放坡不得大于安全坡度,严防纵向滑坡。(5)加强基坑稳定的观察和监控量测工作,以便发现施工安全隐患,并通过监测反及时调整开挖程序。(6)为防止超挖或欠挖,基坑内设计坡面0.2m范围内的土方采用人工开挖。

 8.出土口

出土口的主要工程是出土、下料和调运设备,,应根据地质情况、基坑大小、施工工期等布置出土口。为了便于安装提升设备(龙门吊、电动葫芦、汽车吊)和堆土等,出土口靠近地面运输道路设置,布置在基坑端头或侧边。出土口结构施工应预留钢筋,出土完成后进行封闭。

9.上下入口

在施工初期,由于各个工作面还没有连通,一般出土口兼作上下入口,当各个工作面扩大连通之后,应设置专门的上下入口,深基坑的上下人口应安装步梯,一般情况下,根据上下人的多少,确定步梯的宽度,一般不宜小于3m,对于深度超过20m的基坑除安装步梯外,应安装电梯。一般情况下,一个出土口宜对应一个上下人口,上下人口可同时兼作消防口、通风口、排水口等。

10.基坑清理

基坑开挖后,采用人工清除坑底松土,铲平凸起部分,修正边坡。以铲为主,超挖部

分须报告监理、设计单位等共简研究处理。

基坑底预留750px厚土方采用人工开挖,人工开挖期间测量组跟班进行标高测量,确保基坑底开挖标高符合设计要求,严禁超挖。

11.基坑检查

(1)基坑开挖到基坑底高程后,必须进行基底检验,方可进行下道工序施工。基坑检验合格后,应尽快进行下道工序施工,尽量缩短暴露时间。

(2)利用测量控制系统,对基底进行放样,测设基础底面中心十字线、轮廓线和基坑底高程。桩点应设置牢固,并挂线以备检查。

12.基底处理

当基底以下地质条件不符合地基承载力要求时,应通过变更设计釆取处理措施,处理方法随地基土质不同而异。

如遇到地基软硬不均、溶洞、裂隙、泉眼等特殊情况,应采用换土法、土桩法、砂桩法、重锤夯实法、强夯法、旋喷法、塑料排水法、振动水冲法、化学液体加固法等特殊的处理方法。对于粉质土、黄土、砂土、小粒径等基底,也可釆用旋喷桩加固.

 13.监控量测反馈程序

地铁车站沉降变形监测资料均木用丌异仉配专业技术软件进行自动化分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线,当曲线趋于平衡时推算最终值。

监测人员按时向施工监理、设计单位提交监控量测周报和月报,并综合合分析监测成果,对当月的施工情况进行评价并提出施工建议,及时反馈指导信息,调整施工参数,保证安全施工。

14.基坑监测

为了基坑开挖施工的安全,保证工程质量,为使周围已有建筑物、市政设施、地下管线等不受损伤、少受干扰,必须对基坑开挖全过程进行系统监测。

基坑放坡开挖监测工作主要为:地表沉降值、坡面位移值、地下水位监测值。通过监测,随时掌握边坡的稳定状态、安全程度,为设计和施工提供信息。

(1)基坑土体、地表建筑物及地下管线沉降观测:采用精密的水准仪进行量测。主要釆用精密水准测量方法进行,沉降观测点直接设置在被观测对象的特征点上,并在远离基坑或稳定的位置设置基准点。施工初期每天观测1-2次,施工后期可每隔7天观测1次。

(2)降水观测:利用井点降水井作为水位观察井,釆用水位仪进行监测,施工初期每天观测1次,后期可一两天观测1次。根据水位变化情况调整抽水泵的开闭。

(3)在基坑开挖支护施工过程中,每次监测结果及时向项目部和监理工程师报告。提交阶段成果资料包括:沉降观测成果表、水平位移观测成果表、水位监测成果。当基坑变形出现异常情况时,加密监测次数,对监测数据进行分析研究,提出基坑安全的合理化建议。

三、施工优缺点

1.施工优点

(1)围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护邻近建筑物和构筑物。

(2)基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全。

(3)盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚固,可增大施工空间和降低工程造价。

(4)盖挖逆作法施工基坑暴露时间短,用于城市街区施工时,可尽快恢复路面交通。

2.施工缺点

(1)盖挖法施工时,混凝土内衬的水平施工缝的处理较困难。

(2)盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大,费用高。

(3)盖挖法每次分部开挖及浇注衬砌的深度,应综合考虑基坑稳定,环境保护,永久结构形式和混凝土浇注作业等因素来确定。


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