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淺談地鐵與巖土錨固技術

2010-09-23 17:40  來源于網(wǎng)絡  【  【打印】【我要糾錯】

  地鐵自始建以來,就以快捷、大運量的特點在解決城市交通中發(fā)揮了重大作用。在我國,由于人口眾多,大、中城市人口集中,交通擁擠越來越嚴重,如何解決這一難題成為城市發(fā)展的瓶頸。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和技術的不斷進步,地下鐵道建設以它不可替代的優(yōu)勢成為我國城市交通建設中的佼佼者。

  一、我國城市軌道交通建設

  1.我國軌道交通建設的發(fā)展概況

  隨著我國城市人口和車輛的不斷增加,在一些較為擁擠的大中城市地面交通已無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題上越來越顯示其重要地位。

  自上世紀90年代中后期,我國的軌道交通建設進入了高速發(fā)展時期。至今為止,我國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行,對這些城市的發(fā)展和提高百姓的日常生活質(zhì)量做出了巨大貢獻。此外,現(xiàn)在各大城市都把地鐵和輕軌建設列入未來的城市規(guī)劃中,有些規(guī)劃的線路已經(jīng)在建?梢哉f,我國地鐵和輕軌建設的發(fā)展趨勢是長期的、持久的。

  2.地鐵輕軌建設對城市地下空間開發(fā)的帶動作用

  地鐵等地下交通設施的建設,帶動了地下商場、地下停車廠、地下管廊、地下交通等等設施的發(fā)展。隨著城市建設的不斷發(fā)展,城市地面可利用的空間越來越少,必須向地下要空間,城市地下空間開發(fā)利用已成為必然的趨勢。地鐵和其它地下場所構(gòu)成了未來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。本文在這里主要涉及的是地下敷設的地鐵的施工方法。地鐵的不同組成部分施工方法有所差別,應具體情況具體對待。車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站的風道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。車站、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,社會環(huán)境要求等因素進行多方案比較,最終選擇適合的施工方案。

  1.明挖法。目前全國各大城市的地鐵施工中明挖法施工的車站及區(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)墻等作為圍護結(jié)構(gòu),在維護結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的狀態(tài)下進行基坑內(nèi)的土方開挖及結(jié)構(gòu)施工。具有施工簡單、造價相對較低等優(yōu)點,但對地面交通的影響較大。

  2.暗挖法。暗挖法的施工特點是在地質(zhì)條件的情況下,采用超前支護體系對地層改善、加固。在超前支護的保護下采用復合式襯砌方法進行地下結(jié)構(gòu)的初期支護及二襯施工。施工中遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤測量”的十八字方針。

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

  三、錨固技術在地鐵工程中的應用

  地下鐵道建設的繁榮與發(fā)展給錨固技術帶來了極好的發(fā)展前景,相應的,錨固技術的發(fā)展也給地下鐵道的建設帶來了革命性的進步。目前的地下鐵道工程的施工已廣泛應用了錨固技術,無論是明挖法施工還是暗挖法施工,維護結(jié)構(gòu)及超前支護結(jié)構(gòu)的施工都離不開錨固技術。

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

  從目前地鐵車站、區(qū)間的深度分析,采用樁+錨和地下連續(xù)墻+錨作為圍護結(jié)構(gòu)的居多。從經(jīng)濟上考慮,也采用土釘墻與樁+錨結(jié)合的技術。其中比較典型的是北京地鐵五號線雍和宮站,其一側(cè)圍護結(jié)構(gòu)上部為土釘墻,下部為樁+錨,另一側(cè)圍護結(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,長度為20~30m,拉力為300~1000KN,間距一般為1.4m左右。

  2.錨固技術在暗挖施工中的應用。在暗挖法施工中,錨固技術主要應用在超前大管棚、超前小導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堋⑽鬯芑蛑匾叵聵(gòu)筑物及隧道開馬頭處,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,對較長的管棚,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。管棚長度一般為10~20m,目前,最長的管棚已達到120m.管棚施工會擾動土層,一般要有5mm的地表沉降。

 、菩Ч苤饕獞糜跍\埋暗挖法施工的超前支護,用以防止開挖面拱部土體塌方。小導管場度為3.0~3.5m,前端設有注漿孔,用打入方式置入土層,上傾角10°~15°。導管安裝后,向管內(nèi)注漿。注漿可采用單液漿或雙液漿,漿液擴散半徑為15cm.

  ⑶鎖腳錨管是為控制暗挖施工土層沉降的措施,即在隧道開挖初期支護拱腳部位,增設一道錨管。

  四、巖土錨固對環(huán)境的影響

  隨著地下空間開發(fā)及錨桿、錨索應用密度的增加,巖土錨固技術對環(huán)境的影響已日漸突出。

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

  針對以上情況,為解決錨固技術對環(huán)境的影響,保護地下空間環(huán)境,提出以下建議:

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

  2.錨索設計與施工時,首先應對周圍環(huán)境做詳細調(diào)查,包括對規(guī)劃方案要詳實了解。設計時應充分考慮周圍環(huán)境和城市規(guī)劃,施工方案不應對后續(xù)工程造成影響。

  3.盡量減短錨索長度,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、擴大頭錨桿等新技術。

  4.錨索施工對周圍環(huán)境有影響時,盡可能采用其他支護體系。當工程必須采用錨索方案時,應優(yōu)先選擇可拆卸錨索。

  5.預應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險。

延伸閱讀:技術 巖土 地鐵
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