基于復雜環境條件的地鐵隧道下穿燃氣管線施工工藝分析

李景惠

長春天然氣集團有限公司 吉林 長春130000

一、復雜環境條件下地鐵隧道施工情況

地鐵建設是緩解城市交通壓力的關鍵,但是由于其地形比較復雜,需要結合地鐵隧道及其環境的特點,對穿燃氣管線施工工藝中的內容進行分析,掌握其中的重點和難點。

例如某個城市地鐵1號線的地質情況是非常復雜的,隧道下的穿構筑物也比較多,在地鐵中比較常見。在對其進行施工前,需要結合該城市的軌道交通1號線火車站的特點,開展施工工作。此外,要想在此背景下,保障地鐵隧道下穿燃氣管線施工的順利進行,需要清楚該城市的鐵路股道和地形,制定完善的施工方案。

二、計算分析和安全判斷

技術人員還需要結合計算結果,制定完善的施工方案,如果大跨隧道施工中引起拱頂最大沉降為13 mm,這個時候需要控制地表的最小曲率半徑為1317 m,管線的最大附加拉應力需要為27 MPa,只有這樣才能保證計算的有效性。如果在對其最小曲率半徑小于Φ700高壓燃氣管,初步判定此管線是比較安全的,但是其安全性并不高。這就需要技術人員要嚴格控制對隧道施工中的地層豎向位移情況,需要確保Φ700高壓燃氣管運行的安全性。

此外,在地鐵隧道施工的時候,還需要采用頂部密排大管棚,對地層進行加固,及時噴砼和架設鋼隔柵,然后進行封閉初期支護。同時,在二襯施工鑿除臨的過程中,需要按照要求及時架設臨時支撐,密切監測隧道洞內水平收斂以及管線沉降等情況,從而不斷提高對地鐵隧道下穿燃氣管線監測的準確性。

三、復雜地質條件下地鐵隧道下穿燃氣管線施工工藝的重要性

最近幾年,隨著我國交通事業不斷發展,為了促進城市化建設進程,加強了對地鐵隧道下穿燃氣管線施工工藝的重視,分析地鐵網絡的結構。尤其是在對地鐵建設中的問題進行分析時,發現地鐵施工一般都是在地表下進行的,所以施工質量非常容易受到地質條件的影響,復雜和獨特的地質條件會導致地鐵隧道施工不能順利進行。

因此,需要對穿燃氣管線施工工藝的特點進行分析,加強此工藝在具體施工的有效應用。如,在某個城市地鐵9號線進行建設時,提前對周圍的地下管線的分布情況進行了分析,發現數量非常多,并且結構復雜,周圍有小學、大廈和家園等多棟建筑物,地下的給水管和燃氣鋼管也會對施工帶來不利影響。因此,相關的建筑施工單位需要對復雜地質條件進行分析,優化地鐵的施工方案。

四、分析地鐵大截面的暗挖施工內容和難點

(一)地鐵暗挖內容。在我國建筑施工水平不斷提高的背景下,各項先進的施工技術和方式在地鐵隧道施工中得到了有效應用,雙側壁導坑法可以說是以“新奧法”為基礎的主要施工方式,在其原理出發,采用錨噴初期支護技術,不斷減少施工過程中的沉降問題。

平交段的暗挖大截面在施工的過程中,主要分為了六個小導洞對其進行施工。在此過程中,每個小導洞都可以單獨開挖,然后形成環狀,所以在施工環節,需要積極采用掛網噴錨的支護技術,讓土層表面變得更加嚴密,從而不斷完善地鐵隧道施工方案[2]。

(二)施工中的風險難點

1.為了提高地鐵隧道施工質量,在對暗挖大截面進行開挖時,需要對其自身過程中的風險進行分析,加強對支護施工過程中的風險管控。例如,在某地區的項目工程進行分析時,需要對地鐵隧道區域的覆土層厚度進行控制,主要將其控制在7.68m 到8.86m,對結構截面進行具體劃分,可以采用雙側壁導坑法對其進行施工。

2.地鐵隧道施工過程中存在環境風險,需要對區間隧道進行平行下穿,對500中壓燃氣管進行控制,優化結構,將其距離燃氣管管底耦控制為3.810m。因此,為了避免高壓燃氣管道特殊性對施工工程的影響,需要加強對施工風險的控制。因此在具體的施工過程中,需要對特殊地層的地質結構進行分析,其屬于細分砂層,但是由于細分砂石的降水效果并不強,這會導致工程的施工難度不斷提高。如果不積極采取科學的支護方式對其進行支護,會導致在具體的施工中出現隧道局部坍塌的情況。

因此,為了有效降低燃氣管線在這地鐵下通過的風險,在實踐中,施工人員還需要結合項目的實際情況,對施工風險和難點進行分析,優化支護方案,加強對超前地質的探測程度,對地質的情況進行準確探測,然后在超前支護上,進行封閉處理。在對強層間水進行疏導注漿的時候,需要進行止水填充,目的為了讓無水作業得到保障。

在對導洞進行開挖的時候,需要加強對拱腳的質量控制,主要目的是為了避免由于土層含水量過大,所導致拱腳承載能力出現問題,積極做好加固處理工作。此外,還需要對開挖步距進行嚴格控制,按照具體施工情況及時跟進注漿,將拱頂沉降和的地面沉降控制到預警值之內,進而不斷降低施工風險。

五、復雜地質條件下地鐵隧道施工的要點

(一)盾構施工技術。復雜環境下的地表土壤會產生非常大的壓力,這些壓力會對地鐵隧道下穿燃氣管線施工工藝造成比較嚴重的影響,盾構施工技術在此過程中的有效應用,能夠將其支撐住,優化地層中的鋼筒架構。因此,在盾構施工后,地鐵的施工就會變得更加安全,提高其結構的穩定性。在實際的施工中,會遇到一些含沙量高的土質,如果不應用盾構技術對其進行處理,就會對地鐵隧道施工的穩定性帶來非常嚴重的影響。

(二)淺埋暗挖施工技術。在復雜地質條件下進行地鐵施工的時候,除了上述技術,還可以對淺埋暗挖技術進行合理應用,效果是非常突出。如果在土質不堅實的基礎下,地鐵隧道的直徑和深埋差別不大的話,就需要應用淺埋暗挖技術,對其地質進行處理。同時,淺埋暗挖技術可以在保證土壤穩定性的基礎上,發揮支撐防護的作用效果,然后形成一個開槽施工的狀態。此外,淺埋暗挖技術還具有比較強的應力監測能力,這個時候施工人員就可以應用劈裂注漿的方法,進一步提高施工的效果。

(三)管片生產技術。為了保證地鐵隧道下穿燃氣管線施工工作的順利進行,需要對管片質量進行控制,施工人員在開展相關地鐵隧道建設工程前,要加大對管片的處理和控制,積極采取高質量的管片,在管片的生產方案入手,嚴格控制生產管片中所應用的材料,加強對脫模技術和混凝土配合比技術的有效應用,不斷優化管片生產的工序[3]。

首先,施工單位需要審查管片生產商的具體資質,一定要確保管片生產商的生產資質合格,并且還要對管片生產工作人員進行定期的專業培訓。其次,在對管片原材料質量進行全面檢測的過程中,要及時發現質量不合格的原材料,不能將其投入到管片生產中,要對其進行相關處理。此外,在管片入場前還需要取樣檢測,對其質量進行驗證,保證抽樣檢測結果的有效性。

(四)礦山法施工技術。由于地鐵隧道的結構比較復雜,除了具有土質松散外,其中的巖石地質也是非常常見的。如果在此背景下,對地鐵隧道進行開挖,其效果并不是十分明顯。因此,在開展地鐵隧道施工環境時,需要對地質條件進行整合,對其特點進行綜合性考量,需要在條件允許的范圍內,合理應用利用鉆爆施工技術,對巖石的地址進行科學開挖,主要目的是完成噴錨支護的建設。

此外,在具體的施工中,還需要合理應用管棚以及鋼架,按照相關計劃進行鉆爆,然后需要按照施工方案,對開挖出來的土方進行運輸,最后才能進行噴錨支護施工。

六、地鐵隧道下穿燃氣管線施工措施

(一)控制施工風險。復雜環境下的地鐵隧道施工,會出現燃氣管線等多種問題,施工質量也會不斷下降,出現環境風險。因此,為了避免施工風險對地鐵隧道下穿燃氣管線施工工藝的影響,需要合理應用超前地質勘探技術,提前對施工中的地質情況進行勘探,結合地質的具體情況,制定施工措施,預防其他風險問題的發生[4]。

同時,還需要積極做好施工支護工作,開挖時要保證封閉的快速性,注意對墻層間水的有效疏導,應用注漿止水進行填充,然后加強對導洞的開挖,在此過程中需要對拱腳質量進行有效控制,主要目的是預防含水量較大,所引發的承載力弱化,降地面建筑物沉降發生的幾率。

因此,在進行地鐵隧道施工中,需要合理應用下穿燃氣管線施工工藝,提前做好探查工作,然后結合具體的施工情況,對隧道空洞等內容進行加固處理,并且還需要嚴格遵守施工中的規章制度,提前對施工中的風險進行分,避免在開挖的過程中出現其他風險問題。因此,施工人員需要嚴格控制開挖的距離,把握“注漿量和注漿的壓力”,將地面沉降控制到可操作的范圍內,如果其超出了預警范圍,需要停止施工,積極采取預警處置,預防坍塌事故的發生。

此外,在進行開挖時,還需要嚴格編制專項施工方案,應用施工監測量控技術,提前分析燃氣管線分布情況,應用安全應急保障措施,對各種施工的測項目進行檢測,準確探明其地下的管線,對地鐵隧道中的所有設施進行綜合性監測,加強信息反饋,進而為地鐵隧道施工的安全進行提供保障。

(二)加強對雙側壁導坑法的應用。由于地鐵隧道的燃氣管線結構復雜,要想保證施工質量,需要對各個小型導洞進行開挖,然后進行支護,一個要按照相關要求積極做好支護工作,提前進行 勘察工作,讓導洞內進行分臺階開挖,并且還需要在上部各導洞的各層臺階進行能拱腳處設定,安裝32鎖腳錨管,最后需要按照設計要求對其進行注漿加固。此外,各導洞在開挖的過程中,需要嚴格控制導洞間之間的距離,讓其在開挖的過程中,能夠避免導洞貫通,提高其結構的穩定性[5]。

因此,施工人員為了保證導洞有序性,需要將導洞錯開15 m 到25 m,并且每個導洞也需要自行封閉成環狀,其同側導洞前后的距離需要錯開,主要為5m 到7 m。同時,在進行后續開挖時,需要控制下側導洞與上側導洞前后之間錯開20 m 到35 m,只有這樣才能提高地鐵隧道的穩定性,加強對下穿燃氣管線施工工藝的有效應用。這就需要施工人員在開挖的時候,需要預先埋下背后的回填注漿管,優化施工環節,當其完成5 m 到7 m 時,要進行一次回填注漿,加強對的注漿壓力和注漿量的控制,然后結合具體的施工需,保障注漿過程中的有效性,避免管線和其他設備出現沉降變化問題。

(三)加強巖溶處理。為了避免復雜環境對地鐵隧道的影響,更有效地優化穿燃氣管線施工流程,在對拱部充填溶洞時,需要進行管棚超前預支護,然后才能進行開挖工作。在對小型溶蝕空腔進行處理時,需要結合溶洞規模和形態,制定完善的處理方案。在一般情況下,隧底的溶洞要結合水文條件,進行回填,不然就要采用梁和樁基措施進行跨越,在此原則上,進行混凝土回填處理[6]。

在對大型溶洞進行處理時,需要結合具體情況,制定專項的處理方案,要在隧道內封堵溶洞預留泵管后,要進行泵送混凝土的回填。同時,在對溶洞填充物和溶洞圍巖進行處理前,需要對施工現場情況進行提前分析,提前預測涌水量,合理設計抽排系統,然后配足抽排水機具,整合地勘資料,對巖溶管道和裂隙水發育進行分析,及時發現局部出水點,然后在此基礎上采用深孔注漿,對其進行封堵,結合地鐵隧道的具體發育形態,大型巖溶管道進行有效處理,從而不斷提高地鐵隧道的整體質量,優化燃氣管線施工流程。

結束語

綜上所述,由于地鐵隧道施工環境復雜,在施工中存在很多管線,這就需要施工人員提前應用雙側壁導坑法和超前地質勘探技術優化下穿燃氣管線施工工藝,加強對環境風險的控制,從而進一步提高地鐵隧道施工質量。