摘要:随着我国经济的快速发展,我国的交通运输业也得到了前所未有的发展,特别是城市轨道交通隧道的发展,既方便又快捷。在此基础上,城市轨道交通隧道盾构技术已广泛应用于地下管道施工,成为城市交通的重要组成部分。
关键词:城市轨道交通;隧道盾构;施工技术;
盾构施工技术在地下管道施工中得到了十分广泛的应用,特别是近年来我国城市轨道交通建设的力度不断加大,盾构施工技术已发展成隧道施工中的关键技术之一。
一、盾构的特点概述
(1)盾构的两种类型。盾构的类型就是土压平衡和泥水盾构盾构的性能在城市轨道交通隧道施工中占据至关重要的位置,其性能能否满足施工的具体要求,是决定最终施工的关键性因素。由此可见,对盾构类型的选择在施工中显得尤其重要,同时也是施工能否顺利进行的关键所在。通常盾构是由其正面的机制形式来确定其类型名称的,而在进行盾构的正面机械施工时只要不是子母盾构就是正面机械开挖,在支护方面,要防止土体流失或者坍塌现象的出现,确保其整体性。最后,在挖土时,要注意施工所需要的空间范围,以满足施工要求为前提,选择良好的位置进行挖掘。
(2)盾构技术的灵敏度。盾构技术的灵敏度指的是盾构的直径与长度之间的比值。在地层中,盾构的周围与正面都会被土体包裹,只有在管片与盾尾之间会留有一定的空间。因此,盾构的头部是无法进行正常活动的,但是盾尾可以活动。在实际施工过程中,应把盾构的姿态调整成为盾尾状态。例如,在城市轨道交通建设中,土层虽然大都为黏土,但是其处于半固体状态,使用盾构技术进行施工时,盾构切口进入土体后无法活动。在往下推进的过程中,由于盾尾的活动,使盾构的纵向坡度产生了一定的变化。在土层中,盾构的切口是根据切口与地层的挤压使土体移动对盾构的切口位置进行确定的,因此,虽然可以人为地对盾构的直径与长度的比值进行设定,并对影响盾构操作的轴线进行控制。总体来说,盾构技术的灵敏度主要体现为盾尾部分覆盖管片的长度会对盾构的自由度进行控制。
二、盾构关键控制点分析
盾构施工的关键是盾构性能是否适应全过程施工所需,因此盾构类型的选择至关重要,是确保工程顺利进展的保证。盾构类型命名主要是以盾构正面机制形式而定的。盾构正面机械施工必须解决 4项技术:①刀盘型式,面对不同的地质条件,选择合适的开口率及刀具,可以保证切削土体效果,顺利掘进;②土体改良,面对不同的地质条件,采用相适应的土体改良剂和参数配置改良土体,至关重要;③管片拼装,结合隧道轴线,选择合理的拼装点位,将管片楔形量拼在合适位置,保证成型隧道质量。④进出洞风险,排除地下管线及建构筑物风险外,盾构进出洞风险需要额外注意。及时的建立土压力和洞门封堵注浆可以有效的防止加固区内土体塌陷。要做到这4项技术措施符合工程所需,先要把工程施工盾构断面土体的性能、特征研究透彻,要了解土体对盾构推进施工有什么影响,施工时对土体将产生哪些影响。
三、管片拼装环缝衬垫作用
应用盾构技术进行施工的过程中,盾构推进时,前后两环管片之间的接缝处会产生非常大的压力。为了避免这种现象的发生,通常会在接缝处使用橡胶软木进行垫衬,以确保环面受力均匀,防止管片出现破碎现象。进行通缝拼装时,圆环容易发生变形,还会导致相近的圆环变形。因为隧道的整体刚度不高,且极易出现纵向变形,加之拼装圆环接缝处的压密量不同,会使圆环表面不平整,从而导致邻近的两块管片在纵向出现前后位置的偏差,所以环向螺栓在穿入土中时比较困难。另外,在进行错缝拼装时,由于管片是固定的,且由于各管片之间为相互牵制的关系,使圆环不易产生变形,且其圆度比较高,加之隧道具有较大的刚度,这一环缝拼装时的误差就会累计,但是因为施工时的应力比较大,从而导致接缝处的骑缝管片可能会发生纵向开裂现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于错缝拼装,主要是通过对衬垫产生的不同压密量的利用对每块管片的制作宽度上的误差进行调整,进而使施工中的应力降低,以避免管片之间由于受力的影响导致纵向开裂。
四、盾构进洞时洞口密封技术的探讨
盾构法施工出洞与进洞是建造一段隧道区间的始与末,现有的施工技术洞圈密封橡胶圈加上单向铰链板是较成熟的出洞洞口密封技术,但进洞时的洞口密封还没有较理想的技术,这一问题一直困扰着施工技术人员和施工单位,正由于进洞洞口密封未得到解决,进洞施工存有较大的危险性。由于盾构进洞时运动方向与洞口相对活动位置的关系,使一般的密封装置随盾构运动遭到破坏,建立不起一道密封圈,起不了密封作用。如果用气囊作为进洞的密封装置,会得到较为良好的密封效果。
洞圈埋件要有一段凹进去的形状用以安装气囊,不至于被盾构推进时损坏。气囊采用多圈形式,每圈气囊有单独一根充气管,当盾构进入气囊位置时即充气,使充气后气囊顶紧于盾构,气囊充气圈数视盾构进洞时实际工况而定,当盾尾脱出气囊区应再次充气,使气囊顶紧于隧道管片外弧面。气囊位于洞口洞圈与盾构或管片之间,利用充气后气囊的张力,在洞口间隙内形成一密封圈,用气囊内的气体压力起到洞口密封的作用。对每个工程应根据洞口的土质条件、洞口处环境保护等级、工况条件等因素设计气囊道数。特别应考虑在盾构进洞施工时要保护气囊不能由于盾构推进施工而被损坏。
五、盾构压浆技术
一般来说,盾构注浆主要包括二次注浆与同步注浆2种类型。常用的注浆材料包括微水玻璃、水泥煤灰或水泥砂浆,也有采用消石灰砂浆的惰性浆液。对于不同的土层,其所选用的注浆材料与注浆量各不相同,通常应按照地质条件进行选择,这样不仅可以有效的控制地面沉降,还可以降低注浆成本。在推进过程中,为了避免地层土体由于回填填充空隙导致沉降现象,要及时进行补充注浆,以对空隙进行填充,并使压浆的出口压力大于隧道断面的地层压力,以保证最终的成型效果。
六、施工中应该采用安全措施
(1)安全措施的必要性。城市轨道交通隧道盾构施工不仅仅是一项重大的工程,而且还关系到我国的经济发展进而影响到我国有关城市建设交通发展,所以,相关的工作人员要格外重视此类型工程的施工并保证最终的施工质量可以满足如今人们对新型交通的要求。在确定施工日期之后,相关人员要严格按照工程的要求标准以及安全注意事项来开展工作,万不可马虎行事。
(2)施工中的注意事项。由于城市轨道交通隧道施工的过程中,安全隐患较多,因此风险也较大,所以在施工开始之前就要对其安全隐患进行预估并提出相应的解决方案,相关的工作人员在施工过程中要掌控其各个施工环节,确保轨道交通隧道盾构施工的顺利推进直至安全完成。除此之外,在施工开始之前,工作人员应当将施工的流程以及需要注意的安全事项分发给在场的所有工作人员,并组织工作人员落实其安全注意事项。同时,全体施工人员要在施工开始之间,对施工现场以及周边场地进行勘察包括安全事项的控制点、作业程序以及应急材料的场地进行确定,特别是安全事故容易发生的环节进行重点监控和控制风险的发生。最后,要确保每个施工人员能够落实安全注意事项以及明确自身的职责和工作重点,以确保有备无患。
结语:
总之,在城市轨道交通隧道施工中应用盾构施工技术,可以取得很好的施工效果,其优势众多,不仅施工效率高,且具有较高的安全性,对企业与相关人员来讲都具有极大的意义。因此,在实际施工过程中,相关人员要充分掌握盾构施工中的各项关键技术,以确保施工的顺利进行。
参考文献:
[1] 赵玉奇.浅谈城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨.2017.
[2] 高梅花.城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分析.2017.
论文作者:曹军华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
标签:盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 气囊论文; 轨道交通论文; 洞口论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第5期论文;