(3)通过试验段来指导设计和施工
如果工程场地周围环境及隧道所处地段地质非常复杂,在做出结构设计、施工方案、试验及量测计划设计后,往往需要选取地质条件及结构情况有代表性的一段工程作为试验段,先期开工。施工过程中,对引起的地中及地面沉陷变形、支护结构及围岩应力状态、地面环境受影响程度等情况进行观察、量测、分析和研究。根据试验段施工中所取得数据,还可以用反分析法获得更多更符合实际的围岩力学参数,并在此基础上进行力学分析计算。
通过对试验段施工的研究分析,对整体施工方案进行优化设计,对量测数据管理标准进行验证。
1.1.2 施工原则
(1)根据地层情况、地面建筑物特点及机械配备情况,选择对地层扰动小、经济、快速的开挖方法。若断面大或地层较差;可采用经济合理的辅助工法和相应的分部正台阶开挖法;若断面小或地层较好,可用全断面开挖法。
(2)应重视辅助工法的选择,当地层较差、开挖面不能自稳时,采取辅助施工措施后,仍应优先采用大断面开挖法。
(3)应选择能适应不同地层和不同断面的开挖、通风、喷锚、装运、防水、二次模筑衬砌作业的配套机具,使施工程序化,为快速施工创造条件。设备投入量一般不少于工程造价的10%,否则难以满足工程质量和进度的要求。
(4)现场施工过程中的监控量测与反馈在浅埋暗挖法施工中非常重要,必须在施工组织设计中作为重要的工序进行规划和实施。必须采用先进的量测设备、方法和相应的处理量测资料的软件。
(5)工序安排要突出及时性,尤其在开挖后要认真做到及时喷射混凝土、及时量测、及时反馈、及时修正。地层较差时,应严格执行“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针。
(6)提高职工素质,组织综合工班进行作业,以提高施工质量和速度。当前,许多施工队伍严重缺乏管理,施工质量差,极易造成塌方和大幅度沉降。
(7)在施工过程中,开挖、喷锚、装渣运输等工序将产生大量粉尘、噪音和有害气体,应加强通风、防尘措施及管理,并指定专人负责,做到文明施工,在洞内外都要处理好施工、人员、环境三者的关系。
(8)应采用网络技术进行工序时间调整,进行进度管理、安全技术组织措施管理、机械配套和维修管理、监控量测与反馈管理、质量检验管理、材料消耗管理、环境工程管理等,应配套容量较大的微机进行存储和分析。
1.2 水文与工程地质条件
1.2.1 地形地貌条件
合肥市是安徽省省会,位于安徽省中东部、江淮丘陵中部,江淮分水岭南侧,属江淮丘陵的一部分,区内地形呈微波状起伏,最大高差在40米左右。西部大蜀山孤峰突起,为本区的最高点,海拔高程282m。区内由于南淝河以及自北向南来汇的两条南淝河支流-四里河、板桥河长期的流水侵蚀-堆积作用,本区河流地貌特征明显,以河谷为中心向两侧延展。
合肥市地貌类型划分为如表1.2所示。
表1.2 合肥地区地貌类型划分
地貌类型
划分标志
海拔高度(m)
坡度
物质组成及形态特征
构造剥蚀地貌
锥状火山丘
20-50
50°-25°
主要由次火山岩、熔岩、火山碎屑组成,为孤立锥状火山体,山麓残坡积体
侵蚀堆积地貌
二级阶地
18-40
<10°-15°
主要由上更新统褐黄色粘土组成,阶面有起伏,其上坳沟发育,坳沟内为全新统粉质粘土组成
堆积地貌
一级阶地
12-18
<5°
由全新统灰黄色粘土、粉质粘土、粉土夹砂组成,阶面平坦,前缘陡坎明显
河漫滩
9-14
<5°
土要由灰褐色粉土、淤泥组成
人工地貌
15-35
<10°-20°
主要为人工堆积的粘性素填土,沿环城路及护城河分布,旱环状垄岗地形
1.2.2 地层
合肥市位于合肥断陷东缘中部,属华北地层区淮河地层分区。区内地层发育不全。基底仅见早元古代双山组,盖层为侏罗纪-第四纪地层。区内主要地层包括:早元古代地层、中生代地层、新生代地层、第四纪地层。
1.2.3 水文地质条件
合肥市属于中、新生界分布的波状平原区,地表分布着以粘性土为主的第四系松散沉积物,其下为侏罗系-第三系的红色碎屑岩类。第四系松散岩类所组成的冲积平原为现代河流所控制,地下水主要赋存于河漫滩相和河床相粉土夹透镜状砂层孔隙中,泥质胶结,其透水性和富水性差,地下水主要赋存于红层粗碎屑岩段、富钙层位的裂隙、断裂破碎带以及风化带中。
合肥地区为贫水区,地下水主要富存于新生界第四系、上第三系、下第三系松散岩类,中生界白垩系、侏罗系碎屑岩类及下元古界肥东群碳酸盐岩中。第四系分布广泛,覆盖于碎屑岩之上,含孔隙潜水和微承压水。由于中生代和新生代碎屑岩厚度大,局部结构松散,节理、裂隙发育。其富水程度受岩性、结构构造、胶结类型、胶结程度和裂隙发育程度以及断层构造等影响。在断层破碎带、构造裂隙发育地段,形成局部富水带。碳酸盐岩主要分布在区域东部及东南部低山、丘陵地带,其富水性主要受岩性、构造及岩溶发育程度等因素控制。
1.2.4 地层土体工程地质条件
合肥地区位于江淮之间,中生代断陷盆地所构成的内陆相红层的东南部,因此下伏基岩以粉细砂岩为主,第四纪晚更新世以来除古河道沉积了粘性土、少量砂类土之外,还堆积了大面积的冲洪积粘性土,之后,由于南淝河及其支流四里河、板桥河等的作用,又沉积了一套粘土类土和砂类土。
1.3 技术可行性分析
浅埋暗挖法作为城区地下隧道施工方法时,适用于不宜采用明挖施工且含水量较小的各种地层,尤其适用在都市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布且对地表沉降要求严格情况下修建地下工程;对于含水量较大的松软地层采取堵水或降水措施后也能适用。目前,采用浅埋暗挖法修建城市地铁主要受到地质条件、结构断面、地形条件等因素的影响。 特别是城市地铁采用浅埋暗挖法基本是在无水条件下施工,通常情况下,城市地下水位一般较高,水的影响往往是浅埋暗挖法施工成败的关键,而大深度、大范围降水可能会对周围环境造成破坏 (如导致地面沉陷、 地下水流失等),而且也是造价偏高的一个原因。
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