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地铁开挖方法选择范文

时间:2022-07-03 04:24:52

地铁开挖方法选择

1分部开挖法

分部开挖法即将隧道化整为零,分为几个部分依次开挖,由上可知根据各部分开挖顺序的不同,可分为中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)和双侧壁导坑法(眼镜工法)。(1)中隔壁法(CD法)。中隔壁法将隧道断面在纵向上分为左右两个断面,并在两个断面中间架设一堵临时隔离墙,先开挖一侧,在开挖过程中根据需要又可以将侧横向上分为2个或3个断面开挖,待一侧超前开挖一定距离后,再用同样的方法开挖另一侧。(2)交叉中隔壁法(CRD法)。交叉中隔壁法在中隔壁法的基础上发展形成。在开挖过程中,先采用大管棚、超前小导管等对隧道进行超前支护,采取人工开挖或者弱爆破开挖左侧上部,接着架立支护钢架和临时钢架对开挖部分进行初期支护和临时支护,然后施作临时仰拱。待左侧上部开挖一定距离后,用同样的施工方法对隧道其他部分进行开挖。最后根据监控量测数据判断隧道围岩是否稳定,稳定后方能拆除中隔壁和临时仰拱。(3)双侧壁导坑法。双侧壁导坑法因其开挖断面形状仿佛眼镜,故开挖方法也称为眼镜工法。在开挖过程中,先开挖右侧导坑上台阶,然后施作初期支护和临时竖向支撑。接着用同样的方法依次开挖右侧导坑下台阶、左侧导坑上台阶和左侧导坑下台阶。然后开挖中部上台阶,施作拱顶初期支护和临时仰拱,同样的方法开挖中部下台阶。中部台阶的阶数应根据隧道围岩情况、施工设备、施工人员技术水平等因素综合确定。当隧道围岩稳定后,拆除临时仰拱和竖向支撑。最后施作二衬。

2山城重庆地铁开挖方法选择

2.1主城区地质概况重庆市位于中国西南地区,地处长江和嘉陵江两江交汇处。地理条件的影响加上两江切割使得重庆市主城区地形地貌较为复杂,其下卧岩为三叠系上统至侏罗系时期内陆湖沉积的砂岩、泥岩和石灰岩。

2.2地铁开挖特点重庆高楼大厦林立,地下管线众多,相比于其他隧道,地铁周边环境更加复杂。地铁开挖过程对周边地层不可避免出现扰动,该扰动将破坏周边围岩原有平衡,引起地表隆起或沉降。对地下管线而言,地表的变化带动了周围地下管线的移动,严重时将由于地下管线变形过大而破坏,将造成断水、断电、断气等现象,给居民生活带来极大不便。对于周边建筑而言,地表的变化将引起建筑物的沉降、倾斜,轻则裂缝,重则倒塌,后果不堪设想。

2.3开挖方法选择(1)机械掘进法。昂贵的掘进机设备让许多施工单位望而却步,纷纷担忧机械掘进法的经济性。但国外研究表明,当隧道长度与直径之比大于600时,采用TBM进行隧道开挖经济性良好,且隧道越长,经济性越好。重庆地铁修建长度往往十多公里,满足隧道长度与直径之比大于600。另一方面,重庆地层砂岩和泥岩的饱和单轴极限抗压强度为12.6~36.7MPa,围岩稳定性较好,掘进机适合在此环境下工作。但是,掘进机在施工过程中会引起地表隆起,该隆起将对地上建筑造成严重影响,因此机械掘进法适合隧道埋深较大的区段以减小地表隆起现象。以此同时,机械掘进法能够适应的平面最小半径为300m,若施工区段大于此值,则无法施工。(2)全断面法。全断面法采用爆破一次成型,原有应力的释放使得围岩出现位移,将引起地铁上方建筑较大倾斜或沉降。同时爆破产生的地震波也将对地面建筑设施产生严重影响,爆破产生的巨大响声也不可避免给市民带来不同程度影响。(3)台阶法。台阶法将隧道断面分成几个台阶开挖,减小了对隧道围岩的扰动,降低了隧道开挖对地表建筑及地下管网的影响程度。若周边环境较好则可采用长台阶法,若穿过市区繁华地带等周边环境复杂区域时可采用短台阶法或超短台阶法,适应性好。在隧道施工中被广泛采用,故施工人员对其理解深刻,施工熟练。因此方法适用于重庆地铁的开挖。(4)分部开挖法。地铁车站通常位于繁华地带,由于人流量较大,故其空间较大,如何在保证建筑安全的前提实现地铁车站的安全开挖?分部开挖法将隧道横断面分成2部分或3部分开挖,变大跨为小跨,同时又可根据周边环境将纵断面分成两台阶或三台阶。通过其方法将一个大断面隧道变成了一个个小断面隧道,有效降低了隧道开挖过程中对周边岩体的扰动,使得地表沉降较小。因此适用于地铁车站的开挖。

3结语

地铁开挖方法的选择对地铁的安全施工至关重要。在结合重庆主城区区域地质情况的基础上认为,重庆地铁开挖方法首选台阶法,在地铁车站或其他一些对地表沉降有严格限制等区段选择分部开挖法。

作者:肖尧单位:重庆交通大学土木建筑学院

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