李 鹏(中国铁建十一局集团第五工程有限公司,吉林蛟河132500)
软土地基中市政箱式隧道施工技术
李鹏
(中国铁建十一局集团第五工程有限公司,吉林蛟河132500)
针对软土地基中市政箱式隧道施工技术,本文从软土地基的处理手段,市政工程的鲜明特征入手,具体阐述了软土地基在市政工程中存在的问题,以及解决这些问题的相对应的隧道施工技术措施。
软土地基;市政工程;箱式隧道
在我国城市化进程的继续推进、城市化水平不断提高的同时,也存在一些问题影响其平稳、健康的发展。其中交通问题尤为突出,且交通拥堵,无法满足市民出行需求等问题成为交通问题的重中之重。所以,缓解交通拥堵现已成为市政工作者必须面对、解决的一大难题。
1.1软土地基的概念及特点
软土包括淤泥、淤泥质土和泥炭,是沉积在流水环境下,通过生物化学作用逐渐形成的饱和软粘土。它在入海口以及广阔的海滨地区都有分布。作为工程施工的基本组成因素,土通常具备含水量高、孔隙比大、透水性弱、压缩性强、灵敏性高等特性。
解决软土地基的办法有很多种,随着科技的提高,新材料、新工艺、新机器的持续增加,工程的施工质量、投资、工期等也随之发生了很大的改变。不同的工程对它的方案的选择必须进行科学、合理地判断,再做决策。
1.2市政工程的概念及特点
“市政”的含义比较广泛,具体包括城市的组织、法制、建设、管理等方面。而在此基础上形成了市政工程学科。市政工程主要是研究相关的工程建设,是城市基础设施建设的主要部分。较之一般的建设工程,市政工程具有长战线,解决方式多样,地质状况复杂等鲜明的特点;而较之交通公路工程,市政工程拥有着交通公路工程没有的匹配城市景观的线形优美,建筑精良的特点,此外,它还具有投资大但安全系数小的特点。
软土地基在市政工程中,存在的问题主要有以下几点:第一是沉降量时间长。由于软土地基的含水量高,孔隙比大等特点就造成了软土地基沉降量持续的时间长的问题;第二是发生涌土现象。在施工中,当极限高度被填土高度超出时,就会出现涌土现象;第三是出现抗浮现象。如果进行施工时浮力过大,就会在已修建好的建筑物上发生上浮现象,若对其不予以重视,会有严重事故发生的可能。
此外还要注意软土地基在工程地质问题中的表现。如:偏低的载重力造成的整体地基土的破坏;沉降量过大而导致道路裂缝,甚至地下管线断裂的现象;阻碍工程施工顺利进行的沟槽基坑的破坏;在工程施工降水中边坡土体发生位移现象,对周围建筑物和市政管网的安全产生严重威胁的,以及由于承压水的作用而对地下水浮力造成的不良后果等。
若在施工中遇到这些问题,但并未及时进行解决,就会对施工的平稳、顺利进行产生严重的不良影响。
3.1明挖法
在箱式隧道所包括的范围内,如谷堤坝段、古建筑遗址等地下有很多障碍物的场区,广布着杂乱的块石和木桩,并无法查清它们具体的范围分布及性质。如果施工中使用顶进法、盾构法等方法,就会增加工程的施工难度。于是,明挖法就成为了解决此类情况的最佳与首选方法。明挖法较之其他的方法,有着其独特的优点,即施工机械设备简单,较易处理部分地下障碍物,较易掌控施工投资和进度等。
3.2顶进法
相对于上立交的建造,用箱体顶进法建造下立交车行道,它的施工投入资金较少,并且不会造成交通障碍,有着相当好的环境效应。故这些优势使得顶进法在对铁路箱式隧道进行下穿的施工中,得到了普遍的使用。按照这个原理,在同样的一些特殊条件,诸如道路两侧建筑众多,开槽明挖拆迁量大,基槽较深,需花费大笔开槽开挖的支护费用等限制的情况下,对下修建立交车行道的施工中,也可以采取顶进法。
3.3管棚法
一般采用管棚法进行施工,是由于很多重要的建筑物或必须要保护的古树、文物等,在浅埋箱式交通隧道顶部上方,如果运用其他施工方法会对它们造成破坏,只有管棚法符合施工条件,为此它便顺理成章地就成为了最适合的方法。采用管棚法进行施工,就是在进洞前,先挖出一道沟槽作工作面,接着在隧道仰拱的上方打上密排的钢管,再把隧道顶部土体用注浆凝固住,然后将混凝土用高压喷射进行衬砌。直到在管棚的撑持下,隧道顶部最终牢固后,再进行棚下土体的挖除工作。在挖除中,要逐段分层,并按先顶后墙再底,先撑后挖继衬的顺序,一段一段的进行,从而在蚕食渐进中完成流水作业。但这种施工方法也存在施工危险性高、难度大及要求苛刻等一些缺点,因此只有无法采用其他施工方法的境况中,才使用这种方法,一般条件下,不会对它使用。
3.4沉箱法
对于沉箱法这种施工方法,它也是一种修建越江隧道的重要方法之一,一般在下水隧道的修建中较为多见,沉箱法指的是将大型的混凝土箱,或者是钢筋混凝土和钢的组合箱,预制在船坞或是干坞中,然后用临时隔墙把两端密闭严实,再把运送、定位、沉放等设备用驳船装好,接着把装好的混凝土箱或是组合箱经浮运,投放进事先浚挖好的江中沟槽里,最后把它们一同接连,用回填砂石把钢筋混凝土深埋于事先预备的河床里。
3.5盾构法
所谓盾构法,就是专门用机械在地下暗挖隧道的施工方法进行隧道建设。因为这种技术当今社会得到了较为普遍的推广,也就使得机械化施工技术越来越精湛,从而为盾构法机械对底层的适应能力提供了可靠保障。
综上所述,软土地基中市政箱式隧道施工技术的方法主要有明挖法、顶进法、管棚法、沉箱法及盾构法五种,在对它们进行采用时,要结合施工中的具体情况采取最适合的方法。由于目前我国的市政建设大多集中于沿海平原等经济发达地区,并且在这些发达地区的建设者,较为注重工程地质问题,也就是软土地基问题,因此研究软土地基的存在问题、施工难点及解决措施就有了重要的意义。此外,在市政交通问题非常突出的今天,也就为研究这与市政建设者在这方面的研究提出了迫切的要求。最后,笔者希望本文提供的几种方法能够对箱式隧道施工发挥一定的促进作用。
[1]刘翰林.软土地基下框架桥盾构法施工工艺的研究[D].北方工业大学,2013.
[2]岳夏冰.外海大回淤沉管隧道软基沉降特征与控制计算研究[D].长安大学,2014.