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【摘要】随着城市地铁建设的逐渐发展,近年来隧道工程和城市地下工程日渐成为建设主流,由于城市周边施工环境复杂,地上高层建筑物较多,诸多城市地铁建设过程中均面临着小间距地铁隧道问题。笔者将根据相关工作经验,分析独立小间距地铁隧道的设计概念,对施工工艺方面、防排水方面和结构受力方面等进行研究,分析小间距地铁隧道的防水设计特点、单线隧道施工的可行性和一些先进的工艺设施,为连接隧道设计一个新的模式。
【关键词】小间距;地铁隧道;工艺设计
现阶段来看,有些地铁站由于受到周围建筑物和形势路线的影响,所以会在其中间位置形成喇叭状路线。在传统的地铁设计思路中,人们通常采用的是双连拱隧道设计方案。但是,在设计过程中,仍然存在以下几个方面的弊端:其一,防水过程中存在安全隐患问题;其二,施工周期比较长。在设计连拱隧道的基础之上,将其作为独立单线地铁隧道,一方面能够在很大程度上提高地铁隧道的防水可靠性,另外一方面能夠合理利用工隧道的建筑界限[1]。
1、工程概况和地质状况
以重庆环线某接轨区间的地铁隧道为例,地面交通非常繁忙,周边建筑物较为密集,管线较多,且地质条件较差。此铁区间隧道正线区间地隧道左线长828.01米,出入场线隧道长约838.2米。地铁隧道的最大坡度为36%。自**站起正线出入场线四线并行,后逐渐展线,线路呈喇叭口状,由四线隧道展线为三线隧道+单洞单线隧道,由三线隧道展线为双线隧道+单洞单线隧道,区间隧道最小净距约1米。其地质状况为:此区间位于石马河向斜西翼,岩层单斜产出,岩层产状:130°∠8°。根据区域地质资料,拟建场地原始地貌属构造剥蚀浅丘地貌,后经改造,原始地貌已发生显著变化,形成城市居民建筑区和城市道路,地形较平缓。区间隧道主要位于砂质泥岩层,拱顶覆岩厚度约5~16米。
2、小间距隧道工程的技术要点
城市地铁的小间距隧道工程和隧道的围岩性质软弱、地下水等问题有关,因此加大了工程的难度和风险系数。目前小净距隧道在重庆地铁中较为常见,小间距隧道有其特有的特点,线路的走向相对较为灵活,其可以处于曲线段中;在施工过程中,小间距地铁隧道施工监控量测结果更为清晰。目前小间距隧道工程有以下几个方面的特点和难点:其一,隧道围岩变形量比较大;其二,地表沉降比较大;其三,土岩稳定性差[2]。想要解决上述问题,必须要应用好小间距隧道工法。
3、设计思路
3.1隧道支护结构的设计
在隧道断面形式设计中,根据隧道线路的间距大小,充分考虑到左线和右线的隧道断面形式,再确定好隧道断面整体设计。对于单个隧道断面来说,采取曲边墙的形式显著优于直边墙形式。基于此,在条件允许下,应该对隧道断面设计成一个曲边拱形断面,将单线隧道设计成马蹄形,避免直接采用直墙断面形式。在两隧道的连接形式中,需要调整好不均匀的受力状态,实现支护整体受力作用。基于此,左线和右线的支护结构连接非常重要。两个隧道之间连接方式被分为以下几种:其一,中柱式连接方式;其二,拉杆式连接方式。拉杆连接方式实质上市一中刚柔并济的方式,中柱式连接方式则是将两个隧道连接做成整体结构,从而增大隧道整体结构的刚度、强度,再将围岩锚和中柱上下交叉位置的锚杆固定在一起,最终目的是提高支护抗偏压能力。
3.2单个隧道支护设计
单个隧道支护设计主要包括以下几个部分:其一,初期支护;其二,超前支护;其三,二次衬砌。小间距地铁隧道存在偏压问题, 辩证考虑支护之间的关系,需要在时间上和空间结构上加以连接,以期达到整体支护效果。在支护组成设计中,要遵循以下几个方面的原则:其一,初期支护的刚度要强;其二,超前支护要适度强化。提高隧道支护结构的强度和整体性,从而能够形成左线和右线互为连接的结构形式,根据量测结果形成封闭支护结构,不断改善支护的受力状况。在初期阶段,采用钢筋网形式和喷混凝土形式能够提高隧道支护结构的整体性[3]。
3.3保护好围岩的自身强度和做好防水工作
开挖方式中,需要根据隧道断面的具体情况来采取合理的施工方法,再控制好循环进尺,开挖完之后提供及时支护处理。在开挖作业中,采用弱爆破开挖方法,能够严格控制好爆破速度,继而尽最大努力来降低开挖的扰动性。有条件的话需要采用人工开挖作业方式,在上覆岩土体重,利用拱部的小导管岩土体,大断面处采用管棚支护,使得隧道尚不开挖能够在支护条件下顺利进行。另外,在隧道开挖过程中要注意做好防水工作,开挖掌子面之后,需要及时喷射混凝土,防止围岩被风化。开挖时,面临着大面积淋水状况,要对出水点设管引排。加强施工过程中的地质预报且核实地质资料,在隧道开挖过程中探明好工作地质和水文地质状况,再及时发现其中存在的问题。
结语:
本文根据相关工作经验,分析独立小间距地铁隧道的设计概念,对施工工艺方面、防排水方面和结构受力方面等进行研究,分析小间距单线地铁隧道的防水设计特点、单线隧道施工的可行性和一些先进的工艺设施,为连接隧道设计一个新的模式。综上所述,小间距地铁隧道充分能体现出改善环境和加强隧道防水功能的优势,从而为连接拱隧道提供相应设计理念。
参考文献:
[1]蔡冬兴.小间距地铁隧道灵感构思以及细节把控[J].世界华商经济年鉴·城乡建设,201312,(3):239.
[2]刘洁,廖红建,顾飞等.地铁隧道锚杆系统对地表沉降影响的数值分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2012,31(z1):646-649,738.
[3]李晓英.北京地铁六号线二期起点~物资学院站区间相邻小间距隧道设计思路[J].建筑工程技术与设计,2015,10(7):800-800,803.
【关键词】小间距;地铁隧道;工艺设计
现阶段来看,有些地铁站由于受到周围建筑物和形势路线的影响,所以会在其中间位置形成喇叭状路线。在传统的地铁设计思路中,人们通常采用的是双连拱隧道设计方案。但是,在设计过程中,仍然存在以下几个方面的弊端:其一,防水过程中存在安全隐患问题;其二,施工周期比较长。在设计连拱隧道的基础之上,将其作为独立单线地铁隧道,一方面能够在很大程度上提高地铁隧道的防水可靠性,另外一方面能夠合理利用工隧道的建筑界限[1]。
1、工程概况和地质状况
以重庆环线某接轨区间的地铁隧道为例,地面交通非常繁忙,周边建筑物较为密集,管线较多,且地质条件较差。此铁区间隧道正线区间地隧道左线长828.01米,出入场线隧道长约838.2米。地铁隧道的最大坡度为36%。自**站起正线出入场线四线并行,后逐渐展线,线路呈喇叭口状,由四线隧道展线为三线隧道+单洞单线隧道,由三线隧道展线为双线隧道+单洞单线隧道,区间隧道最小净距约1米。其地质状况为:此区间位于石马河向斜西翼,岩层单斜产出,岩层产状:130°∠8°。根据区域地质资料,拟建场地原始地貌属构造剥蚀浅丘地貌,后经改造,原始地貌已发生显著变化,形成城市居民建筑区和城市道路,地形较平缓。区间隧道主要位于砂质泥岩层,拱顶覆岩厚度约5~16米。
2、小间距隧道工程的技术要点
城市地铁的小间距隧道工程和隧道的围岩性质软弱、地下水等问题有关,因此加大了工程的难度和风险系数。目前小净距隧道在重庆地铁中较为常见,小间距隧道有其特有的特点,线路的走向相对较为灵活,其可以处于曲线段中;在施工过程中,小间距地铁隧道施工监控量测结果更为清晰。目前小间距隧道工程有以下几个方面的特点和难点:其一,隧道围岩变形量比较大;其二,地表沉降比较大;其三,土岩稳定性差[2]。想要解决上述问题,必须要应用好小间距隧道工法。
3、设计思路
3.1隧道支护结构的设计
在隧道断面形式设计中,根据隧道线路的间距大小,充分考虑到左线和右线的隧道断面形式,再确定好隧道断面整体设计。对于单个隧道断面来说,采取曲边墙的形式显著优于直边墙形式。基于此,在条件允许下,应该对隧道断面设计成一个曲边拱形断面,将单线隧道设计成马蹄形,避免直接采用直墙断面形式。在两隧道的连接形式中,需要调整好不均匀的受力状态,实现支护整体受力作用。基于此,左线和右线的支护结构连接非常重要。两个隧道之间连接方式被分为以下几种:其一,中柱式连接方式;其二,拉杆式连接方式。拉杆连接方式实质上市一中刚柔并济的方式,中柱式连接方式则是将两个隧道连接做成整体结构,从而增大隧道整体结构的刚度、强度,再将围岩锚和中柱上下交叉位置的锚杆固定在一起,最终目的是提高支护抗偏压能力。
3.2单个隧道支护设计
单个隧道支护设计主要包括以下几个部分:其一,初期支护;其二,超前支护;其三,二次衬砌。小间距地铁隧道存在偏压问题, 辩证考虑支护之间的关系,需要在时间上和空间结构上加以连接,以期达到整体支护效果。在支护组成设计中,要遵循以下几个方面的原则:其一,初期支护的刚度要强;其二,超前支护要适度强化。提高隧道支护结构的强度和整体性,从而能够形成左线和右线互为连接的结构形式,根据量测结果形成封闭支护结构,不断改善支护的受力状况。在初期阶段,采用钢筋网形式和喷混凝土形式能够提高隧道支护结构的整体性[3]。
3.3保护好围岩的自身强度和做好防水工作
开挖方式中,需要根据隧道断面的具体情况来采取合理的施工方法,再控制好循环进尺,开挖完之后提供及时支护处理。在开挖作业中,采用弱爆破开挖方法,能够严格控制好爆破速度,继而尽最大努力来降低开挖的扰动性。有条件的话需要采用人工开挖作业方式,在上覆岩土体重,利用拱部的小导管岩土体,大断面处采用管棚支护,使得隧道尚不开挖能够在支护条件下顺利进行。另外,在隧道开挖过程中要注意做好防水工作,开挖掌子面之后,需要及时喷射混凝土,防止围岩被风化。开挖时,面临着大面积淋水状况,要对出水点设管引排。加强施工过程中的地质预报且核实地质资料,在隧道开挖过程中探明好工作地质和水文地质状况,再及时发现其中存在的问题。
结语:
本文根据相关工作经验,分析独立小间距地铁隧道的设计概念,对施工工艺方面、防排水方面和结构受力方面等进行研究,分析小间距单线地铁隧道的防水设计特点、单线隧道施工的可行性和一些先进的工艺设施,为连接隧道设计一个新的模式。综上所述,小间距地铁隧道充分能体现出改善环境和加强隧道防水功能的优势,从而为连接拱隧道提供相应设计理念。
参考文献:
[1]蔡冬兴.小间距地铁隧道灵感构思以及细节把控[J].世界华商经济年鉴·城乡建设,201312,(3):239.
[2]刘洁,廖红建,顾飞等.地铁隧道锚杆系统对地表沉降影响的数值分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2012,31(z1):646-649,738.
[3]李晓英.北京地铁六号线二期起点~物资学院站区间相邻小间距隧道设计思路[J].建筑工程技术与设计,2015,10(7):800-800,803.