市政隧道设计

2024-08-22

市政隧道设计（精选4篇）

市政隧道设计篇1

城市地下空间作为新型国土资源日益受到全世界各国的重视。地下空间的开发利用已成为医治“城市综合症”、解决城市人口、资源、环境三大危机以及保持城市可持续发展的重要途径之一。近年来, 我国城市化水平发展较快, 城市基础设施建设投入很大。为缓解快速发展的城市交通机动化所带来的“行路难”问题, 几乎各大城市都在下大力气开发和利用地下空间。为尽量避免兴建基础设施对正在运营的城市交通条件产生过大的影响, 地下暗挖工程越来越多, 市政工程中的大跨浅埋和超浅埋隧道工程不断涌现[1]。越来越苛刻的城市环境限制条件, 给市政浅埋隧道工程的设计和施工提出了更高的要求。由于浅埋隧道在结构受力和环境影响程度以及控制条件和标准上与深埋隧道具有很大的差别, 不能照搬照抄已有较多工程经验积累的公路或铁路深埋隧道经验, 必须对浅埋隧道的特征有清晰的认识, 才能科学地组织市政浅埋隧道工程的建设。本文针对市政浅埋隧道的界定和特点出发, 对其如何开展设计和施工进行探讨。

1 浅埋隧道的界定

在隧道的设计与施工建设中, 根据工程特点和埋深的大小分为深埋、浅埋和超浅埋隧道等。埋深深度不同, 隧道的设计和施工方法也会有很大区别[2]。深埋与浅埋之分, 并非单纯指隧道顶至地表的地层厚度而言, 还应结合上覆岩层的水文地质与工程地质特征, 围岩松散、风化、破碎、断层影响的程度与结构强度以及地下水和围岩力学变形特征等因素进行综合判定[3]。要严格准确的给出深埋、浅埋和超浅埋隧道的分界一般是比较困难的, 通常采取以下几种方法界定[4]。

(1) 根据工程设计经验界定。

由于我国在铁路隧道方面的工程实例较多, 实践经验丰富, 对于铁路单线和双线隧道, 深埋与浅埋隧道分界以2.5倍塌方高度确定。当地面水平或接近水平, 且隧道覆盖层厚度小于表1情况时, 可按浅埋隧道设计。

(2) 以不对地面产生影响为限界定。

以不对地面产生影响为原则进行隧道深埋和浅埋的划分, 具体做法是按压力拱高h和地表宽度影响系数ω大小来确定, 见表2所示。

其中, 压力拱高h由式 (1) 计算, 即:

式中, f为岩土坚实系数;b为压力拱跨度之半;a为开挖断面高度;ϕ为摩擦角。

地表宽度影响系数ω可参照下式确定:

式中, ω为宽度影响系数;B为隧道开挖宽度;i为系数, 当B<5m时, i取0.2, 当B>5 m时, i取0.1。

(3) 根据塌方统计平均高度界定。

以埋深等于坍方统计平均高度的2倍作为分界参考标准。根据文献[5], 深埋与浅埋隧道的分界标准见表3。

(4) 依据荷载等效高度界定。

以荷载等效高度判断深埋与浅埋隧道的判定式为:

式中, Hp为深埋与浅埋隧道分界深度;hp为荷载等效高度, hp=q/γ;q为深埋隧道垂直均布压力, KN/m2, q=0.45×2J-1γω;J为围岩级别。

若洞顶覆盖层厚度大于时, 为深埋隧道, 否则为浅埋隧道。若隧道施工按照矿山法施工, 采取钻爆法施工的隧道, Ⅳ~Ⅵ级围岩, Ⅰ~Ⅲ级围岩。

2 超浅埋隧道的界定

城市的市政工程建设中经常遇到超浅埋隧道。目前, 针对超浅埋与浅埋隧道划分而言, 尚无严密的界定方法, 通常借助以下方法判定[6]。

(1) 覆跨比判别法。覆土层厚度H与隧道跨度B (隧道断面直径) 之比, 当H/B≤0.4为超浅埋隧道, H/B>0.4为浅埋隧道。

(2) 覆盖层整体下沉时, 即隧道洞内拱顶变位值≤地表沉降值时, 可视为超浅埋隧道。

(3) 若隧道结构顶部进入地面以下5 m范围的管道层中时, 统称超浅埋。

(4) 在具备试验条件下, 可用实测压力P与垂直土柱重量γh之比来确定。但P/γh≤0.4为深埋隧道, 0.4<P/γh≤0.6为浅埋隧道, P/γh>0.6为超浅埋隧道。超浅埋隧道在初期支护作用下, 围岩塑性区一般可达到地面, 覆盖层易发生整体位移下沉。

3 超浅埋隧道的工程特点

对浅埋隧道工程而言, 其显著的特点就是埋深浅, 因开挖施工扰动而引起的地层运移明显, 对浅埋地下管线、地表建 (构) 筑物及周边环境会造成很大的影响或破坏。所以, 浅埋隧道的设计与施工技术均有很高的要求。浅埋暗挖技术被证明是浅埋与超浅埋隧道施工的较佳选择, 已在全国范围内得到了普遍推广[7]。该法是在山岭隧道硬岩新奥法施工经验基础上, 结合地质与水文地质状况而建立的隧道施工技术。它利用新奥法的基本原理, 采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系, 初期支护进行承载设计, 二次模筑衬砌作为安全储备, 初衬与二次衬砌共同承担特殊荷载的设计理念。

信息化施工是浅埋与超浅埋隧道工程中必不可少的重要环节。监控量测是隧道信息化施工的基础, 是检验设计参数、评价施工方法合理性, 动态跟踪围岩和支护结构稳定性、确保施工安全、修订和指导施工工艺、进行科学信息化施工管理的重要手段。浅埋暗挖隧道的施工根据不同隧道各自特征, 采用不同的开挖及支护方式, 并配合监控量测, 形成一套完整的信息反馈、设计与施工体系。

4 浅埋隧道设计方法

对于不同埋深的隧道, 通常按不同的方法进行设计计算:深埋隧道按塌落拱荷载计算, 浅埋隧道按松散荷载计算, 超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。超浅埋隧道由于埋深浅, 不能有效形成承载拱, 施工不当会引起很大的附加荷载, 容易坍塌或产生很大的地面下沉。因此, 超浅埋隧道的设计应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则, 着重从超前预支护加固方法和衬砌结构设计两个方面入手[8]。

超前预支护设计应结合隧洞上覆土层厚度和围岩条件, 采取长管棚、小导管注浆加固, 当具备条件时也可采取隧道拱顶地表预加固处理措施。超浅埋隧道一般应采用大刚度管棚, 管棚内压注水泥浆或化学浆液, 改良地层, 形成一定厚度的加固带, 构成有效的伞状保护壳, 然后在其保护下开挖隧道。超前预支护通常采取工程类比法进行设计。

隧道衬砌结构的设计, 一般先根据规范方法确定隧洞所受围压压力, 将衬砌结构离散为连杆单元, 用在节点设置双向弹簧的方法模拟地层反力, 借助有限元方法试算后, 将产生拉力的土弹簧删除, 再次试算, 直至所有弹簧全部受压。隧道初衬和二衬之间用连杆单元模拟二者之间的荷载传递与分担关系, 分担比取值依据经验确定。通过模拟计算各个施工阶段, 确定出最不利工况, 并以此为依据确定支护结构参数。

前述设计主要从隧道稳定性角度进行的初步设计, 而对于隧道围岩变形则难以定量考虑, 需要在确定隧道施工方法后, 根据现场实测反馈信息, 再开展进一步的支护参数和施工参数优化设计, 以使隧道的设计与施工达到最优状态。

5 浅埋隧道施工技术

实践已证明:不同的开挖方法和开挖顺序对地面沉降有很大影响, 隧道施工方法的确定应结合超浅埋隧道的变形与受力特点, 选择有利于控制沉降的方式。浅埋隧道开挖常用的方法有台阶法、中隔壁法 (CD法) 、交叉中隔墙法 (CRD法) 、双侧壁导洞法 (眼镜工法) 等[9]。不同施工方法的适用条件及特点如表4所示。

从国内外现有的工程实践和实验研究来看, 若基于经济性和工期考虑, 其工法优选顺序为:正台阶法、CD工法、CRD工法、眼镜工法;若从安全性和环境影响角度考虑, 其优选顺序则正好相反。工程实践中, 应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性六个方面综合考虑, 选择合适的施工方法[10]。

6 结语

浅埋与超浅埋隧道工程在城市市政工程建设中越来越多。而以往的实践中, 工程实例和工程经验积累较多的是公路、铁路以及水利水电等行业的深埋隧道工程。随着对隧道工程空间跨度和环境影响限度的要求增高, 浅埋与超浅埋隧道所具备的与深埋隧道不同的特征应逐渐被清晰的认识, 并在其设计和施工中得以体现。

(1) 浅埋、深埋和超浅埋隧道的变形和受力各不相同, 应首先界定隧道工程的属性才能进行合理的设计, 虽有一些常用的经验性分类方法, 但其理论并不严密。

(2) 浅埋大跨隧道应根据施工过程进行多工况计算, 由最不利工况确定隧道支护参数。同时, 施工信息反馈是浅埋与超浅埋隧道工程中, 进行设计优化的必不可少环节。

(3) 浅埋暗挖是浅埋与超浅埋隧道工程普遍适宜的施工方法。浅埋暗挖有多种工法, 应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素, 从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性等方面综合考虑, 选择最合适的施工方法。

摘要：城市地下空间的开发利用, 使得市政工程建设中浅埋和超浅埋暗挖隧道工程越来越普遍。浅埋隧道相比深埋隧道而言, 具有其显著的不同。因其埋深浅, 不能有效形成承载拱, 容易坍塌, 对市政地下管线、地表建 (构) 筑物及周边环境会造成很大的影响或破坏。浅埋隧道设计应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则, 并根据不同条件选择合理的开挖方式与施工工序。信息化施工反馈优化设计是市政浅埋隧道工程建设中的不可或缺的重要环节。

关键词：浅埋隧道,超浅埋隧道,设计,施工技术

参考文献

[1]王志达.城市人行地道浅埋暗挖施工技术及其环境效应[D].杭州:浙江大学, 2009.

[2]王梦恕.浅埋暗挖法设计、施工问题新探[J].地下空间, 1992, 12 (4) :289-294.

[3]郑伟.超浅埋暗挖地下工程铺盖结构的分析与设计[D].北京:北京工业大学, 2012.

[4]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社, 2010.

[5]赵永国, 谷志文, 韩常领.浅埋、超浅埋隧道的设计与施工技术[J].公路, 2009 (10) :323-327.

[6]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社, 2004.

[7]孙飞.复杂地质条件浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降及控制技术研究[D].大连:大连大学, 2009.

[8]向钰周.浅埋隧道破坏机理及设计方法研究[D].重庆:重庆交通大学, 2012.

[9]欧敏.特大断面浅埋偏压隧道双侧壁工法关键性问题研究[D].华侨大学, 2012.

[10]钟方杰.浅析超浅埋暗挖隧道之设计与施工[J].

市政隧道桥涵施工安全问题及对策篇2

地下施工不同于路面工程,尤其是地下混凝土施工,其施工工艺复杂,施工难度也比较大,具有很大的安全隐患。安全施工,事关企业员工的生命安全和企业生存发展,也是企业实现长远发展的重要因素。深刻认识市政隧道桥涵施工所面临的安全形势,充分做好安全施工管理工作,从根本上消除各类安全隐患,避免施工安全问题的发生,是市政工程施工面临的首要问题。在市政隧道桥涵施工中,从项目开始到施工结束,都需要对可能发生的安全问题进行预测,做好安全预防措施,指定切实可行的安全施工计划和方案,并且严格按照施工计划进行, 时刻将安全问题摆在首位,最大限度的减少安全事故的发生,另外,在施工过程中,我们还需要结合所学的理论知识,不断总结和积累施工经验,切实降低施工安全风险。

2隧道安全问题及对策

现阶段,我国市政隧道工程施工中广泛采用隧道锚喷工艺,这种施工工艺具有稳定、坚固、安全、快捷和方便等特点,一经引进后就得到了迅速推广,在一些热力和电力地下工程中也有着十分广泛的运用。锚喷工艺自引进后已经有几十年的历史,因此各项施工工序都基本成型,施工技术也比较成熟,目前,市政工程中一些小型隧道通常都有二衬,初期支付就是喷锚混凝土,二衬则是现浇混凝土。

2.1初期支护施工中存在的安全问题及对策

市政工程隧道初期支护施工中存在很多的安全隐患问题,其中以漏水、中毒、塌方、触电和坠落最为常见,下面就这些问题及其预防对策逐一进行分析和讨论。

1漏水,在隧道工程施工中漏水事故经常发生,这不仅会对隧道的结构安全带来影响,也会引发漏电问题,造成极大的安全隐患。因此,在开挖过程中需要对土壤的湿度进行监测,一旦发现土质湿度变大,需要尽量减小每步开挖的长度。对于一些小面积的漏水,可以采取埋设导管的方式让水流集中并顺着排水管道流出隧道,而对于一些大面积的漏水,则需要立即停止施工并彻底排除附近的水源。在对土壤湿度进行监测时如果发现土质湿度很大,可以搭设板棚或者管棚,根据施工现场条件和土壤湿度选择合适的钢管密度、厚度和长度。

2中毒,隧道施工由于环境通常比较封闭,因此尤其要保证空气质量,在施工前要熟悉地下管道的走向,特别是一些煤气管道,这些管道通常埋深不会超过5米,因此在施工中要注意不要碰坏造成煤气泄漏。其次,隧道开挖中难免会遇到一些腐殖质,如果空气长时间不流通,就会导致施工员中毒或窒息,因此,为了提高隧道内的空气质量,需要借助大功率抽风机做好隧道内的通风。

3塌方,隧道施工发生塌方通常都是因为上步台阶挖方太长、挖方时遇到砂层和挖方土是回填土等这几个原因,因此在施工前一定要熟悉地质状况和地形条件。在遇到砂层时,可以通过超前小导管注浆固沙的方法进行处理。而对于回填土,目前还没有比较好的处理方案,通常都是采取短挖快喷的方法缩小拱距,回填土体积较大时则需要采取一些支撑措施。此外,由于化学材料的固砂通常都只能保持一定的时间,因此在开挖过程中需要控制好时间。对于一些小范围的塌落, 为了防止其引起大范围的塌方,在支设拱架时可以在外侧再铺设一层旧编织袋作为简单的支撑。

4漏电,隧道施工中大部分的连接材料都是钢材,一旦发生漏电事故就会给施工人员的人身安全带来极大威胁,因此在市政隧道施工中尤其要做好防漏电工作。隧道中的照明用电必须使用低电压,并且保证电源的一级一漏,另外,为了防止线路受潮或磕碰,所有的线路都必须上墙走线。隧道的照明只需要满足正常施工所需的亮度即可,尽可能的多用变压器,在夜间施工中防止施工人员滥用电。

2.2二衬施工中存在的安全问题及对策

二衬施工通常都是先将边墙和拱顶支设成一个整体,然后再一起进行浇筑, 市政隧道二衬施工中需要注意以下几点问题:

首先是混凝土通常都是用地泵泵送,因此一定要用免震混凝土,并且要控制好缓凝剂的掺加量,在泵送混凝土时通常都遵循由远到近的原则。

其次,在泵送混凝土时需要控制好速度,需要设立专门的施工人员跟随浇筑进度对混凝土模板进行检查,控制好浇筑速度,减小混凝土塌落度,特别是在隧道的上下坡时更要控制好浇筑速度,浇筑速度过快或者混凝土不合适都会导致模板变形,从而造成严重的施工事故。

最后,隧道施工中需要随时对隧道内的满堂红支架情况和混凝土浇筑位置进行检查,一旦发现有顶丝崩裂的情况需要立即停止施工并对其进行加固作业。在一个浇筑口浇筑完成后要适当地放慢浇筑速度,等到检查人员完成检查工作并下达作业指令的时候再开始逐一浇筑。

3桥梁施工安全问题及解决对策

桥梁施工中有很多的工序都具有不可重复性,特别是桥梁的桩基础结构,其施工质量关系到整体桥梁的稳定,并且桩基础结构在施工完成后几乎不可能再重复进行施工,发生问题时只能采取傍桩等补救措施,因此在桥梁施工中特别要注意桩基础的施工质量。另外,桩基础施工质量问题会带来很多的安全隐患,曾经就发生过由于桩基础施工质量导致的桥墩坍塌事故,造成了很多的人员伤亡。因此,桥涵桩基础施工必须规范施工操作,提高施工现场安全管理力度,在浇筑桥墩时需要检查模板和支架等关键部位的稳定性,保证桥墩结构的稳定性,在混凝土浇筑过程中也需要控制好浇筑速度,并且时刻关注模板情况,最大限度的减少事故发生。现阶段,市政桥梁施工通常都采用水下灌注桩,其施工遵循钻挖、成孔、下笼、下管和浇筑的步骤。在施工中需要注意以下几点问题:一是在使用的导管前需要对其进行闭气检查,在安装时也要检查胶圈和丝扣的完好情况,在浇筑过程中如果出现少量漏水情况,通常都是发生在下部导管上,这时候就需要加快混凝土浇筑速度,通过加深导管埋深的方式堵住漏水部位;二是钢筋笼上的螺旋钢筋断开部位不能朝里,否则在浇筑时很可能会挂导管,因为是一次浇筑,所以如果导管被卡住会带来很多不必要的麻烦,因此螺旋钢筋的断开部位要绑在笼子外面,预防导管被挂住不能上拔的问题;三是要控制好混凝土的塌落度,如果混凝土的塌落度太大就会造成混凝土的离析,而混凝土的塌落度太小,则很容易造成堵管问题;四是在下钢筋笼时要把握好时机,速度过慢的话很容易造成桩底沉渣变厚或引起塌孔,这会给后期的混凝土封底浇筑带来不必要的麻烦。

4结束语

市政隧道桥涵工程项目关系到民生建设,对国民经济发展也有着很重要的促进作用,为了改善人民生活居住条件,促进我国经济发展,我国市政公用设施资产投资每年都在增长。然而市政隧道桥涵工程具有很强的系统复杂性,其最终质量很大程度上取决于施工阶段的质量和安全控制,因此在市政隧道桥涵工程施工阶段必须采取有效的安全控制体系,通过合理的安全管理措施,充分降低工程质量风险,为人民群众提供更加可靠安全的基础设施。

摘要：随着我国社会经济的不断发展和城市化进程的不断推进,城市跨路桥梁和地下隧道也逐渐增多,市政隧道桥涵施工安全问题也逐渐成为人们的关注重点,国家安全部门也强调市政工程施工中的安全问题,并且积极参与到实际施工中去。安全问题一直是工程项目施工首先要考虑的问题,这不仅关系到工程建设利益,更关乎企业的信誉,因此市政隧道桥涵施工必须注重施工安全问题,将各项安全保护措施落实到位。本文在此基础上,针对目前市政隧道桥涵施工中存在的一些安全问题进行了深入分析,并且提出了有效的解决对策,希望能为市政隧道桥涵施工起到安全指导作用,将施工中的安全问题降到最低。

关键词：市政工程,隧道,桥梁,安全

参考文献

[1]王春国,王卫青.浅埋暗挖隧道施工现场监测与地表沉降控制[J].山东交通科技,2009.

[2]叶伶俐,孙成方.关于市政工程质量的目标管理初探[J].建筑经济.2016,7:222

软土地基中市政箱式隧道施工技术篇3

关键词：软土地基,市政,箱式隧道,施工技术

近年来, 我国市政工程为城市经济发展提供了极大支持, 且为城市居民提供了更加优质的公共服务, 促使我国社会主义和谐社会呈现欣欣向荣的景象。面对社会发展与建筑领域新形势, 传统施工技术已经无法满足现代工程施工质量要求, 在一定程度上造成了城市土地资源的浪费。而箱式隧道施工技术的出现, 以其自身高效、科学等优势受到越来越多的关注, 将其引入到市政软土地基施工中势在必行, 因此加强对该课题的研究具有积极意义。

1 软土地基概念

所谓软土, 就是指淤泥、淤泥质土等, 是常年处于流水环境中, 在生物、化学等共同作用下逐渐形成的一种饱和软黏土, 在我国海滨地区较为常见。它是工程施工的基本元素, 具有含水量高、透水性强等特点。

2 软土地基施工存在的主要问题

市政工程是指在城区、乡镇等地区, 政府为居民提供有偿或者无常公共产品及服务的各类建筑等, 涉及内容很多, 如给排水、燃气等, 也可以理解为与城市居民日常生产和生活息息相关的公共设施。而软土地基作为市政工程遇到的主要问题, 其在施工中存在很多问题, 表现在三个方面:

(1) 沉降程度较深。受到软土地基自身属性影响, 导致其沉降程度较深、且时间长。该问题常见在我国南方城市, 如杭州市文三西路, 水塘占原始地貌的45%, 导致市政工程含有大量淤泥质粘土, 而当时迫于工期等因素的压力, 并未对该段软土地基进行有效处理, 工程使用一段时间后出现大幅度沉降, 影响市政工程公共效益的有效发挥, 突发状况对于城市健康发展产生了不利影响。

(2) 涌土现象十分突出。该现象主要是填土高度超出极限高度时, 会形成剪切破坏力, 出现滑坡和涌土。出现涌土现象十分危险, 市政工程施工中, 深沟槽敷设雨等施工中, 极易出现底涌。

(3) 抗浮问题。抗浮问题的出现主要是由于施工时浮力过大原因导致, 如果忽视对其管理和控制, 势必会引发严重的交通事故。除了软土地基本身问题, 还会对工程周边管网等造成一定破坏。对此在施工中, 采用科学、合理施工技术加强对软土地基的高效处理显得尤为重要。

3 箱式隧道施工法在市政施工中的应用

箱式隧道施工法是一项综合技术, 能够针对不同的情况提出不同的施工方案。

3.1 利用明挖法, 全面掌握施工情况

由于城市内部建筑较多, 针对一些古建筑遗址等地下存在大量障碍物, 且施工人员无法掌握具体分布等实际情况, 采取传统施工方法, 在一定程度上增加了施工难度。对此, 可以采取明挖法, 在具体应用中, 首先对建筑结构采取保护措施, 然后在其内部进行开挖, 并进行相应的施工处理, 最后对管线等进行相应的处理和维护、覆土完工。利用明挖法, 不但能够提高施工效率, 且能够有效处理地下障碍物, 实现对市政工程进度、成本等各个方面的优化管理。

3.2 利用顶进法, 最大限度降低干扰

顶进法主要应用于铁路跨越公路的箱式隧道当中。在实践中, 施工人员在铁路侧挖好基坑, 随后在基坑内部完成钢筋混凝土箱体浇筑, 最后将箱体顶进穿越过铁路下方, 在铁路与公路之间构建稳固、且安全的桥梁, 最终完成施工目标。相比较传统直接施工技术, 采取顶进法能够更好地控制施工成本, 避免突发状况对施工进度产生的不利影响, 最为关键的一点是能够减少对正常交通运输的影响, 具有较强的实用价值, 确保施工在良好的环境下顺利进行。与此同时, 在已经建好的高速公路下修建立交车道也可以采取该方法。通常情况下, 城市道路两侧建筑物较多, 明挖法难以实施, 且会增加施工成本。

3.3 利用管棚法, 实现对建筑物的保护

在实践中, 利用管棚法主要是在进洞之前, 开挖一段沟槽搭建工作平台, 然后利用钢管密排进入到隧道仰拱上方, 在该位置运用注浆法固定隧道顶部, 提升工程整体性能, 同时运用高压喷射混凝土进行衬砌处理, 当管棚稳固后开展后续工作。在具体施工中, 要坚持循序渐进原则, 确定管棚后, 在进行施工, 保证施工人员安全的同时, 推进工程有序进行。另外, 针对浅埋箱式隧道而言, 由于上方是无法搬迁的建筑物、古树等, 采取管棚法具有可行性, 能够最大程度上实现对地面建筑物的保护。但是事物两面性也决定了该方法存在一定的缺陷, 如安全系数偏小, 难度大。所以只有在其他施工技术无法实施时, 才可以考虑该方法。

3.4 利用盾构法, 提高施工效率

盾构法是指借助暗挖隧道的专用设备, 在地面下建造隧道的一种技术, 盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内, 配置推进机、挡土机等隧道开挖专用设备。在具体施工中, 施工人员要对施工现场进行全面、系统勘查, 确定最佳施工位置, 并在此处建立一个竖井, 为盾构安装做好铺垫, 然后在此处开始施工, 顺着设计轴线方向向另一竖井推进, 最后在孔隙中注入浆体, 避免隧道或者地面下沉。随着科学技术快速发展, 技术与建筑施工的交叉程度随之深化, 机械化施工水平不断提升, 盾构法在市政软土地基工程中的应用也会变得越来越广泛, 才能有效提高施工效率。

3.5 利用沉箱法, 实现大型施工目标

沉箱法在修建水下隧道等工程中较为常见。沉箱法在应用中, 主要是在船坞或者干邬中设置大型钢筋混凝土箱等, 并在箱两侧设置临时隔墙, 对空间进行封闭处理, 然后将施工设备运输到此处进行施工, 最后将所有的沟槽连接到一起, 埋入到预定的河床之中, 完成施工目标。本文上述施工技术都是箱式隧道施工技术的一部分, 只有将其引入到市政工程中, 才能够更好地规避各类软土地基施工存在的问题。

4 结束语

根据上文所述, 软土地基作为市政工程施工不可缺少的一个环节, 如果忽视对其有效处理, 极易影响工程质量, 严重情况下, 会对人们人身、财产构成伤害。因此在具体施工过程中, 施工管理人员要加强对工程类型及其周边环境的分析和研究, 掌握工程实际情况, 并制定针对性施工技术实施方案, 确保施工安全, 提高施工效率, 更好地完成施工目标, 从而促使市政工程在城市经济发展等方面发挥积极的促进作用。

参考文献

[1]刘汉龙.岩土工程技术创新方法与实践[J].岩土工程学报, 2013, (1) :34-58.

[2]刘辉.市政工程中常见的软土地基问题及处理[J].中国绿色画报, 2015, (10) :74.

[3]马国雄.软土地基中市政箱式隧道施工技术[D].浙江大学, 2004.

市政隧道设计篇4

随着中国城镇化进程的进一步加快, 城市人口快速增长, 城市交通面临更大的挑战;城市立体化交通设计, 使城市交通分层次、分类别、提高了交通效率。市政机动车隧道与地下轨道公共交通的交叠, 是立体交通的一部分。笔者通过对郑州市轨道交通5号线京广南路站下穿既有市政隧道的设计案例, 以及4号线龙湖岛站结合副CBD环路的设计案例进行介绍和分析, 以便对该类相似工程的设计方案提供借鉴。

2 京广南路站方案研究

2.1 京广南路站站址环境

京广南路站为5号线工程中间车站, 车站主体位于航海中路与京广南路交叉口, 沿航海中路路下设置, 车站下穿京广南路隧道 (见图1) 。

航海中路规划道路红线宽60m, 道路中间有双向BRT快速公交专用站台;京广南路规划道路红线宽60m, 路中的京广南路隧道已经修建完毕 (见图2) 。

站址现状西南象限为京航饭店及郑州客运总站, 东南象限为中州大学, 东北象限为京航商贸城, 目前在建, 西北象限为七一三研究所家属院。周边规划以居住、商业金融、教育、交通用地为主 (见图2) 。

2.2 控制性因素分析

(1) 京广南路下穿隧道

京广南路隧道是郑州市京广路-沙口路快速通道的一部分, 隧道宽18.4m, 机动车道为双向8车道, 隧道底板底埋深13.09m。埋深较深, 位于车站地下两层位置, 车站下穿京广南路隧道需采用地下三层。

(2) BRT公交

郑州BRT公交二环主线在桐柏路、农业路、未来路和航海路运营, 主线长30km, 共设站38对, 平均站间距为800m, 采用隔离式中央专用车道;在航海路与京广南路交叉口东西两侧, 设置有一对BRT站台 (见图2) 。经过5号线全线与BRT公交二环主线重合段的研究, 已与规划落实改移BRT二环线路, 避免公交环线与地铁环线同路由分争客流。

(3) 控制性管线

依据管线资料, 站址处的管线主要沿着航海中路东西向敷设。影响车站方案的主要有:沿航海中路路南污水管, 自西向东排放的DN1200mm混凝土污水管, 埋深约4.6m。其余管线, 在车站主体上部的需临时改迁。为避让该污水管, 车站沿道路北侧设置, 风亭组也设置于道路北侧;在南侧出入口上部局部做压低处理, 避免该污水管的改移。

(4) 临街建筑物

车站站址处西北象限及东象限临街建筑物均紧贴道路红线, 影响车站附属建筑设置。风亭出入口的设置, 应结合实际尽量减少拆迁工程量。

(5) 客流规模

本站近期早高峰小时设计客流量为20256 (人/h) ;远期高峰小时设计客流量为24280 (人/h) ;客流量大。通过计算车站采用13m岛式站台车站。

2.3 车站方案

通过对控制因素的分析研究, 综合考虑车站采用13m双柱岛式地下三层端头厅车站, 站台层局部采用单洞暗挖下穿京广南路隧道;为避让道路南侧DN1200mm, 埋深4.6m污水管, 车站主体沿航海中路路北侧设置;车站设置4个出入口, 2个消防出入口, 2组风亭及1组冷却塔 (见图2) 。

1号出入口位于西南象限京航饭店前广场内;2号出入口位于东南象限中州大学地块, 沿京广南路贴红线设置, 需拆迁京莎广场临时售楼部, 拆迁面积304m2;3号出入位于东北象限, 沿京广南路设置;4号出入口位于西北象限七一三研究所家属院地块内, 需拆除七一三研究所1座5层家属楼拆迁面积3620m2。1号风亭为高低结合风亭, 设置于西北象限, 需拆除七一三研究所1座5层家属楼与4号出入口结合设置;2号风亭为低矮风亭, 设置于东北象限京杭商贸城前。1号、2号消防疏散口分别与1号、2号风亭组合设 (见图2) 。

该站地下一层为站厅层, 分两个公共站厅, 地下二层为设备层, 地下三层为站台层, 站台层下穿京广南路隧道处, 采用两单洞暗挖 (见图3) 。该类车站形式, 统称为端头厅车站。

3 龙湖岛站方案研究

3.1 龙湖岛站站址环境

龙湖岛站为郑州4号线工程中间车站, 车站主体位于规划副CBD龙湖湖心岛上, 车站主体下穿副CBD中环路, 两端区间下穿龙湖 (见图4) 。车站周边为待建建设用地, 副CBD中环路尚未实施, 车站为预埋工程, 车站东侧龙源十三街隧道已建好。车站周边用地主要为商业、旅馆以及文化展览用地, 车站东侧规划有综合交通一体化工程 (见图4) 。

3.2 控制性因素分析

(1) 副CBD中环路及下部综合管廊

副CBD中环路规划道路红线宽65m, 为立体式环路, 路中规划有跨座式轻轨, 环路为地面及地下一层, 中间开敞式, 下部有综合管廊 (见图5) 。副CBD中环路规划路面设计标高92.5m, 下沉路面设计标高87.0m, 综合管廊结构底标高82.4m。环路及综合管廊均尚未实施, 车站方案需预留下沉环路及综合管廊的实施空间 (见图5) 。

(2) 龙源十三街隧道

车站西侧有龙源十三街下穿隧道, 宽29m, 埋深23.22m, 双向6车道, 沿南北方向下穿龙湖岛, 现已经完成施工。龙源十三街隧道与车站并行设置, 车站西侧出入口需上穿龙源十三街隧道 (见图4) 。

(3) 两端区间下穿龙湖

车站两端采用盾构区间下穿龙湖, 区间结构顶控制距龙湖湖底不小于6m, 车站需采用地下三层车站, 轨面标高控制在69.5m (见图5) 。

(4) 规划轻轨

副CBD中环路绿化带上方规划为轻轨1号线, 轻轨1号线为地面高架线且位于路中, 其实施时序不确定, 近期地铁车站建设时, 考虑预留远期规划轻轨1号线的高架桥桩横跨车站主体设置。并在地下二层站厅层中部预留打开条件, 便于后期与轻轨车站换乘。

(5) 综合交通一体化工程

车站东侧设置有综合交通一体化工程, 为考虑与综合交通一体化工程的衔接, 车站地下一层物业A区接入综合交通一体化工程, 便于与地面客流、出租车客流形成换乘。

3.3 车站方案

车站主体设置于龙湖中心岛北侧, 跨副CBD中环路设置, 呈南北走向。采用地下三层13m岛式站台车站。地下一层为物业层, 地下二层为站厅层, 地下三层为站台层。车站地下一层为规划副CBD中环路预留71.3m的可实施空间, 保证规划的副CBD中环路能通过车站地下一层中部 (见图4~5) 。

地下一层共设置七个物业出入口, 保证疏散和与东侧交通一体化工程以及周边地块物业衔接;便于引导周边地下空间的开发以及和各类交通换乘衔接。

地下二层为地铁车站站厅层, 设置4个出入口, 西侧出入口上穿龙源十三街隧道直出地面;东侧出入口预留, 未来与东侧地块物业结合设计。车站风亭均设置在车站上部及西侧规划绿地内。

4 该类车站的设计要点分析及原则

4.1 收集完整的既有隧道或规划隧道、管廊等资料, 认真分析研究

该类车站均位于隧道、下沉道路或综合管廊下方, 隧道、下沉道路、市政综合管廊的结构形式、埋深对车站方案起到至关重要的作用;在方案研究前需要充分收集资料, 认真分析研究。

如为既有隧道, 应进行详细的调查, 测绘;保证设计输入资料的准确性。

如为规划市政设施, 应于规划部门落实清楚, 并与相关设计单位落实相互实施的空间;保证互不影响, 或互为利用结合设计。

4.2 上部隧道或管廊的标高控制车站埋深及车站类型的选择

通过对京广南路和龙湖岛站的车站介绍分析, 不难发现, 车站上部隧道的埋深控制车站站型的选择。京广南路隧道埋深为13.09m, 埋深较深, 并且为既有隧道, 下穿部分需采用暗挖法, 暗挖部分距隧道底需控制安全距离;故采用端头厅车站站型。龙湖岛站, 车站上部综合管廊埋深10.1m, 埋深相对较浅, 并且上部综合管廊及下沉道路均尚未建设, 车站可将站厅层设置于地下二层, 保持完整的公共厅, 地下一层结合周边综合交通一体化工程和商业地下一层, 形成地下集散空间, 开发物业, 提高车站的经济效益。

4.3 站型分析

该类车站需下穿既有市政隧道、或规划下穿隧道、综合管廊;故地下一层市政隧道、综合管廊处均不能够贯通设计, 故形成两端头厅车站或站厅层下压至隧道下地下二层。

两端厅车站设计要点:

(1) 站厅未贯通, 独立的端头厅空间相对贯通车站较小, 视觉不够通透, 设计过程中应考虑乘客的舒适性, 适当加大公共区空间。

(2) 为了满足防火及疏散要求, 车站每个站厅均应有两个直出地面的出入口。

(3) 车站站厅非付费无兼顾下穿隧道两侧人员过街的功能。

(4) 三层端头厅车站, 站厅距站台提升高度较高, 两端头厅均应设置上下行扶梯, 提高舒适性;另外为便于无障碍通行, 建议两厅均设置垂直电梯。

站厅层下压至地下二层车站设计要点:

(1) 站厅位于地下二层贯通设计, 公共区空间开阔;但车站出入口提升高度较高, 应设置上下行扶梯, 必要时应增设备用扶梯。

(2) 地下一层可为物业开发层也可依据站址周边环境, 减小车站规模, 设置为车站设备层。

(3) 车站具备四个象限的过街功能。

两类站型, 均应结合实际情况, 因地制宜的采用。