摘要:目前我国的地下综合管廊规划设计仍然不太成熟,各地城市的地下管廊仍然处在摸着石头过河的阶段。由于地下综合管廊的建设往往在一些大城市,这些大城市往往人口高度集中、各种交通线路和电力设施错综复杂,所以在这些地下综合管廊的建设中通常不采用明挖法,而是应用盾构法来尽可能减少对城市居民的影响,本文针对地下综合管廊中盾构法的技术进行分析研究,以求给相关的工作人员提供有用的意见。
关键词:地下综合管廊;规划设计;盾构法;错综复杂
引言
大城市中近年来在交通上进行了大幅的建设,特别是针对地铁等地下综合管廊设施进行了快速地发展。因为在大城市中进行地下综合管廊设施的建设可能会受到城市交通、地面道路设施、地理地质等各方面的制约因素,所以在大城市中的地下综合管廊设施建设大多采用盾构法,盾构法也是目前流行的大城市施工技术。下面本文针对盾构法在进行地下综合管廊建设中的技术进行详细的研究和讨论。
1盾构法优势
1.1盾构法的技术特征
盾构法采用的设备是一种配备有确保安全的护罩的专门器械,它的工作方式是通过机械尾部衬砌块作为支撑点然后慢慢向前方推动,在刀盘装置切割土层的同时把前方的土层进行相应的处理后装进后部的预制混凝土衬砌块。一般来说,机械式和水力式这两种掘进出渣的模式是盾构机主要的模式。在水力盾构机的配置中有一密封室,里面装满了膨润液。膨润液的主要作用是用来充当地下水压力和平衡土压力的一种介质,同时也是排除前方土层的载体。盾构机在隧道中向前方推动时,盾构外壳和管片对四周围岩机构起到支撑的作用,防范隧道内壁坍塌现象的发生,与此同时在挖掘施工的前方利用切削设备对前方的松软土层进行处理,并且通过相关的装置把它挖出的土渣排出洞体外,在机械后部利用千斤顶的机械设备进行增加压力让其推进,将前方排出的土层拼装成预制的混凝土管片,通过这种施工方法形成盾构机的基本施工流程。
1.2盾构法的优势分析
通过盾构器材在较为柔软的土质和破碎的岩石层中通过挖掘、衬砌等方式进行隧道的建设工作就被称为盾构法。作为一种建筑暗挖技术中的全机械化作业方式,盾构法相比起其他的施工方式大概具有如下技术优势:第一,建设速度快,在软质土层上施工,盾构法能够同步做到挖掘、出渣等操作同时进行,而且相比于其他的暗挖技术能够避免对地面的基础设施和各种电力设施管线造成损坏。第二,建设安全性好,盾构法在很多复杂条件下都有很大的优势,比如说在护城河等水情不好的地区,当水流急促、航运交通繁忙的时候。盾构法能够大显身手,成为地铁等隧道设施建设的主要手段。第三,自动化操作方式,由于盾构法采用的是全机械化作业方式,所以能够在地下综合管廊设施的建设中进行自动化作业,盾构法的相关操作难度低,容易由人监督管理,而且完全是机械化操作,所以相关的负责人员劳动的强度较小。通常在松软的浸水松软土层中建设较大的长隧道有着明显的建设优势。第四,对生态环境的破坏小,通常情况下盾构法的施工方式不受施工区域天气情况等自然条件的影响,而且当在水底、城市中等区域施工的时候,能够较小地对周边的环境产生影响。比如说,施工时产生的振动,噪声都比较小。
2盾构法施工要点
2.1 开挖土层
在开挖之前通常情况下会根据地理地质的特殊条件选择最佳的开挖土层的模式,一般情况下施工人员通过将前方的切口贯入土层,随后再在切口内部进行土层开挖的操作,通过这种施工方式可以在最大程度上减少对地面各种基础设施或者电力设施造成的影响。在实际中通常会有机械切削式开挖、挤压式开挖、敞开式开挖、网格式开挖等等几种施工形式,各种各样的施工方式有着各自独特的优势,在具体施工的时候必须根据相应的地理地质条件选择合适的施工形式,以求实施最好的施工方案。
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2.2盾构机的推进
盾构机一般利用千斤顶来推动盾构设备进行挖掘的工作,具体的工作方式是应用相应的编组技术来决定千斤顶的相关功能,同时根据地质量测的平面位置及轴线高程,决定盾构的方位和改动盾构机前进的具体方向,避免出现挖掘方向错误等现象,通常结合实际情况的不同,可以采用不同的挖掘方式。比如说挤压性挖掘可以通过改进土孔的方位和开孔率等方式修改挖面的压力方向。
2.3 衬砌拼装方式
一般来说在衬砌拼装中的施工方式一般是通缝拼装和错缝拼装这两种方式,根据相关的结构受力情况应用液压传动拼装机进行操作。通常来说通缝拼装的内容是通过把管片衬砌的纵缝环环对齐,这种拼装的方式一般操作容易。应力在相应的衬砌环施工时,对比其他施工方式较小,而错缝拼装的流程则是把相邻衬砌圆环的纵缝相对错开,这种衬砌的方式特点在整体的流程中建设的工程质量最好。
2.4衬砌压注
通常在盾构机运行的过程中,一般应用一次性压注的方式来修正衬砌操作后的受力状态,避免地表的沉降现象,增强衬砌的防水性能。同时在盾构机向前方推进的时候应用预留孔压注水泥类砂浆,使盾尾和衬砌的其中部分被充满,在这种压力技术之下最大程度降低衬砌的不均匀现象,与此同时通过将盾尾与衬砌之间部分的空白处进行加固处理和压注充填。
3地下综合管廊的施工条件
3.1盾构机的施工要求
一般来说盾构机的施工适应能力较其他施工方式较高,土层松软的区域,各种线路设施埋设有十米以上的深度都可以利用盾构机来进行施工。但是盾构机还是有一定施工限制。比如说隧道工程施工必须具备水平方向不小于一米厚度、有一定的深度、施工区域必须要松软度较高的土层、在施工地点必须要有盾构进出洞和出碴进料的通道等等基本条件才能施工。施工角度来说,盾构法施工的环境适应性较高,在松软性含水地层、或地下线路等设施埋设深达到十米以下深度时、都可以采用盾构法进行施工。但需要一定的基本操作条件,如:隧道工程施工必须要有足够的深埋性、地质工况要具备较好的均质性、覆土深度应不低于六米、施工线位上必须建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井、单洞施工则要具有足够的线间距、洞体之间或与其它建筑物之间的岩层土体要具备水平方向不小于一米的厚度、竖直方向为一点五米的加固处理层、连续施工长度不小于三百米等条件。
3.2 地下综合管廊背景下的施工要求
地下综合管廊的建设在我国发展较为滞后,经常因为各种原因不能够进行施工建设,基本上是因为在无偿使用城市土地资源的政策背景下,大城市中各种的工程项目多,各种机关单位和部门配合不紧密,通常情况下只有城市的各种建设规划的政策法规,而没有针对城市综合管廊建设的法规,没有统一城市综合管廊建设的管理体系和标准。所以要想让地下综合管廊的建设正常进行,必须针对地下综合管廊建立其长期的规划,制定相应的法律法规和施工中的规范标准,以求在地下综合管廊的盾构法施工中能够在保证最大程度上减少对周围环境影响的前提下顺利完工。
结语
综上所述,通过对地下综合管廊建设中的盾构法进行详细的研究讨论,知道了盾构法相应的工作原理,以及盾构法相对于其他施工方式所具有的独特优势,在盾构法实施过程中必须对工程区域的地理地质、相关城市的法律法规、行业内部的规范管理做到了解,以求确保地下综合管廊建设工程的顺利完成。
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论文作者:祁向阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
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