城市地下工程施工新技術的發展論文
城市地下工程施工新技術的發展論文
一、地下工程主要施工新技術
1．1基坑開挖技術
基坑開挖技術也被稱之為明挖法，該技術適用於地質條件良好且地面比較平坦開闊的地段，其主要流程為:首先剷除隧道部位的全部巖體，然後將剷除後的隧道進行清理，清理完畢後在隧道內部進行洞門和洞身的修建，最後進行回填。該技術施工操作簡單、施工週期相對較短、經濟性和安全性較高，基於此，該技術在城市地下工程發展初期一度被置於首選位置。然而基坑開挖技術也具有一定的缺陷，如在施工過程中會對周圍的環境產生較大的影響等。在地下工程實踐中，如出現大量的深基坑工程，一般首選基坑開挖技術，因其應用比較廣泛，逐漸發展成為多種類的基坑圍護開挖技術。隨著基坑工程的規劃施工與建築物設施的距離越來越靠近，並且基坑的深度不斷增加，同時基坑工程涉及的範圍和規模逐漸加大，該技術被大力開發，逐漸發展成熟，並達到國際先進水平。
1．2沉箱鑿井技術
沉箱鑿井技術又被稱為沉井法，在地下工程實踐中，如需要在穩定性差的含水地層中建造豎井，一般會運用此技術。該技術的主要流程為:在掘進豎井之前，製作一段特殊的井筒固定在主井筒的下端，在該特殊井筒的下端固定刃腳，然後利用主井筒的自身重力開始掘進豎井，在必要的情況下需要藉助外力，增加主井筒的下沉力度和速度，最後將井筒內的岩石挖掘出來，並將井筒清理乾淨。該技術操作相對簡單，在整個施工過程中運用到的裝置較容易操作，佔地面積小且挖土量少，總體造價比較低，基於這些優點，沉箱鑿井技術被廣泛應用於地下倉庫、取水構築物、橋樑墩臺基礎的施工中，隨著該技術的不斷髮展與改進，沉箱鑿井因其具有內部空間被廣泛用於地下構築物的維護結構中。該技術存在一定的缺點，主要缺點是施工週期長，施工中包含的環節和工序比較複雜，而且，井筒下沉的速度和偏斜角度最難控制，成為沉箱鑿井技術中最大的難題，因此，一般情況下，井筒的下沉深度不超過100m。
1．3逆作法施工技術
逆作法施工技術主要在於開挖並構建地下結構體系，將地下結構本身作為支撐體系，同時又作為擋牆，開挖的順序是由上往下。該技術是先開挖後支擋，引起施工順序與傳統的先支擋後開挖的順序相反，因此被稱之為逆作法。逆作法施工技術的原理是將結構的本體作為支撐結構，由於其支撐的剛度比較大，所以在很大程度上將支護結構整體的變形機率降低。該技術的應用範圍較廣，對於深度較大的地下工程，如超過2層以上深度的工程，一般該技術可以有效達到工程施工要求，該技術同樣適用於地下空間形狀複雜、周邊環境苛刻、作業空間較小的情況。逆作法施工技術的應用需要在施工前設定立柱樁，除此之外，在混凝土澆築的每一個階段都需要進行分澆和後澆工序，這給施工的整體造價帶來了壓力，同時給施工的.交接處帶來了困難。
1．4頂管法施工技術
頂管法的操作主要藉助千斤頂等類似具有頂進工程的機械裝置，該技術需要承壓壁做支撐，一般以頂管工作井作為承壓壁的選擇物件，一邊進行土體的開挖工序，同時將預製好的地下管道向前推進，推進需要按照設計的路線並以分節的形式進行。在地下工程施工中，如需要地下管道或者隧道穿越建築物、鐵路、河流等障礙物，一般採用該技術，該技術屬於暗挖式的一種施工技術。因該技術的地面作業工序較少，同時對周遭環境的影響小，不受季節和溫度等影響，除此之外，該技術的施工過程中不影響水面航道和地面的交通，是一種比較獨立的技術。該技術的缺陷是在施工過程中需要注意接縫的防水處理，同時需要對地表沉降進行嚴格的控制，這些問題增加了施工的工序，也為施工的造價帶來了不小的負擔和壓力。
1．5盾構法施工技術
盾構法施工技術需要應用到盾構機，因此而得名，在盾構機掘進隧道的同時需要對圍巖及開挖面進行控制，以使其穩定不發生坍塌現象，然後需要在盾構機內利用管片的拼接構成襯砌，隨後在管壁內注入漿液，以避免圍巖發生振動。因該技術開挖的隧洞的形狀比較準確，施工的機械化程度較高，同時整個施工過程對地面的影響較小，被廣泛應用於地層不穩和富含地下水的地層中，並不會引起地層的塌陷或者斷裂。而其缺點也是顯而易見的，主要在於:總體施工工藝比較複雜，且需要盾構機的運用、準備階段時間較長且耗費成本較高，除此之外，在地層條件變化而不能準確判斷時，該技術的實施具有一定的風險性。
二、城市地鐵施工技術的應用於發展
2．1城市地鐵施工技術的發展
地鐵發展初期主要應用淺埋暗挖法，近些年，城市地鐵不斷創新施工技術，當前在城市地鐵工程中，主要運用的施工技術方法有:(1)鑽爆法。對於地鐵施工遇到地層土體比較堅硬的地段，鑽爆法運用的比較多，其優點在於施工成本低，對地面影響比較小;(2)明挖法。類似城市郊區場地比較開闊且土層較軟的地段，地鐵施工技術首選明挖法，該方法適合大量勞動力和大型機械投入的施工，有點在於工作平面大，施工進度較快。(3)頂管法和盾構法。如果在地鐵修建的過程中，需要跨越富含地下水的地層或者軟地基地段，頂管法和盾構法運用比較普遍，該方法的優點是施工速度快，工程造價低。
2．2城市地鐵施工技術的發展前景
城市地鐵工程是今後我國城市交通的主要發展方向，目前一些二線城市已經開始地鐵的修建，在不久的將來，地鐵工程必將普及大多數包括中小型的城市。地鐵工程的施工技術必然會跟隨社會經濟和科學技術發展的腳步，最終達到降低施工造價、縮短工期、提高工程質量的效果，地鐵施工技術的開發要適合當前我國國情及科學技術發展趨勢，以促進我國地鐵交通事業的可持續發展。
三、結束語
隨著城市化程序的加快，城市人口越來越密集，地下工程獲得了良好的發展空間，對城市地下工程施工新技術及其發展的研究是促進我國城市地下工程可持續發展的有效途徑。