隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨论文_彭亚彬

隧道盾构施工技术发展趋势和应用探讨论文_彭亚彬

中国水利水电第四工程局有限公司

摘要:随着社会的不断发展,人们的生活方式发生了巨大的变化。尤其是在出行方面,地铁的出现给人们的生活带来了极大的便利。因此,为了提高地铁的施工效果,越来越多的研究人员就地铁相关的施工技术进行深入化研究。就目前常见的地铁工程隧道施工技术中,以隧道盾构施工技术最为常见。基于此,在隧道盾构施工技术上,科学、合理的运用该技术才能够进一步提高地铁施工效果,同时也给我国的交通行业发展带来一定的促进作用。

关键词:隧道盾构施工技术;发展趋势;应用

根据相关研究资料显示,隧道盾构施工技术其主要是现代城市低下发展过程中重要的施工方式之一,给城市低下发展带来非常大的便利。尤其是在人们对于生活质量要求的提高、城市化水平的加快的背景下,合理的运用科学的施工技术才是发展过程中有效的措施。基于此,本文主要就隧道盾构施工技术的基本原理和特点入手,进而对隧道盾构施工技术的发展趋势以及实际的应用案例进行阐述,以更加清楚了解隧道盾构施工技术的特性。

1.隧道盾构施工基本原理和特点

笔者在通过详细的研究后,将隧道盾构施工技术的基本原理以及特点进行了详细的分析与探讨,并且将主要的施工原理以及特点进行了总结,具体有以下几点:

(1)对城市正常功能以及周围环境影响较小:在利用隧道盾构施工技术的过程中,仅仅需要在盾构竖井处设立施工场地,其他隧道沿线并不需要设立任何的施工场地。因此,在很大程度上降低了对城市正常运行的影响程度。除此之外,在进行施工过程中当通过地上建筑以及河流时,该技术是不会对任何地地基以及已经存在的隧道产生任何影响。更重的是,在施工过程中不存在进行降水,并且噪声小,无污染等。

(2)根据隧道和地基实际情况进行个性化设计、制造以及改造盾构机:在研究过程中可以发现,任何一个隧道在施工过程中其具体情况以及周围地基的情况时不同的,因此在选择盾构机的过程中,可以根据隧道以及地基的实际情况设计、制造以及改造盾构机显得尤为重要。

(3)施工精度要求高:研究过程中发现,较普通的土木工程而言,隧道盾构施工其管片制度的精度要求更高,其程度类似于机械制造。除此之外,由于隧道其断面是固定的,因此在其轴线的误差以及管片的装配上,其精度要求相对更高。

(4)盾构施工具有不可逆性:在整体的隧道盾构施工过程中,其正式施工开始前的准备工作非常重要。若施工过程中出现任何问题,那么仅仅只能依靠辅助施工措施进行解决。除此之外,由于管片外径明显小于盾构外径,因此若要进行后腿,那么就必要拆除已经装配好的管片,进而就将会产生一系列不必要的情况。

2.盾构施工法新技术

随着社会科技的不断发展,盾构施工技术也随着得到不断的完善。根据相关的研究资料显示,为了更加满足隧道施工以及复杂地段的施工,越来越多的盾构施工新技术被研究并利用。基于此,笔者主要就以下几种盾构施工新技术进行分析:

2.1扩径盾构施工法

所谓扩径盾构施工法,其主要的工作原理是通过对原有的隧道卜的部分区间进行直径扩展。在扩径盾构施工法进行施工的过程中,首先将原有部分施工时衬砌进行依次撤除,以及将部分围岩进行挖除,接着修建扩径盾构的空间,进而将其设置为始发基地。

2.2球体盾构施工法

球体盾构(直角盾构)施工法,其特点在于刀盘部分为球体,可以任意进行转向。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在施工过程中,球体盾构施工法可以任意向每个方向进行挖进。其主要利用在盾构竖井难以保证以及需要直角转弯的情况下进行应用。

2.3多元盾构施工法

多圆盾构施工法,其主要利用多圆盾构进而修建多圆形断面的隧道。该施工法能够通过圆形的特点,进行多种多样的组合,以此构建出多种多样断面的隧道。多元盾构主要适用于地铁车站、车道以及地下停车场等地方。

3.国内外盾构技术的发展趋势

随着社会科技的不蹲发展,高新技术也在各行各业的发展过程中被广泛应用。因此,就隧道盾构施工技术来说,其技术含量随着科技技术的发展越来越高,并且在自动化程度、测量定位等方面更加完善。笔者在根据详细的了解后发现,在当今的盾构施工技术中,遥控控制、激光制导以及陀螺仪定位等技术已经在盾构技术中广泛应用。随着盾构技术的不断完善,其在施工过程中其隧道施工质量同样也日益完善。

笔者就国内外盾构技术的发展趋势进行了主要的分析,并将主要的表现方面进行了详细的阐述,大致包括以下几点:①施工断面多元化:盾构技术已逐渐由单一的形状向双圆形、方形以及复合断面发展;②施工新技术:在施工新技术上,其主要包括进出、地中对接、扩径盾构施工法以及球体盾构施工法等。

4.隧道盾构施工技术的应用

笔者为了更加直观的了解到隧道盾构施工技术的发展以及应用,主要以某隧道工程作为具体的研究案例。该隧道工程的具体情况如下:总长3822m,施工区包括:粉细砂层、砾砂层以及卵石层。盾构机的选择上主要为:直径11.93m的泥水平衡式盾构机(两台)。盾构隧道的内径、外径分别为13.3m、14.5m。分别由一块封顶块、两块相邻块以及七块标准块组成管片环。

在洞口的是发端,其埋深平均14.47m,在经过人工勘探陆域空隙潜水初见水位埋深为0.2―2.1m,稳定地下水水位埋深为0.3―3m。由于在本次的施工工程中,地势较低,因此非常容易造成积水,设计地下水位取0m。除此之外,静止土压力系数以及主动土压力系数分别为0.48、0.59。按照相关的施工经验来看,切口水压上限以及下限应该分别为0.21MPa以及0.20MPa。

通过相关的研究以及部分模拟结果来看,本次研究案例中的隧道需要进行上浮控制,其主要的措施以及构造如下:

(1)严格控制盾构正面泥水压力,并且其盾构正面溺水压力必须大于开挖面土压力以及水压力总和。

(2)与此同时,在管片周围应当均匀分布并布满,以提高注浆质量。除此之外,还应当提高浆液早期强度。

(3)在实际的施工过程中,若发生隧道管片上浮力以及影响范围较大时,相关的施工人员应当及时采取均匀措施(即补浆措施),进而使始发段盾构施工过程效果良好。

结束语:

终上所述,在隧道盾构施工技术的应用过程中,应当做好前期的准备工作以及相关数据勘察工作,进而才能从根本上保证隧道施工的质量。除此之外,随着社会科技的发展,盾构施工技术也将会在不断的发展当中产生出新的技术,因此对于盾构施工技术的相关研究是比较有研究价值的。

参考文献

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论文作者:彭亚彬

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期

论文发表时间:2017/12/25

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