地鐵明挖段是指在地鐵建設(shè)過程中,采用明挖法進行隧道開挖的區(qū)段。明挖法是一種常見的隧道開挖方法,通過在地面上挖掘出隧道的輪廓,然后逐步向下挖掘,最后形成完整的隧道結(jié)構(gòu)。
明挖段相對于盾構(gòu)法來說,施工過程更加直觀,可以更好地控制施工質(zhì)量和進度。
明挖段通常適用于地質(zhì)條件較好、地下水位較低的區(qū)域,施工速度較快,對周圍環(huán)境的影響相對較小。
地鐵明挖段是指地鐵隧道開挖過程中,從地面開始挖掘至地下一定深度后,將隧道頂部和側(cè)壁的土方開挖出來,形成一個相對較寬的明挖段,以便于進行施工和后續(xù)的支護工作。
在地鐵明挖段中,通常會設(shè)置一些支撐結(jié)構(gòu),如鋼筋混凝土支撐、鋼支撐、鋼板樁等,以支撐隧道的側(cè)壁和底部,防止土體坍塌和隧道變形。同時,還會在明挖段內(nèi)設(shè)置一些排水設(shè)施,以便于排除地下水和雨水等,確保隧道的穩(wěn)定和安全。
明挖段的開挖深度和寬度根據(jù)地鐵隧道的設(shè)計要求和地質(zhì)條件等因素而定,一般需要進行詳細(xì)的地質(zhì)勘探和工程設(shè)計。明挖段的施工需要嚴(yán)格控制土方開挖和支護工作的質(zhì)量和進度,以確保地鐵隧道的安全和可靠性。
在地鐵工程施工中,我們常見的方法有明挖法、暗挖法、蓋挖法三種方法,今天我們就單單介紹最為常見的明挖法,本次內(nèi)容將分為五個部分:明挖法的概述,圍護結(jié)構(gòu)施工,土方開挖及支撐體系施工,防水施工,主體結(jié)構(gòu)施工。
一、地鐵明挖施工概述
1、明挖施工概述
地鐵車站施工常用的有明挖法、蓋挖法、暗挖法三種方法,不常用的還有鋪蓋法、擴挖法等,明挖法施工最為普遍。明挖法是在一定支護體系的保護下開挖基坑,然后在基坑內(nèi)施作地下工程主體結(jié)構(gòu)的施工方法。
由于明挖法易于保證施工安全質(zhì)量、地層適應(yīng)性強、施工工期較短、造價低等優(yōu)點,近年來在國內(nèi)各城市中得到普遍應(yīng)用,北京市甚至提出了“能明則明、能盾則盾”的地鐵施工原則。
2、明挖法的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
(1)便于設(shè)計:明挖法邊坡支護結(jié)構(gòu)、支撐和錨固體系受力比較明確,便于選擇合理的設(shè)計方案和參數(shù)。
(2)便于快速施工:一般情況下,明挖法的施工場地比較開闊,工作面較多,可以組織大量人員、設(shè)備、材料、機具等進行快速施工。
(3)便于控制施工安全、質(zhì)量和進度:明挖法的施工工序和作業(yè)面大部分可以直接觀察和檢查,施工項目便于檢測,安全隱患便于發(fā)現(xiàn),安全措施便于制訂和落實,應(yīng)急搶險救援場地條件比較好,因此施工的安全、質(zhì)量和進度容易控制。
(4)在拆遷量小的情況下,工程造價較低:明挖法和礦山法、盾構(gòu)法相比,人員投人相對較少,設(shè)備相對簡單,施工效率相對較高,在拆遷量小的情況下,造價較低。
缺點:
(1)拆遷工作量大,擾民大,影響交通:在城市采用明挖法施工,一般情況下,需要拆遷建筑物、改移管線和樹木,必要時進行交通管制。
(2)受氣候、氣象條件變化影響大:在寒冷地區(qū)或大風(fēng)、大霧、雨、雪、冰凍天氣,明挖法施工比較困難,容易出現(xiàn)險情。
(3)對環(huán)境影響校大:明挖法施工帶來的噪聲、粉塵、污水、振動等對環(huán)境影響比較大。此外,由于降水作業(yè),可能引起地下水位下降、地面沉降、建筑物傾斜及地下管線破壞。
(4) 易發(fā)生基坑整體失穩(wěn)破壞:在不良地質(zhì)和復(fù)雜環(huán)境中,一旦設(shè)計或施工不當(dāng),會發(fā)生邊坡滑移或基坑整體失穩(wěn),可能造成重大人員傷亡和災(zāi)害。
3、明挖施工工藝流程
增大泥漿比重和粘度,停止除砂,停鉆進行泥漿循環(huán),補漿保證漿面高度,觀察漿面不再下降時方可鉆進。
若仍漏漿,需在漿液里加纖維素,經(jīng)過循環(huán)堵塞孔隙,使?jié)B漏漿得以控制。
若鋼護筒底口漏漿,在采用上述措施得不到控制后,將鋼護筒接長跟進。
在采用上述措施后,若漏漿得不到控制,要停機提鉆,填充粘土,放置一段時間后,再進行施鉆。
【質(zhì)量通病及防治】
一、導(dǎo)管進水
1 現(xiàn)象
a、首次灌注導(dǎo)管下口進泥漿;
b、灌注中,導(dǎo)管接頭處進水;
c、灌注中,導(dǎo)管下口涌入泥漿。
2 原因分析
(1) 首次灌注混凝土總量計算不當(dāng)
(2) 未連續(xù)灌注, 導(dǎo)管內(nèi)氣囊高壓將導(dǎo)管間封水橡皮墊擠出:接頭不嚴(yán)密, 水從接口處漏入導(dǎo)管。
(3) 測深誤判導(dǎo)管提升過量,使水進入。
3 預(yù)防及治理方法:根據(jù)原因及時處理。
二、導(dǎo)管堵管
1 現(xiàn)象
導(dǎo)管已提升很高, 底口埋入混凝土接近1 m。仍不能涌翻上來。
2 原因分析
(1) 各種原因使混凝土離析,粗骨料集中而造成導(dǎo)管堵塞。
(2) 灌注時間過長,混凝土已初凝, 增大了下落的阻力。
3 治理方法
灌注開始不久發(fā)生堵管時, 可用長桿沖、搗或用振動器振動導(dǎo)管。若無效果, 拔出導(dǎo)管及鋼筋籠, 用鉆機重新成孔, 重新灌注。若不成應(yīng)及時回填,按斷樁處理。
三、鋼筋籠在灌注混凝土?xí)r上浮
1 現(xiàn)象
鋼筋籠入孔加以固定,在灌注混凝土?xí)r,鋼筋籠向上浮移。
2 原因分析
混凝土向下灌注時, 其產(chǎn)生頂托力隨灌注時混凝土位能的大小, 灌注速度的快慢, 及混凝土的流動性變化。
3 預(yù)防措施
(1) 鋼筋骨架上端在孔口處與護筒相接固定。
(2) 灌注中, 應(yīng)放慢混凝土灌注速度,。
(3) 混凝土進入鋼筋籠一定深度后, 及時提導(dǎo)管 但注意導(dǎo)管埋入混凝土表面應(yīng)不小于2 m。
四、灌注混凝土?xí)r樁孔坍孔
1 現(xiàn)象:發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)泥漿水位忽然上升或擺動,隨即驟降并冒出氣泡,為坍孔征兆。用測錘探測與理論深度相差很多時,可確定為坍孔。
2 原因分析
(1) 灌注混凝土過程中, 孔內(nèi)外水頭高差不合理
(2) 護筒刃腳周圍漏水; 孔外堆放重物或有機械振動,使孔壁在灌注混凝土?xí)r坍孔。
(3) 導(dǎo)管卡掛鋼筋籠及堵管時,提管均易發(fā)生坍孔。
3 預(yù)防及治理方法
(1) 采取各種措施來穩(wěn)定孔內(nèi)水位及防止護筒及孔壁漏水。
(2) 用吸泥機吸出坍入孔內(nèi)的泥土保持水頭度,不再坍孔, 可繼續(xù)灌注。
(3) 如用上法處治坍孔仍不停時 或坍孔部位較深, 回填粘土, 重新鉆孔。
五、埋導(dǎo)管事故
1 現(xiàn)象
導(dǎo)管從混凝土中提升費勁,甚至拔不出,造成埋管事故。
2 原因分析
(1) 灌注過程中,由于導(dǎo)管埋入混凝土過深,一般往往大于6 m。
(2) 由于各種原因,部分混凝土初凝, 抱住導(dǎo)管。
(3) 導(dǎo)管卡掛鋼筋籠
3 治理方法
(1) 埋導(dǎo)管時, 用鏈?zhǔn)交?、千斤頂、卷揚機等設(shè)備進行試拔。
(2) 若拔不出時, 按斷樁處理。
六、樁頭澆注高度短缺
1 現(xiàn)象:已澆注的樁身混凝土, 沒有達(dá)到設(shè)計樁頂標(biāo)高再加上50cm的高度。
2 原因分析
(1) 由于探測時, 儀器不精確,測錘及吊索不標(biāo)準(zhǔn) 或?qū)⑦^稠的漿渣、坍落土層誤判為混凝土表面。
(2) 未在樁頂設(shè)計標(biāo)高值上,增加50cm的預(yù)留高度。
3 治理方法
(1) 采用準(zhǔn)確的水下混凝土表面測探,用取樣盒等容器直接取樣, 鑒定良好混凝土面的位置。
(2) 增加50cm的計算樁長。
【常見質(zhì)量問題】