摘要:在现代化施工技术发展过程中,地铁隧道盾构施工技术自身的使用获得了非常大的发展空间,这是非常明确的施工技术,使得工程建设不断的推进。其原理是使用盾构机同时完成挖掘和出渣,承受来自地层的压力,预防围岩失稳,防止地下水或流砂的入侵。盾构机的结构有着很多不同的形式,目前应用较为广泛的主要是土压式和泥水式。地铁隧道施工其周围的围岩很有可能产生塌落,盾构施工技术能够比较好的预防这一现象。
关键词:地铁隧道;盾构施工;掘进技术;要点
1盾构机分类与组成
从盾构机类型分析,按开挖面是否封闭划分,可分为密闭式和敞开式两类;按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水式两种;按盾构机的断面形状划分,有圆形和异型盾构机两类,其中异型盾构机主要有多圆形、马蹄形和矩形。从其自身的构成上给予分析,盾构机自身的构成比较复杂,涉及到非常多的零部件,以土压式的盾构机作为例子,主要包含主驱动系统、出渣系统、管片拼装系统、同步注浆系统以及后配套电瓶车等设备。盾构机的种类可以说是比较多的,因此盾构机自身的产生确实能够给当前地下工程所进行的施工建设给予非常重要的贡献,其中地铁隧道工程就是非常好的例子。
2地铁施工中盾构法应用技术的概况
2.1地铁施工中盾构法应用技术的基本概念
盾构法在地铁工程中的运用是一种在地下作业的方法。盾构施工方式的主要流程是首先在选定的施工区域开挖出始发井,盾构机将在此处按照设计轴线逐步向接收井掘进。通常情况下,在施工之前会对始发井端头的土体进行加固,然后再进行盾构机下井安装及调试。掘进过程中通过在盾尾及时安装可拼装式管片设备,使得盾构机能够通过千斤顶作用于管片的反向推力不断前进。
2.2地铁施工中盾构法应用技术的优势
由于盾构法在地铁工程中能够发挥出很好的效果,因此,对盾构法在地铁施工中产生的优势进行研究具有非常重要的意义。盾构法在地铁施工中的应用主要体现出以下几方面的优势:由于施工环境在地下,因此不会受到天气状况以及地面上环境情况的影响,施工作业环境比较安全;盾构机的使用大大减少了人员设备的投入,提高了工作效率;施工过程中对周围环境影响甚微,且噪音小。
2.3地铁施工中盾构法应用的要点
因盾构法在地铁施工作业中包含了多方面的施工内容,因此需要对盾构法施工的难点以及重点进行仔细研究。盾构机作为隧道掘进的最主要机械,其安装、调试至关重要;盾构机进行挖掘时,需要由计算机来对此过程加以精准控制;管片拼装时,其选型和拼装质量是对隧道线型得以保证的重要控制指标。
3盾构法在地铁隧道施工中的重点技术
3.1盾构始发
盾构始发是指盾构机在始发竖井内或过站竖井内,自盾构机开始定位,刀盘向前推进贯入围岩,沿着设计线路向前掘进,直至具备拆除负环管片的条件为止。在盾构始发阶段,要完成盾构设备的安装与调试,始发辅助设备的安装与定位,盾构初始定位与掘进控制,盾构导向系统的安装与调试以及区间隧道洞口的处理。盾构始发是盾构施工中风险最大的环节之一,非常容易发生工程质量和安全事故。如何对盾构始发的安全和质量进行评估,并形成风险对策以付诸实施,是确保盾构始发安全和质量必不可少的工作。
在盾构始发井的顶部予以加固,是为了能够对施工过程可以给予更为安全的保证,预防产生塌落的危险。在施工之前,需要事先对周围的地质水文情况给予合理的认识,以对施工自身的有效性给予保证。根据设计图提出的要求把初始的状态予以确认,同时需要预留一定的空间位置,然后按照非常细致的计算对基座的位置进行确认。在始发之前,应该把基座两端的加固处置完成,使其可以顺利有序的行进。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将反力架和盾构主机进行快速的连接,通过反推作用力促进盾构始发,反力架和基座保持垂直的方向。在完成精准定位之后,应该将负环管片和反力架共同完成安装。洞门凿除后紧接着把洞口完成临时密封,因为洞口存在地下水与泥水的流经,将其进行密封之后,能够非常好的预防地下水或流砂的入侵。
然后对盾构机进行调试,把盾构机自身的性能真正的发挥发挥出来,调试主要有两个部分,一部分属于空载的调试,另一部分是负载的调试。在完成空载调试的时候,对泥浆和润滑以及配电还有冷却等多个系统里可能产生的问题进行矫正。在保证空载调试正常的基础上再完成负载的调试,主要对管线给予比较严谨的检查,使其能够保证工程自身计算上的准确性。
3.2盾构掘进施工
通常,在盾构进行掘进的时候需要向前去进行掘进一段距离,这一阶段是试验的阶段。假如这一阶段不会存在问题那么可以继续向前进行掘进,在深度达到安全距离的时候,把负环管片拆除,试验阶段最主要的作用就是为了对盾构机可以达到最适宜的施工状态给予保证,并且针对地质环境也应该有一个比较初步的掌握。在这一基础上,参照有关的流程完成快速的掘进才可以使其达到一种理想的工程施工效果。在完成试验的阶段,进行正常的工作后,还应该对相关设备完成调整。盾构机在完成掘进的时候,需要做到以下工作:①按照当前工程地质自身的条件与试验段掘进段里进行监测的结果,完成掘进参数的优化;②在保持推进的时候,使用试验段掘进阶段进行掌握的适宜的施工参数,并加强施工中的监测,使其能够对掘进参数加以完善,并且对地面的沉降进行控制;③盾构掘进时,一定要严格控制,合理的下达掘进指令,及时跟踪并且完成调整;④盾构机需严格按照掘进指令对参数完成设定。当初始产生不大的偏差时,需要快速纠正,一次的纠偏量不应该太大,降低对地层产生的扰动。
3.3管片拼装
管片选型以满足隧道线型为前提,重点考虑管片安装后盾尾间隙要满足下一掘进循环的限值。管片拼装前需要及时做好防水处理,同时把连接件与管片配备齐全,盾尾处的杂物应该及时清理。管片拼装的顺序主要是先将底部管片进行确认,然后依次安装相邻快,最后安装封顶块。在管片脱离盾尾后应及时对管片连接螺栓进行二次紧固。
3.4盾构机接收
(1)接收前50环内的测量复核和姿态调整阶段属于对盾构接收过程中的贯通精度给予保证,在进行接收前50环时完成一次复测。复测依照相关的规范严格完成同时还需要上报给监理以及总控测量单位去完成复核,确保无误。(2)盾构机距离洞门结构混凝土30~3.5m时,掘进的速度与土仓压力和之前阶段的掘进相同,参照常规对其控制。这一阶段的施工需要注意对盾构机的姿态调整进行强化,令盾构机掘进方向尽可能的和原设计轴线方向保持相同。(3)盾构机与洞门结构混凝土之间的距离在3.5~2m进入加固区的时候,凿除洞门结构混凝土。并将洞门结构墙钢筋混凝土外侧的钢筋进行切断,保留内侧钢筋与30cm混凝土。(4)盾构机与洞门之间的距离在2~20cm时需要紧密的对洞口状况进行关注,直至洞门混凝土出现松动以及开裂,或者是不可以再掘进时停止。注浆完成后,需要马上开始切割混凝土分块槽中的钢筋,从下到上去不断的将混凝土块吊出洞口。同时将相关的碎片与泥土进行清理,在此之前需要积极的做好洞门防水帘幕和接收架的安装工作。(5)盾构机距离洞门20cm到进入接收井的掘进阶段同时进行管片的拼装,这一阶段因为洞门结构已经全部的被破除,所以土体并不会产生压力,速度则可以按照具体的情况去进行确认。
结论
近几年,我们国家在城市中的基础设施建设大潮开始兴起,城市地铁隧道建设得到不断的发展,隧道盾构施工技术自身的特点是施工的速度快,并且施工十分的安全,其自身的成型质量非常好,已经变成了当前现代城市朝着地下发展的主要施工形式。在工程施工中,因为多个地区的地质以及水文地质自身的条件存在差异,使得隧道盾构施工里经常会产生一些质量上的事故,因此要求工程技术人员严格的按照施工掘进技术对盾构机自身的掘进状态进行控制,并使用实时监测快速的对掘进状态进行调整,对城市地铁隧道自身的施工质量给予保证。
参考文献:
[1]安斐.隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨[J].黑龙江交通科技,2016,(10).
[2]魏辉.浅谈地铁隧道盾构施工技术[J].建筑与发展,2015,(4).
论文作者:兰士雄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/18
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