(5) 施工方法

　　城市地铁隧道开挖常用的工法中,台阶法是引起地表下沉最为严重的一种施工方法,但因其操作简单,成本低,只要措施得当,一般可满足地表沉降要求。国内外区间单线隧道施工多采用台阶法。但台阶法也多种多样,需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。

　　应用台阶法的关键是要保证开挖工作面的稳定。软弱地层尤其是渗水较大的地层,台阶长度不可过短。此外,尚需采取环形开挖留核心土,并施加辅助工法等措施。

　　台阶法的理论与实践表明,软弱地层台阶长度不宜小于5～6m,若涌水严重,山岭隧道普遍采用的2～4m超短台阶应杜绝应用。一般而言,台阶长度愈长,工作面前方土体对工作面的挤压流动会愈小,工作面愈稳定。另一方面,在软弱地层采用台阶法时,应充分领悟“浅埋暗挖”的精神实质即早封闭理念,一般多在上台阶底部增设临时仰拱,使上下台阶及早各自闭合成环。

　　(6)开挖进尺的影响

　　开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小,其值决定着地表下沉及拱顶沉降,也影响开挖面的稳定性。

　　软土隧道工作面难以自稳,因而必须支撑。研究表明,开挖时工作面需支撑的压力并不大,仅10MPa就足以使工作面短期内自稳,使开挖顺利进行;另外,稳定开挖工作面的支撑力与上覆土层的厚度以及土体的密度几乎没有什么关系,与隧道的直径呈线性关系。法国的研究表明,如果工作面无支护距离小于0.2D,对稳定工作面开挖的支撑力无特别要求,但若超过此值,则无支护空间要求的稳定工作面开挖的支撑力就要变大,否则工作面就会失稳。软弱地层、浅埋暗挖法施工的地铁隧道,开挖进尺的控制十分重要,应分析研究,有目的地控制。

　　(7)工作面的推进速度

　　沉降具有时空效应。工作面推进速度的加快,意味着各工序时间的缩短,隧道开挖裸露的空间亦小,其存在的时间亦短,利于控制地层变位的调整。

　　(8)初期支护刚度

　　大刚度支护是控制地表下沉的有效措施,尤其是对浅埋暗挖隧道。在总刚度一定的条件下,地层刚度小,势必要增大初期支护的刚度。复合式衬砌结构,根据设计的荷载分配,一般结构二次衬砌不承担施工期荷载,但根据实际施工及有关监测资料,初期支护后至地表达到稳定的时间较长,唯有二次衬砌后,隧道及地表才完全稳定。因此,适当提高初期支护刚度对稳定地层是有好处的。

　　4控制地层沉降的对策

　　地表下沉是多因素的综合作用。在地层条件一定的情况下,合理的设计与巧妙的施工乃是控制地表下沉的最为关键的手段。针对上述原因分析,提出以下控制对策供参考。

　　(1) 领会并严格执行“十八字方针”

　　浅埋暗挖法是在城市地铁隧道施工历经多地区实践基础之上提出的具有我国特色的软土隧道施工方法。它的精神实质及要领都融合在这十八字方针里———“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。

　　“管超前”不仅仅是简单地利用小导管等进行超前预加固支护,其加固效果与小导管直径、长度、间距、安设角度、搭接长度以及浆液等都有关系;“短开挖”不是指台阶长度短,而是指控制循环进尺,少扰动地层,开挖范围小且留核心土;“快封闭”不仅仅是指全断面及早封闭,在分部开挖中,每一分部开挖面也应能尽快封闭。

　　总之,城市地铁隧道施工,要很好地控制地表下沉,必须深入领会十八字方针,在施工中认真贯彻落实。

　　(2)适度排放地下水

　　地下水的排放无疑会使上覆地层尤其是隧道工作面附近地层的强度增加,刚度变大。但对于砂层、砾砂等特殊地层,过度抽排地下水,会使上覆多孔介质土层超固结,反而引起地表大范围沉降。因此,在能保证工作面稳定、能保证正常开挖的条件下,应尽量减少地下水的抽排,可根据情况采取止水帷幕或旋喷桩等阻断地下渗水通道,采取地表或洞内注浆措施封堵部分地下水;采取地表或洞内降排水时,尽量缩短抽排时间,掌子面开挖过后及时停止;采取断面注浆、喷混凝土等措施稳定工作面;根据具体地层条件,及时调整小导管、格栅支护参数、注浆参数,确保注浆效果。

　　(3)确定适合地层条件的施工方法

　　为有效控制地表沉降,台阶法应预留核心土,台阶长度应根据地层条件确定,地层愈软,台阶长度愈长;为使开挖各分部早闭合,上台阶一般应增设临时仰拱,特殊地段上台阶拱脚处应架设钢支撑喷混凝土作托梁,实践表明,采用该方法施工,拱顶及地表下

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