縱觀近幾年的隧道工程建設(shè),可以說,目前,隧道修建技術(shù)在許多方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。設(shè)計、施工都有了長足的進(jìn)步,一些新材料、新設(shè)備涌現(xiàn),青藏鐵路建設(shè)的完工、武漢長江隧道的貫通……隨著城市地下工程的建設(shè)、高速公路的發(fā)展,高原凍土地下工程施工技術(shù)、水下的地下工程施工技術(shù)得到了大力發(fā)展。
提到隧道施工不得不說新奧法?,F(xiàn)在我們的隧道工程建筑水平能夠進(jìn)入世界先進(jìn)行列,其中一個重要的因素就是得力于新奧法的推廣和使用。較之傳統(tǒng)的礦山法,它的優(yōu)勢是明顯的:它所提倡的以噴射混凝土為代表的柔性支護(hù)可以達(dá)到及早封閉巖面和調(diào)整圍巖應(yīng)力的效果;適時施作二次襯砌可以節(jié)約原材料、縮小開挖面;所主張的信息化設(shè)計、施工理論和現(xiàn)場監(jiān)測控制把隧道工程推向了更高的層次。
隧道爆破技術(shù)改善“老、大、難”
由于隧道掘進(jìn)鉆爆法施工具有經(jīng)濟、高效、對地質(zhì)適應(yīng)能力強的明顯優(yōu)勢,所以至今它仍是隧道掘進(jìn)施工中最重要、最常用的技術(shù)手段。在我國已建成的各類隧道、隧洞約萬座,其中90%以上是用隧道爆破的方法完成掘進(jìn)施工的。目前使用高性能的抗水炸藥及差段起爆技術(shù)使得隧道底部爆破“老、大、難”的狀況有了根本性的改變,開挖循環(huán)進(jìn)尺加大,施工進(jìn)度明顯提高,安全狀況有了較大的改善。隧道爆破作業(yè)對施工人員和環(huán)境的影響有所改進(jìn),開挖超、欠控制達(dá)到了相當(dāng)高的水平。
地鐵施工涌現(xiàn)多項新工藝
近幾年,大規(guī)模的城市地鐵建設(shè)勢如破竹。這類工程建設(shè)往往規(guī)模大、施工環(huán)境惡劣,技術(shù)復(fù)雜。一些施工新工藝解決了所遇到的難題。地鐵建設(shè)不可避免遇到樁基托換工程。深圳地鐵百貨廣場就采用了大軸力樁基托換技術(shù),豐富了這類工程的實踐。
再比如暗挖法施工。由于地鐵所經(jīng)過的地段有些是繁華的商業(yè)區(qū),有些受地下管線保護(hù)、古文物保護(hù)等影響,明挖地鐵車站受到限制,只能采用暗挖法施工。北京地鐵5號線磁器口站、天壇東門站、崇文門站工程,采用三拱兩柱暗挖車站中洞綜合配套施工技術(shù),保證了工程質(zhì)量和安全,按期完成了施工任務(wù)。這種技術(shù)適用于圍巖自穩(wěn)能力較差的地鐵大跨雙層暗挖車站及多連拱等地下停車場、大跨公路、鐵路隧道。
凍結(jié)法得到了新應(yīng)用
青藏鐵路格爾木至拉薩段全長1100千米,穿越世界海拔最高、施工條件惡劣、有世界屋脊之稱的青藏高原。于高海拔多年凍土區(qū)修建鐵路在世界上為第一次,沒有成熟的施工經(jīng)驗,技術(shù)含量高。高原多年凍土隧道工程施工的核心在于盡量減少氣溫升高對凍土的影響,避免凍土融化壓縮下沉和凍脹力造成施工災(zāi)害和運營隱患。為了避免隧道施工中熱融沉陷,施工的關(guān)鍵在于做好保溫措施。
據(jù)了解,青藏鐵路風(fēng)火山多年凍土隧道全長1338米,是世界上海拔最高的凍土隧道,凍土層厚達(dá)100至150米,洞身全部位于凍土之中。施工過程充分把握凍土的工程性質(zhì),采用了注漿管棚、注漿錨桿、洞內(nèi)光面爆破等開挖技術(shù)并綜合運用粗顆粒土換填明洞覆蓋層,全長、全斷面設(shè)置多重保溫層,并采用保溫、控溫、供養(yǎng)、噴射混凝土、信息監(jiān)控等多項技術(shù),盡量縮小凍土融化圈,使凍土隧道重建新的熱量平衡系統(tǒng),滿足了安全、優(yōu)質(zhì)、高效的建設(shè)要求。
地下隧道之間的連接通道凍結(jié)法施工,是利用人工制冷技術(shù),使地層中的水變冰,把天然土變成凍土,增加其強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道施工的一種特殊施工方法。
上海市大連路越江隧道工程由東、西兩條隧道組成。兩條隧道之間設(shè)有連接通道,位于黃浦江底下,相距約400米,兩條連接通道所處地層為砂質(zhì)粉土和黏質(zhì)粉土,滲透系數(shù)大、承壓水頭高,為滿足通道的施工安全,工程采用凍結(jié)法施工。實踐表明,連接通道凍結(jié)施工技術(shù)具有凍結(jié)速度快、凍土強度高、帷幕均勻性好、抗?jié)B漏性能好、與隧道管片結(jié)合嚴(yán)密、施工安全可靠的優(yōu)點。對于長距離、大深度、高承壓水條件下的江底連接通道的施工,安全可靠性能得到保證。
總結(jié)近年來的隧道工程情況,可以看出,隧道施工有了長足的進(jìn)步——更快速、更節(jié)約也更安全。未來,需要建立各主要地區(qū)和城市地下空間開發(fā)利用信息數(shù)據(jù)庫,加強技術(shù)立法,建立和完善各類地下工程設(shè)施的抗震、防火、防災(zāi)等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)新施工機具,采取先進(jìn)的施工工藝,減少施工風(fēng)險,降低工程造價,試與國際先進(jìn)比肩。
提到隧道施工不得不說新奧法?,F(xiàn)在我們的隧道工程建筑水平能夠進(jìn)入世界先進(jìn)行列,其中一個重要的因素就是得力于新奧法的推廣和使用。較之傳統(tǒng)的礦山法,它的優(yōu)勢是明顯的:它所提倡的以噴射混凝土為代表的柔性支護(hù)可以達(dá)到及早封閉巖面和調(diào)整圍巖應(yīng)力的效果;適時施作二次襯砌可以節(jié)約原材料、縮小開挖面;所主張的信息化設(shè)計、施工理論和現(xiàn)場監(jiān)測控制把隧道工程推向了更高的層次。
隧道爆破技術(shù)改善“老、大、難”
由于隧道掘進(jìn)鉆爆法施工具有經(jīng)濟、高效、對地質(zhì)適應(yīng)能力強的明顯優(yōu)勢,所以至今它仍是隧道掘進(jìn)施工中最重要、最常用的技術(shù)手段。在我國已建成的各類隧道、隧洞約萬座,其中90%以上是用隧道爆破的方法完成掘進(jìn)施工的。目前使用高性能的抗水炸藥及差段起爆技術(shù)使得隧道底部爆破“老、大、難”的狀況有了根本性的改變,開挖循環(huán)進(jìn)尺加大,施工進(jìn)度明顯提高,安全狀況有了較大的改善。隧道爆破作業(yè)對施工人員和環(huán)境的影響有所改進(jìn),開挖超、欠控制達(dá)到了相當(dāng)高的水平。
地鐵施工涌現(xiàn)多項新工藝
近幾年,大規(guī)模的城市地鐵建設(shè)勢如破竹。這類工程建設(shè)往往規(guī)模大、施工環(huán)境惡劣,技術(shù)復(fù)雜。一些施工新工藝解決了所遇到的難題。地鐵建設(shè)不可避免遇到樁基托換工程。深圳地鐵百貨廣場就采用了大軸力樁基托換技術(shù),豐富了這類工程的實踐。
再比如暗挖法施工。由于地鐵所經(jīng)過的地段有些是繁華的商業(yè)區(qū),有些受地下管線保護(hù)、古文物保護(hù)等影響,明挖地鐵車站受到限制,只能采用暗挖法施工。北京地鐵5號線磁器口站、天壇東門站、崇文門站工程,采用三拱兩柱暗挖車站中洞綜合配套施工技術(shù),保證了工程質(zhì)量和安全,按期完成了施工任務(wù)。這種技術(shù)適用于圍巖自穩(wěn)能力較差的地鐵大跨雙層暗挖車站及多連拱等地下停車場、大跨公路、鐵路隧道。
凍結(jié)法得到了新應(yīng)用
青藏鐵路格爾木至拉薩段全長1100千米,穿越世界海拔最高、施工條件惡劣、有世界屋脊之稱的青藏高原。于高海拔多年凍土區(qū)修建鐵路在世界上為第一次,沒有成熟的施工經(jīng)驗,技術(shù)含量高。高原多年凍土隧道工程施工的核心在于盡量減少氣溫升高對凍土的影響,避免凍土融化壓縮下沉和凍脹力造成施工災(zāi)害和運營隱患。為了避免隧道施工中熱融沉陷,施工的關(guān)鍵在于做好保溫措施。
據(jù)了解,青藏鐵路風(fēng)火山多年凍土隧道全長1338米,是世界上海拔最高的凍土隧道,凍土層厚達(dá)100至150米,洞身全部位于凍土之中。施工過程充分把握凍土的工程性質(zhì),采用了注漿管棚、注漿錨桿、洞內(nèi)光面爆破等開挖技術(shù)并綜合運用粗顆粒土換填明洞覆蓋層,全長、全斷面設(shè)置多重保溫層,并采用保溫、控溫、供養(yǎng)、噴射混凝土、信息監(jiān)控等多項技術(shù),盡量縮小凍土融化圈,使凍土隧道重建新的熱量平衡系統(tǒng),滿足了安全、優(yōu)質(zhì)、高效的建設(shè)要求。
地下隧道之間的連接通道凍結(jié)法施工,是利用人工制冷技術(shù),使地層中的水變冰,把天然土變成凍土,增加其強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道施工的一種特殊施工方法。
上海市大連路越江隧道工程由東、西兩條隧道組成。兩條隧道之間設(shè)有連接通道,位于黃浦江底下,相距約400米,兩條連接通道所處地層為砂質(zhì)粉土和黏質(zhì)粉土,滲透系數(shù)大、承壓水頭高,為滿足通道的施工安全,工程采用凍結(jié)法施工。實踐表明,連接通道凍結(jié)施工技術(shù)具有凍結(jié)速度快、凍土強度高、帷幕均勻性好、抗?jié)B漏性能好、與隧道管片結(jié)合嚴(yán)密、施工安全可靠的優(yōu)點。對于長距離、大深度、高承壓水條件下的江底連接通道的施工,安全可靠性能得到保證。
總結(jié)近年來的隧道工程情況,可以看出,隧道施工有了長足的進(jìn)步——更快速、更節(jié)約也更安全。未來,需要建立各主要地區(qū)和城市地下空間開發(fā)利用信息數(shù)據(jù)庫,加強技術(shù)立法,建立和完善各類地下工程設(shè)施的抗震、防火、防災(zāi)等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)新施工機具,采取先進(jìn)的施工工藝,減少施工風(fēng)險,降低工程造價,試與國際先進(jìn)比肩。