我国地下工程施工新技术综述
城市地下工程施工新技术发展
城市地下工程施工新技术发展一、地下工程主要施工新技术1．1基坑开挖技术基坑开挖技术也被称之为明挖法，该技术适用于地质条件良好且地面比较平坦开阔的地段，其主要流程为:首先铲除隧道部位的全部岩体，然后将铲除后的隧道进行清理，清理完毕后在隧道内部进行洞门和洞身的修建，最后进行回填。
该技术施工操作简单、施工周期相对较短、经济性和安全性较高，基于此，该技术在城市地下工程发展初期一度被置于首选位置。
然而基坑开挖技术也具有一定的缺陷，如在施工过程中会对周围的环境产生较大的影响等。
在地下工程实践中，如出现大量的深基坑工程，一般首选基坑开挖技术，因其应用比较广泛，逐渐发展成为多种类的基坑围护开挖技术。
随着基坑工程的规划施工与建筑物设施的距离越来越靠近，并且基坑的深度不断增加，同时基坑工程涉及的范围和规模逐渐加大，该技术被大力开发，逐渐发展成熟，并达到国际先进水平。
1．2沉箱凿井技术沉箱凿井技术又被称为沉井法，在地下工程实践中，如需要在稳定性差的含水地层中建造竖井，一般会运用此技术。
该技术的主要流程为:在掘进竖井之前，制作一段特殊的井筒固定在主井筒的下端，在该特殊井筒的下端固定刃脚，然后利用主井筒的自身重力开始掘进竖井，在必要的情况下需要借助外力，增加主井筒的下沉力度和速度，最后将井筒内的岩石挖掘出来，并将井筒清理干净。
该技术操作相对简单，在整个施工过程中运用到的设备较容易操作，占地面积小且挖土量少，总体造价比较低，基于这些优点，沉箱凿井技术被广泛应用于地下仓库、取水构筑物、桥梁墩台基础的施工中，随着该技术的不断发展与改进，沉箱凿井因其具有内部空间被广泛用于地下构筑物的维护结构中。
该技术存在一定的缺点，主要缺点是施工周期长，施工中包含的环节和工序比较复杂，而且，井筒下沉的速度和偏斜角度最难控制，成为沉箱凿井技术中最大的难题，因此，一般情况下，井筒的下沉深度不超过100m。
1．3逆作法施工技术逆作法施工技术主要在于开挖并构建地下结构体系，将地下结构本身作为支撑体系，同时又作为挡墙，开挖的顺序是由上往下。
我国地下工程施工新技术综述
我国地下工程施工新技术综述[摘要] 总结了近年来我国一批大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等地下工程施工中所采用的新工艺和新技术。
[关键词]地下工程;冻土;水下工程;隧道;施工技术青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时,城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。
一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平,及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证,对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。
本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果,对新工艺进行介绍,以便为今后类似工程的施工提供借鉴。
1冻土区地下工程施工新工艺青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多ｋｍ,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。
在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第1次,无成熟的施工经验,技术含量高。
1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量,如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等,避免桩周地基土温度场急剧变化,引起桩周地基土一定范围升温和融化。
同时由于冻土区有季节的变化,表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力,消除这些冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。
为减少施工热量对冻土区的影响,尽快形成新的热平衡状态,多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后,须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工,一般热交换的时间为60ｄ,60ｄ后方可认为桩基已基本稳定。
桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。
根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为3种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力(见图1)。
地下建筑工程施工技术
地下建筑工程施工技术随着我国城市化进程的不断推进，地下空间资源开发和利用的需求日益增加，地下建筑工程逐渐成为城市发展的重要支柱。
地下建筑工程施工技术的发展和应用，对于提高城市空间利用率、缓解城市交通压力、保障城市安全等方面具有重要意义。
本文将从地下建筑工程施工技术的现状、发展趋势和关键环节三个方面进行探讨。
一、地下建筑工程施工技术现状1. 基坑支护技术基坑支护技术是地下建筑工程施工中的关键技术之一。
目前，常用的基坑支护方法有锚杆支护、桩基支护、地下连续墙、搅拌桩支护等。
这些方法在保证施工安全、降低施工风险方面发挥了重要作用。
2. 土方开挖技术土方开挖技术是地下建筑工程施工的基础环节。
目前，土方开挖技术已经形成了机械化、自动化程度较高的施工体系，包括挖掘机、装载机、运输车辆等设备。
同时，针对不同地质条件，土方开挖技术也在不断优化和创新，如放坡开挖、中心岛式开挖、盆式开挖等。
3. 钢筋混凝土施工技术钢筋混凝土施工技术是地下建筑工程的主体结构施工技术。
目前，钢筋混凝土施工技术已经实现了标准化、规范化，包括钢筋加工、混凝土浇筑、模板安装等环节。
在此基础上，钢筋混凝土施工技术也在不断改进，如高强度钢筋的应用、预应力混凝土技术等。
4. 隧道施工技术隧道施工技术是地下建筑工程中的重要组成部分。
目前，隧道施工技术已经形成了钻爆法、隧道掘进机（TBM）法、明挖法等多种施工方法。
同时，隧道施工技术在防水、排水、通风等方面也取得了显著成果。
二、地下建筑工程施工技术发展趋势1. 绿色施工技术随着我国环保意识的不断提高，绿色施工技术在地下建筑工程中得到了广泛关注。
绿色施工技术主要包括节能减排、环保材料、废弃物利用等方面。
未来，绿色施工技术将在地下建筑工程中得到更广泛的应用。
2. 智能化施工技术智能化施工技术是地下建筑工程施工的发展趋势之一。
通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现施工过程的实时监控、智能调度和自动化控制，提高施工效率和质量。
地下隧道施工技术的最新进展
地下隧道施工技术的最新进展随着城市化进程的加速，地下隧道作为一种重要的交通设施，对于现代城市的发展和交通疏导起着重要作用。
在过去的几十年间，地下隧道施工技术取得了巨大的进步和发展。
本文将从不同的角度介绍地下隧道施工技术的最新进展。
首先，地下隧道的施工方法得到了改进和创新。
传统的隧道施工方法主要采用爆破法，但这种方法容易引发地面塌陷和噪音污染。
近年来，随着机械技术的进步和数控技术的应用，盾构法成为了主流的隧道施工方法。
盾构机能够在地下挖掘隧道，并同时进行施工，大大缩短了施工周期，减少了对地面环境的影响。
此外，盾构机还具有高效、安全、可控性强等特点，大大提高了隧道施工的效率和质量。
其次，地下隧道材料的选用和研发也取得了显著的进展。
传统的地下隧道施工主要使用混凝土作为隧道结构的材料，但混凝土的强度和耐久性有限，容易受到外部环境的影响。
近年来，高性能纤维混凝土和预应力混凝土等新型材料的研发和应用，大大提高了隧道结构的抗震性能和耐久性。
此外，新型材料还具有施工方便、节能环保等优点，为地下隧道的发展提供了更多的可能性。
再次，地下隧道的监测和控制技术也得到了重要的突破。
为了确保隧道的施工质量和安全性，在施工过程中对隧道进行实时监测和控制是至关重要的。
传统的监测和控制技术主要采用传感器和数据采集仪器进行，但这种方法的局限性较大，无法实现全面、高效的监测和控制。
近年来，激光雷达、无人机和数字化建模等新技术的应用，使得地下隧道的监测和控制更加智能化和精准化。
这些新技术可以实现对隧道的三维扫描和实时数据分析，为隧道施工提供更准确的参考和决策依据。
最后，地下隧道的节能和环保技术也取得了重要的进展。
地下隧道的施工和运营过程中会消耗大量的能源和产生大量的污染物，给环境带来不可忽视的影响。
为了降低能源消耗和减少污染物排放，近年来，地下隧道的节能和环保技术日益成熟和广泛应用。
例如，地下隧道的照明系统采用节能灯具和智能照明控制技术，大大降低了能源的消耗；地下隧道的通风系统采用高效过滤装置和循环风量调节技术，大大减少了空气污染物的排放。
地下工程施工技术新进展
地下工程施工技术新进展随着我国城市化进程的加快，地下空间资源的开发和利用逐渐成为了一种趋势。
为了适应这一趋势，地下工程施工技术也在不断创新和进步。
本文将介绍我国地下工程施工技术的新进展。
一、盾构法施工技术盾构法施工技术是一种非开挖地下空间的方法，具有对地面环境影响小、施工速度快、隧道质量高等优点。
近年来，我国盾构法施工技术取得了显著的进展。
1.超大直径盾构装备随着城市地下空间的不断开发，超大直径盾构装备的需求也越来越大。
目前，我国已经成功研制出直径超过16米的超大直径盾构机，能够满足更大型地下空间工程的需求。
2.大直径泥水盾构常压换刀技术大直径泥水盾构常压换刀技术是一种新型换刀技术，能够在不开挖隧道的情况下进行刀具的更换，大大提高了施工效率。
3.多模盾构、类矩形盾构隧道建造技术多模盾构和类矩形盾构是新型盾构机，能够在不同的地质条件下进行施工，具有更高的适应性。
类矩形盾构隧道建造技术能够有效提高隧道空间的利用效率。
4.联络通道机械法施工技术联络通道机械法施工技术是一种用于地铁隧道施工的新型技术，能够在地铁隧道之间快速建造联络通道，提高地铁隧道的运行效率。
二、TBM施工技术TBM（全断面岩石隧道掘进机）施工技术是一种高效、快速的地下空间施工方法。
近年来，我国TBM施工技术也取得了显著的进展。
1.TBM隧道变形、坍塌、突涌、卡机等重大工程问题的解决《TBM设计与施工关键技术》一书的出版，对制约复杂地质TBM隧道施工的关键核心技术进行了全面突破，为我国TBM隧道施工提供了重要的技术支持。
2.TBM隧道施工监测技术随着物联网技术的发展，TBM隧道施工监测技术也取得了很大的进步。
通过在施工现场部署大量的传感器，实时收集施工现场的数据，为施工决策提供依据。
三、基坑开挖技术基坑开挖技术是一种传统的地下工程施工方法，适用于地质条件良好且地面比较平坦开阔的地段。
近年来，基坑开挖技术也在不断创新。
1.基坑围护开挖技术随着基坑工程的规划施工与建筑物设施的距离越来越靠近，基坑的深度不断增加，基坑工程涉及的范围和规模逐渐加大，基坑围护开挖技术得到了大力开发，逐渐发展成熟，并达到国际先进水平。
我国地下工程施工新技术综述
我国地下工程施工新技术综述［摘要］总结了近年来我国一批大型基础设施建设工程如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等地下工程施工中所采用的新工艺和新技术。
［关键词］地下工程;冻土;水下工程隧道;施工技术青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时,城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。
一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平,及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证,对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。
本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果,对新工艺进行介绍以便为今后类似工程的施工提供借鉴。
1 冻土区地下工程施工新工艺青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多km ,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。
在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第 1 次,无成熟的施工经验,技术含量高。
1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量,如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等,避免桩周地基土温度场急剧变化, 引起桩周地基土一定范围升温和融化。
同时由于冻土区有季节的变化,表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力,消除这些冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。
为减少施工热量对冻土区的影响,尽快形成新的热平衡状态,多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后, 须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工,一般热交换的时间为60 d ,60 d后方可认为桩基已基本稳定桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。
根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为3 种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力（见图1）。
地下工程快速施工技术综述
部开挖的主动脉 。从 ２ 号施工支洞分叉 的 ３ 号施工 支洞承担尾水调压井、 尾水 闸门室和尾水隧洞的施 工 ； 号施工支洞从主厂房端墙进入厂房 中部开挖 ； ４ ５ 号施工支 洞横贯 四条引水 钢管道 ， 开挖引水钢管
道和下平洞， 并通过扩挖其中的一条引水钢管 ， 进入 厂房下部开挖 ； 对处于厂房机窝部位的底层 ， 由尾 则 水支管进入开挖 。把 ４ ． ｍ高的主厂房分成 ６ ４５ 层 开挖 ， 所有的施工机械均能通过增设 的支洞和永久
下厂房 、 主变开关室、 尾水闸门室、 引水及尾水 系统 等一百多条大小洞 室。１ ０ － ０Ｍ ２ Ｗ装机 的地下厂房 从开挖到第一台机组发电仅用了 ４ 个月。 ９ ２０ 年开工建设 的龙滩水 电站地 下引水 发 电 ０１
工前首先全面地研究 了施工支洞布置方案。在设计
布置的通风洞 和交通 洞的基 础上 ， 增设 了 ２ ３ 号、
序多的特点 。 采用 “ 面多工序 、 平 立体多层次” 的施工方法及配置成龙 的施工设备 ； 广泛采用新工艺 、 新技术 、 新设 备。
关键词 ： 地下工程 ； 快速施工 ； 综述 中图分类号： Ｖ ５ Ｔ ５４ 文献标 识码： Ｂ 文章编号 ： ０６ ３５ （０６０ — ０ １ ０ １ — ９ １２０ ） ０６ — ３ ０ ２
作简 ： （４，上 人 程 ， 事程术施管工。 牦 ？０）， 市 ， 师主从工技及工理作 薯羿马岚１一女 海 工 要 者介 一 ９ － ７ ２
维普资讯
云南水力发电
２Ｏ 年第 ２ ０６ 期
环爆破孔的时段 ， 用喷混凝土机械手 ， 同时实施喷混 凝土施工。依次推进 ， 既保证了及时的喷锚支护 ， 有
台单机容量为 ７０Ｍ 的水轮发电机组 ， 主、 ０ Ｗ 其 辅洞 室近百条 ， 布置在 １５ｋ 的范 围内， ． ｍ 层层叠叠 ， 纵
地下工程的关键施工技术(3篇)
第1篇随着我国城市化进程的加快，地下工程的建设日益增多，地下工程已经成为城市基础设施建设的重要组成部分。
地下工程的建设不仅能够缓解地面空间压力，提高土地利用率，还能够为城市交通、地下空间开发等提供有力支撑。
在地下工程的建设过程中，关键施工技术的研究与运用至关重要。
以下将对地下工程的关键施工技术进行简要介绍。
一、地质勘察技术地质勘察是地下工程建设的首要环节，其目的是查明地下工程的地质条件，为工程设计、施工和运营提供依据。
地质勘察技术主要包括以下内容：1. 地质勘探：通过钻探、物探、遥感等手段，获取地下岩土体的物理、化学、力学等性质。
2. 地下水勘察：查明地下水位、水质、水量等参数，为地下工程施工和运营提供依据。
3. 地质灾害评估：对地下工程可能遇到的地层稳定性、岩溶、滑坡、泥石流等地质灾害进行评估。
二、隧道掘进技术隧道掘进技术是地下工程建设的核心技术之一，主要包括以下几种方法：1. 盾构法：适用于大直径、长距离、地质条件较好的隧道施工。
2. 暗挖法：适用于地质条件复杂、隧道断面较小的地下工程。
3. TBM法：适用于全断面岩石隧道施工，具有速度快、施工质量好等特点。
4. 爆破法：适用于地质条件复杂、断面较大的地下工程。
三、支护技术支护技术是保证地下工程安全施工的关键技术，主要包括以下几种方法：1. 喷射混凝土支护：适用于地质条件较差、围岩稳定性差的地下工程。
2. 钢筋混凝土支护：适用于地质条件较好、隧道断面较大的地下工程。
3. 帷幕注浆支护：适用于地质条件较差、隧道断面较小的地下工程。
四、监测技术监测技术是确保地下工程施工安全、稳定的重要手段，主要包括以下内容：1. 地质监测：监测地下工程的围岩稳定性、地层变形等参数。
2. 水文监测：监测地下水位、水质、水量等参数。
3. 结构监测：监测地下工程结构的应力、变形等参数。
五、智能化施工技术智能化施工技术是提高地下工程施工效率、降低施工成本的重要手段，主要包括以下内容：1. 智能化监测系统：实现对地下工程各参数的实时监测、预警和远程控制。
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《施工技术》原作者：张希黔; 周敬; 张利[摘要]总结了近年来我国一批大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等地下工程施工中所采用的新工艺和新技术。
[关键词]地下工程;冻土;水下工程;隧道;施工技术青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时,城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。
一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平,及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证,对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。
本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果,对新工艺进行介绍,以便为今后类似工程的施工提供借鉴。
1冻土区地下工程施工新工艺青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多ｋｍ,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。
在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第1次,无成熟的施工经验,技术含量高。
1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量,如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等,避免桩周地基土温度场急剧变化,引起桩周地基土一定范围升温和融化。
同时由于冻土区有季节的变化,表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力,消除这些冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。
为减少施工热量对冻土区的影响,尽快形成新的热平衡状态,多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后,须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工,一般热交换的时间为60ｄ,60ｄ后方可认为桩基已基本稳定。
桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。
根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为3种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力(见图1)。
水平冻胀力相互抵消,对工程造成破坏的主要是冻胀产生的切向力和法向力。
在工程建设中,采取以下措施可以防止桩基础冻胀:①为避免桩基础受到法向冻胀力,将桩基础嵌入多年冻土天然上限以下一定深度;②将钢制扩筒埋入多年冻土上限以下至少0.5ｍ,护筒内径比桩径大10ｃｍ,并于护筒外围涂渣油,成桩后不拆除护筒,减少外表面的亲水程度;③尽量采用高桩承台,冻胀严重地区采用钻孔扩底桩;④在护筒外侧、低桩承台底部采用渣油拌制粗颗粒土回填。
以上措施能有效地减小切向冻胀力,降低冻土对护筒的上拔冻胀力(见图2);⑤钻孔采用旋挖钻机干法成孔保证孔位置正确和钻孔的垂直度;⑥采用低温早强耐久混凝土,避免了混凝土低温浇筑带来的强度增长慢的问题。
1.2 多年冻土隧道施工工艺高原多年冻土隧道工程施工可借鉴的经验较少,其核心在于尽量减少气温升高对冻土的影响,避免冻土融化压缩下沉和冻胀力造成施工灾害和运营隐患。
冻土的抗压强度很高,其极限抗压强度甚至与混凝土相当。
冻土融化后的抗压强度急剧降低,所形成的热融沉陷和下一个寒季的冻胀作用常常造成工程建筑物失稳而难以修复。
含水的松散岩石和土体,温度降低到0℃时,伴随有冰体的产生,这是冻结状态的主要标志。
水结成冰时,体积增加约9%,使土体发生冻胀。
土冻结时不仅原位置的水冻结成冰,而且在渗透力(抽吸力)作用下,水分将从未冻区向冻结锋面转移并在那里冻结成冰,使土的冻胀更加强烈。
土在冻结过程中由于水变冰体积增大,并引起水分迁移、析冰、冻胀、土骨架位移,因而改变土的结构。
在融化过程则必然伴随着土颗粒的位移,充填冰融化排出的空间,产生融化固结,从而引起局部地面的向下运动,即热融沉陷(热融下沉)。
为避免隧道施工中热融沉陷,冻土隧道施工的关键工艺是作好保温措施。
隧道保温施工工艺主要包括:优选寒季施工明洞及洞口工程,开挖施工时增设遮阳保温棚,阻隔太阳辐射能量对冻土的影响。
正洞采用弱爆破及光面爆破技术减少对冻土的扰动和超欠挖,开挖后清除拱(墙)夹层散碎冰块,迅速喷混凝土封闭岩面;采用有轨运输减少洞内废气污染,减少通风次数和风量;暖季采用夜间放炮通风和冷风机通风等措施将洞内掌子面温度控制在5℃以下,尽量缩小洞室开挖断面外的冻土融化圈。
隧道全长全断面铺设“防水层+保温板+防水层”,阻隔隧道竣工后洞内温度变化对冻土的扰动,确保运营安全。
影响土体冻胀的主要因素是土体类型、含水状况和冻结条件。
冻土学家经过长期的试验证明:粗颗粒土冻胀小甚至不冻胀,而细颗粒土一般冻胀较大。
土体含水量大则冻胀严重,当土体含水量小于某一值时,土的冻胀率为零。
为防止冻胀对明洞及洞口工程结构的影响,将明洞及洞口仰坡周边冻胀影响范围内的富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层挖除,用粗颗粒土换填,严格控制粗颗粒土的含水量,换填后作好防排水设施。
工程实例:青藏铁路风火山多年冻土隧道全长1338ｍ,是世界上海拔最高的冻土隧道,多年冻土上限1～1.8ｍ,冻土层厚达100～150ｍ。
洞身全部位于冻土之中。
在施工过程中充分把握冻土的工程性质,采用注浆管棚、注浆锚杆、洞内光面爆破等开挖技术并综合运用粗颗粒土换填明洞覆盖层,全长、全断面设置多重保温层,以及保温、控温、供氧、喷射混凝土、信息监控等多项技术,尽量缩小冻土融化圈,使冻土隧道重建新的热量平衡系统,满足了安全、优质、高效的建设要求。
此外冻土区防温措施还有倾填片石通风路基施工工艺,高温细粒土铺设保温板路基施工技术,高温细粒土热棒路基施工技术等,这些措施都可以大大减少路基承载后对冻土的热融影响。
2 地铁和过江隧道施工新工艺随着我国城市化快速发展,大城市的交通压力日益增大,大规模的城市地铁建设势成必然。
对于沿江规划的城市过江隧道的建设也越来越多。
这类工程建设往往规模大,施工环境恶劣,施工技术复杂,下面简单介绍几种施工新工艺。
2.1 地铁施工中的桩基托换技术地铁建设中不可避免遇到桩基托换工程。
深圳地铁百货广场大轴力桩基托换技术研究,解决了大轴力桩基托换的主要关键技术问题,丰富了桩基托换工程的施工工艺。
桩基托换形式是我国托换技术应用的常见形式。
桩基托换的核心技术在于新桩和旧桩荷载的转换,要求在转换过程中托换结构和新桩的变形限制在上部结构允许范围内。
针对上述变形的控制,托换的机制可分为主动和被动托换。
主动托换主要是在旧桩截桩之前,对新桩和托换结构加载,消除部分新桩和托换结构的变形,使得托换后桩和结构的变形限制在允许范围内。
该技术应用于大轴力、结构物对变形要求严的情况。
被动托换是在旧桩切除过程中,将荷载传递到新桩,托换后的桩和结构变形难以控制,该技术适用于小吨位和对结构变形控制不严的情况。
深圳地铁国贸老街区间百货广场大厦桩基托换工程具有托换桩多(6根)、轴力大(18000ｋＮ)、桩径大(2000ｍｍ)、地质条件差、地下水头高、托换位置深(地下2层)、使用环境复杂(中间穿越地铁,振动影响)等特点,目前国内外尚无类似大轴力托换施工经验(国外日本类似托换最大轴力8750ｋＮ,国内5900ｋＮ)可借鉴。
深圳地铁一期工程线路由于受走向及最小半径(Ｒｍｉｎ=300ｍ)等条件限制,必须从百货广场大厦裙楼下穿越。
由此产生桩基础托换问题。
百货广场主楼22层,裙楼9层,地下室3层,为框梁剪力墙结构,基础为独立桩基端承桩。
桩端持力层(强风化层)承载力标准值2700ｋＰａ,桩身直径最大2000ｍｍ的人工挖孔桩(Ｃ25),根据楼层估算托换桩最大设计轴力约18900ｋＮ。
区间隧道通过百货广场、深南东路、华中酒店,由于暗挖隧道位置及其上部建筑物的影响,部分桩在隧道内或紧靠隧道,须托换百货广场9层裙楼桩6根(桩径2000ｍｍ,桩基持力层均在隧道结构面以下基岩),最大轴力18000ｋＮ。
根据百货广场的结构、基础形式及操作空间,百货广场桩基托换采用梁式托换结构柱的形式,托换新桩采用人工挖孔桩,整个托换工程在地下3层室内进行。
根据高层结构变形要求,裙楼桩基采用主动托换。
托换时,在托换梁和新桩之间设置加载千斤顶,利用千斤顶加载,使上部结构有微量顶升位移,同时使新桩的大部分沉降位移在顶升时预压完成,从而通过主动加载实现作用在原结构桩上的荷载经托换大梁转移至新桩上,且原桩(柱)顶升值和新桩沉降也得到有效控制。
截桩在开凿人工孔至托换梁底下后逐步进行。
截桩后隧道暗挖、衬砌变形稳定后(期间千斤顶装置及时调整),托换梁与新桩连接形成永久结构,托换完成。
桩基托换及隧道施工全过程都实行严格的全过程监控、量测,确保了结构安全。
通过严格的计算和施工操作,通过技术攻关,解决了软弱地层桩基开挖支护、托换梁以及截桩、力的转换等技术难题,保证了百货广场等高层建筑物、地下管线的安全和正常使用。
该工程桩基托换原理如图3所示。
2.2 过江隧道施工中的水平冻结法地下隧道之间的连接通道冻结法施工是利用人工制冷技术,使地层中的水变冰,把天然土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下结构的联系,以便在冻结壁的保护下进行联络通道施工的一种特殊施工方法。
制冷技术是用氟里昂作制冷剂的三大循环系统完成的。
三大循环系统分别为氟里昂循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。
制冷三大循环系统构成热泵,将地热通过冻结孔由低温盐水传给氟里昂循环系统,再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统,最后由冷却水循环系统排入大气。
随着低温盐水在地层中的不断流动,地层中的水逐渐结冰,形成以冻结管为中心的冻土圆柱,冻土圆柱不断扩展,最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土墙或冻土帷幕。
水平冻结加固原理如图4所示。
在实际施工中,通过水平钻进冻结孔,设置冷冻管,并利用盐水为热传导媒介进行冻结。
一般是在工地现场内设置冻结设备,冷却不冻液(一般为盐水)至-22～-32℃。
其主要特点有: (1)可有效隔绝地下水,对于含水量>10%的含水、松散、不稳定地层均可采用冻结法施工。
(2)冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件、地质条件灵活布置和调整,冻土强度可达4～10ＭＰａ,能有效提高工效。
(3)冻结法施工对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪声小。
(4)影响冻土强度的因素多,冻土属于流变体,其强度既与冻土的成因有关,也与受力的特征有关,影响冻土的主要因素有冻结温度、土体含水率、土的颗粒组成、荷载作用时间和冻结速度等。
冻结法的关键施工技术包括:(1)确定冻结主要技术指标,即根据实际工况,确定积极冻结期和维护冻结期的盐水温度、冻土墙平均温度和冻土强度。
(2)冻结孔布置和施工,即根据连接通道平面尺寸和结构受力特征,设计布置冻结孔,同时冻结孔布置应根据管片配筋图微调冻结孔偏斜,控制孔径向外的偏角在0.5°～1 0°范围。
(3)冻结站设计、积极冻结和维护冻结施工,计算冻结冷量,根据冷量需要选择冷冻机组。