随着城市化进程的加快,地铁建设已经成为解决城市交通拥堵的重要方式之一。在地铁建设中,地下隧道的开挖是其中最关键和复杂的环节之一。对于深度较大的隧道工程,很多人会有疑问:隧道挖掘时会产生大量的泥土和岩石碎屑,这些物料需要被及时清理和运走。但是,为什么我们并没有见到大量的泥土被运出来呢?
在隧道工程中,隧道深度的增加会导致运输车等工具很难将泥土和岩石碎屑从深处运出,传统的开挖方式已经不再适用。因此,在现代的隧道工程中,盾构法和冻结法已经成为首选的开挖方式。
盾构法是一种在土层中、河床下或海底开展隧道工程的技术,利用掘进机械推进钻头来开挖地下空间,同时将挖出的土壤送到地面上。这种方法减少了对地下环境的破坏,并且处理了挖掘出来的土壤问题。在复杂地质条件下,盾构法也更为适用,可以避免地下水涌入和地层坍塌等问题。
冻结法是指在隧道周围注水,使得土层冻结,形成一层厚实的冰层。这种方法在开挖深度较大的隧道时非常有效,在冰层内进行开挖和加固。由于冻结后的土壤变得比较坚硬,处理方式也要与传统隧道开挖不同。
对于盾构法和冻结法开挖的隧道,其挖掘出来的泥土处理方式也有所不同,主要分为以下几种:
一些隧道会采用混合开挖或其他方式,使得挖掘出来的泥土可以在井口地面进行处理。在这种情况下,挖掘出的泥土会被装载到运输车上,然后运送到处理厂或者当地填埋场。因此,在这些隧道的施工现场附近,可能会看到大量的运输车辆和处理泥土的设备。
以北京地铁7号线为例,其全线沿途的挖土量达到了440万立方米,其中白纯土覆盖层的挖土量占了80%。这部分挖土主要经过运输车辆运输,一些运输车会将挖出的泥土自建筑工地和隧道附近的处理厂运出,另一些会被直接填埋在附近的农田或山峰中。
对于有些深度较浅的隧道,可以通过现场处理的方式对挖掘出来的泥土进行处理。这种方式不仅能够减少泥土运输所造成的环境污染问题,还能够减少工程成本。
例如,广州地铁1号线西段的开挖就采用了现场处理的方式。在施工现场,挖掘出的泥土需要使用一些设备进行筛分、洗涤和固化等处理,将处理好的泥土再利用到其他的工程中去。
有些开挖深度较大的隧道,在运送泥土的过程中很容易造成交通拥堵等问题,这时候一些施工单位会采用沉积处理的方式,将泥土通过特定的管道直接排放到合适的水体中。
例如,上海地铁16号线东段的开挖就采用了沉积处理的方式,施工单位在现场通过管道将挖出的泥土输送到长江中心航道的沉积池内,将泥土沉积后再进行后续处置。
近年来,随着隧道建设的不断发展和技术进步,隧道挖掘及泥土处理问题也得到了不断优化和改进。例如,在湾仔至金钟区段的港岛线标准段工程中,香港地铁公司采取了一种名为“照相机技术”的新技术,实现了对挖掘过程中由于地层环境变化而产生的泥土质量变化的实时监控。这种技术能够极大地提高施工效率,同时也减少了对环境的负面影响。
综上所述,随着盾构法和冻结法等新型开挖方式的应用,地铁隧道工程所产生的大量泥土得到了有效的处理和利用。通过现场处理、运输车运出以及沉积处理等方式,我们可以充分地利用挖掘出来的泥土,并且减少对环境的负面影响。随着技术的不断进步,相信在未来,隧道挖掘与泥土处理问题将得到更加完善和高效的解决。