本技术介绍了一种创新的隧道管幕施工方法,属于隧道管幕施工技术领域。该方法通过在隧道洞壁内顶进管体群,并利用高强度钢筋约束管体群,实现管体间的紧密贴合。通过钢筋的拉力作用,确保管体群的紧密结合,提高隧道结构的稳定性和安全性。
背景技术
经过几十年的发展,城市隧道工程修建方法已由最初单一的明挖法发展到现在的盾构法、新奥法、浅埋暗挖法、以及项管法、管棚法、箱涵法等多种方法并存,施工技术不断发展提高,已初步形成了专门的学科体系,极大地推动了城市地下工程建设事业的快速发展。但这些方法各有优缺点,有各自适合的施工条件。在城市繁华路段明挖法施工严重干扰交通、破坏环境。暗挖盾构法解决了这些问题,但其灵活性差,特别是昂贵的盾构机械,大大提高了工程造价,另外,断面利用率也较低,由于盾构机械的限制,对于大跨度地下工程的施工有很大的局限性。顶管法一般用于直径较小的市政管线等小型隧道的施工;新奥法非常适宜于岩石隧道,对于土质隧道需要加固,而对于浅埋软弱的土质隧道有较大的难度。管棚法在岩石以及软土低水位地下工程施工中得到了广泛应用,对于饱和软土大跨度地下工程中由于地下水的影响很难进行,而且对环境污染较大,对地表以及周围环境影响较大;箱涵法施工时必须保持开挖面的稳定,由于高地下水位的影响,工程造价也较高。
临海城市水下隧道设计施工与山岭隧道、城市隧道有很大的不同,主要有以下技术特点:深水地质勘察的难度高、投入大,漏勘与勘查结果失真的风险高;高渗透性岩土体施工开挖所引发突水突泥的可能性大,且多数与海水有直接水力联系,想要实现较高精度的施工探水和治水十分困难。为了满足临海城市下穿河流、海洋或其他构筑物隧道的修建对施工安全和地表沉降变形控制的要求,采用管幕法通过顶管设备将钢管管节顶入土体形成管排,形成曲拱钢壳混凝土内衬叠合结构,兼具初期支护结构和永久性承载结构的功能,在浅覆土条件下能有效控制地层变形,充分发挥隧道构筑材料力学的性能,且施工过程中无噪声、无振动、无泥浆污染,对周围地质环境和社会环境影响较小,可全天候连续作业。但是由于水下隧道施工区域周围岩土体处于饱和状态,上覆水体可为施工区域提供无限地下水供给,给管幕法公共带来极大的风险。
目前为了封堵地下水、防治管间水土流失,最新的措施是将管幕法与人工冻结法结合,形成新型“管幕冻结法”,该方法在施工过程中能有效隔绝地下水,安全可靠性好。管幕冻结法施工工艺目前是构筑水下大跨度大断面地下工程的最先进施工方法,特别是在城市建筑密集、交通繁忙路段,对超浅埋及超大断面的隧道工程中有着极为明显的优越性。
但是,管幕冻结法施工隧道中,管幕和冻结壁共同起到承载和止水作用,但是冻结法施工存在以下弊端:
(1)施工工艺复杂,步骤繁琐,且冻结和解冻耗时较长。
(2)由于冻融循环作用,容易引起地面隆起和沉陷,对周围构筑物影响大。
(3)工作过程对周围环境温度影响大,且使用化学物品,容易产生生态问题。
实现思路