我國從20世紀(jì)末開始,城市的建設(shè)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)不斷發(fā)展。這個過程中解決了民眾對于城市基礎(chǔ)建設(shè)的需求,但也衍生出大量的問題。通過科學(xué)的研究、實踐,合理利用地下空間是解決城市空間問題的必由之路。
1地下空間工程的特點
地下工程是用地下空間資源修筑的建筑物和構(gòu)筑物,包括地下房屋、地下鐵道、公路隧道、水下隧道、地下共同溝(地下城市普道綜合走廊)和過街地下通道等[1]。由于其施工場地與傳統(tǒng)的施工場地有所區(qū)別,地下工程的建設(shè)需要綜合考慮整體環(huán)境的影響。①需要考慮計劃進行施工的地方地質(zhì)環(huán)境特征,需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件運用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論和探測結(jié)果進行分析。②地下及地面的人類活動對工程所造成的影響較大。工程的施工要考慮上層人類活動空間的具體情況,綜合考慮施工是否會對城市的正常運行、安全等方面造成影響。③要對工程施工進行有效監(jiān)控,合理安排工程的施工進度,避免對周邊產(chǎn)生重大影響,確保工程安全性。
1.1施工的基礎(chǔ)內(nèi)容
地下工程的基礎(chǔ)工作要先對地表進行挖掘,然后對開挖的空間進行加固及防水建設(shè)。需要著重考慮兩個方面:①挖掘的方式;②內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)和防水結(jié)構(gòu)的建設(shè)。從施工的安全角度考慮,地下工程對安全支護的施工有著非常嚴(yán)格的要求。要合理使用臨時性支護和永久性支護。內(nèi)襯砌施工主要是通過混凝土和預(yù)制混凝土兩種方式進行[2]。
1.2輔助工程
輔助工程主要包含通風(fēng)系統(tǒng)、水和電的供給及施工安全規(guī)劃、廢棄物運輸及其他配套工程等。地下工程的正常施工離不開輔助工程,輔助工程的正常作業(yè)才能保障主體施工能夠順利完成。
1.3工程監(jiān)測
工程檢測監(jiān)測是工程安全的第一道保障,主要是指對工程施工和周圍環(huán)境進行檢測,一旦發(fā)生異常情況,及時采取加固措施或處理方案。以隧道施工為例,在圍巖等級較差的巖體環(huán)境下開挖,由于圍巖原有應(yīng)力釋放,造成已開挖的隧道受到周邊壓力的影響,極有可能引起隧道截面尺寸減小。而通過工程監(jiān)測,能夠?qū)χёo工作情況、圍巖變形等其他因素進行實時監(jiān)控,確保施工的安全。
1.4有效的管理
由于地下工程施工是非常復(fù)雜的一個過程。因此,對于施工的整體過程需要有非常嚴(yán)格的管理制度進行有效管理。有效管理主要從兩個方面進行,分別是工程的安全管理和工程的質(zhì)量管理。在施工過程中要嚴(yán)格控制工程質(zhì)量、工程進度、工程成本及工程安全四個方面。確保工程的安全、進度、質(zhì)量和成本都在可控的范圍內(nèi)[3]。
2主要施工技術(shù)
2.1明挖法
這種方法是直接從地面向下分層,分段進行挖掘,整個施工相對比較簡單、安全。但這種建設(shè)方法對周邊的影響比較大,不利于城市安全,需在施工環(huán)境較好的情況下使用。2.1.1沉井法這種建設(shè)方法適合在地下結(jié)構(gòu)處存在大量水的情況下應(yīng)用。先在建設(shè)之前進行豎井的施工,然后基于井筒自身封閉的特點,在內(nèi)部進行挖掘,這種方式常用于水系結(jié)構(gòu)附近的工程施工。2.1.2沉管法在施工之前先預(yù)制好建筑主體,然后運用船舶等工具,將建筑體運輸?shù)街付ㄎ恢,通過相應(yīng)的技術(shù)手段,將建筑體安放到目標(biāo)位置。這種方式適用于在江、湖的施工中。
2.2逆作法
此方法充分利用地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點,借用地質(zhì)層自身的抗壓能力進行施工。優(yōu)點是充分利用地質(zhì)特點,能減少安全防護的施工,但需要做好前期的立柱等施工,成本相對較高,并對施工的便利造成比較大的影響。
2.3暗挖
暗挖施工方式主要是在地下施工,可以減少對周邊居民生活出行的影響,但對于技術(shù)和成本的要求比較高。主要方法有四大類:2.3.1淺埋暗挖法淺埋暗挖施工方法是在軟土層的施工中采用的方法,結(jié)合軟土層的特性,邊挖掘邊進行安全防護的工程建設(shè)。這種方法能夠有效避免軟土層帶來的安全問題[4]。2.3.2頂管法頂管法利用巨大的壓力作為動力,在挖掘時,按照事先設(shè)計好的路線,將管道進行推進,從而達到地下管道鋪設(shè)的目的。2.3.3新奧法新奧法施工工藝來源于奧地利。主要使用在巖石結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境中。是利用巖石自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行施工的一種方式。2.3.4盾構(gòu)法盾構(gòu)法是邊挖掘邊穩(wěn)固的方式。盾構(gòu)機在盾構(gòu)的同時進行注漿,管片的拼接,從而確保挖掘不會對松土層造成非常大的影響。這種挖掘方式主要用于松土層及高壓強的環(huán)境中,對于穩(wěn)固環(huán)境能夠起到較好的效果。
3面對的挑戰(zhàn)和機遇
隨著我國城市建設(shè)的加快,城市規(guī)模不斷擴大,城市的建設(shè)已經(jīng)達到一定的密集度,在滿足城市需求的基礎(chǔ)上,合理開發(fā)利用地下空間,為城市提供配套服務(wù)是大勢所趨。在進行施工之前需要運用科學(xué)的方法進行勘測、設(shè)計,對于內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進行科學(xué)的分析,選擇合適的施工方式,嚴(yán)格管理施工過程。工程設(shè)計時要綜合考慮工程周邊環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、水系環(huán)境的影響。在施工完成后,還需采用科學(xué)的方式對工程進行維護。地下工程建設(shè)對工程設(shè)計人員要求非常高,要掌握非常全面的知識和不同的施工技術(shù),同時還需要對工程的協(xié)調(diào)、成本的控制有非常豐富的經(jīng)驗[5]。
4結(jié)語
目前城市化的快速發(fā)展使土地使用率已達到較高的程度,不利于城市配套工程的建設(shè)。地下空間的工程建設(shè)能夠很好地解決這個問題,為城市的基礎(chǔ)配套服務(wù)提供有效支撐。但施工環(huán)境復(fù)雜、影響因素眾多、技術(shù)的實用性和先進性等問題,對于整體的工程建設(shè)有著非常大的挑戰(zhàn)。
參考文獻:
[1]閆富有.地下工程施工[M].黃河水利出版社,2018.6[2]萬漢斌.城市高密度地區(qū)地下空間開發(fā)策略研究[D].天津大學(xué),2013.
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[4]梁波,洪開榮,梁慶國.我國城市地下工程施工技術(shù)分類及發(fā)展趨勢[J].公路隧道,2008(4):1-6.
[5]劉黎.城市深層地下空間設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)2017,44(20):17-18.