地铁盾构工法施工技术应用与探析论文_黄瀛

地铁盾构工法施工技术应用与探析论文_黄瀛

天津市地下铁道集团有限公司 300000

摘要:近年来各城市加快了地铁建设,在地铁施工过程中,盾构法作为最为重要的施工方法,可以有效的保证地铁施工的质量,确保施工的安全。文中从地铁盾构法施工技术概述入手,分析了地铁盾构法施工技术要点,并进一步对地铁盾构法施工技术的优化措施进行了具体的阐述。

关键词:地铁;盾构法;施工技术

引言

随着我国城市现代化建设进程的不断推进,城市地铁发展业已成为城市建设中一项不可或缺的重要组成部分。但由于城市空间的局限,导致地铁大部分工程都在地面以下,因此对施工过程技术要求更高。作为地铁工程中的关键部分,隧道施工目前普遍采用技术相对比较成熟的盾构法进行,且随着地铁工程的不断发展,盾构工法修筑地铁隧道已在国内广泛使用。但往往由于施工场地受城市道路、建筑物等限制,地铁车站需分段开挖施工,导致指导盾构掘进的地下近井定向边的距离较短,增大控制风险,甚至出现质量事故的情况。

1地铁盾构法施工技术概述

在地铁盾构法施工过程中,利用盾构机沿着隧道轴线边向前推进,实现对土体的挖掘。由于盾构机钢组件壳体能够对挖掘出未衬砌的隧洞段起到临时支撑作用,可以有效的承受周围水土的压力。在地铁盾构法施工过程中,其通常是在地下进行施工,受地面情况及季节因素影响较小,可以有效的保证施工进度和施工的安全性。而且盾构机在实际施工过程中,能够一次性的精确、快速的完成支护、挖掘、排土和衬砌等作业,有利于提高施工的效率。而且盾构法施工技术对于任何地质条件都具有较好的适用性,在地铁施工中进行应用具有较好的经济性。在具体实施过程中,只有竖井会占用适量的场地面积,没有震动和噪音产生,对周围正常的生活和工作带来的影响较小。

2地铁盾构法施工原理

地铁盾构法施工技术实际就是以盾构机为主要施工设备进行施工的一项地铁建造技术,施工过程中依靠盾构机结实的盾构钢壳,为地下挖掘施工提供可靠的安全保障的同时,能够大大缩短施工工期,保障工程质量。一个完整的盾构机主要由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片以及注浆体等组成,各部分相互配合,相互协调,整体运转,从而使盾构机挖掘作业得以顺利实施。在具体施工过程中,不仅利用其挖掘功能进行排土挖掘,而且可以利用盾构机的尾部同步开展持续的注浆作业,最大限度的降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动,进而保障隧道的稳定和安全。

3地铁盾构法施工技术要点

3.1盾构施工的勘察和准备工作

我们要在施工前,对施工场地进行勘察,从而确保施工过程的安全、高效。勘察的内容主要有:对场地的地形、土质条件、有无障碍物等进行勘察。盾构施工的准备工作主要有:测量定线、开挖工作井、排出地下水、准备衬砌块、组装调试盾构机等。

3.2盾构机掘进施工

在地铁建设过程中盾构机发挥着重要的作用,在盾构掘进施工过程中,盾构机机出洞是最为重要的施工环节,在具体控制过程中要降低盾构施工对周围土体所造成的影响,确保盾构开挖工作的顺利进行。在盾构机掘进施工过程中,主要以注浆、盾构坡度和盾构姿态等环节为主,因此要严格按照施工技术要点,对施工现场数据进行测量,确保盾构开挖面的稳定性和可靠性。

3.3盾构机进出洞技术要点

在盾构法施工过程中,盾构机进出洞环节存在较大的风险,需要确保各施工要素都达到标准要求,并建立支持推进施工的稳定后盾和接受系统,保证始发接收的加固洞口土体的稳定性,而且对洞口与盾构外壳之间空隙加密技术具有较高的要求,并在具备完善的应急抢险预案和指挥行动体系,这是确保盾构机进出洞安全施工的关键所在。

3.4盾构掘进的挖土及顶进

应根据施工地块的土质及地下水情况来决定盾构机掘进挖土的方式。衬砌完衬砌块之后应马上顶进盾构。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们要保证工作面完好不塌陷的情况下进行顶进盾构。顶进速度常为50mm/min。顶进时通常要对工作面进行支撑。在盾构顶进时,对千斤顶的顶力有一定要求,要保证不破坏后部支撑结构。

3.5盾构的砌块及衬砌方法

由于砌体是盾构千斤顶掘进过程中的后部支撑结构,承受来自千斤顶的顶力,因此顶进盾构后要立即进行初衬,完工后可作为永久支撑结构。砌块的常用种类有两种:钢筋砼砌块和预应力钢筋砼砌块。连接两个砌块的方式有两种:平口、企口。常用杠杆式拼装器或弧形拼装器来拼装砌块。盾构的一次衬砌是指砌筑砌块及填灌缝隙。一次衬砌质量达标后接下来按照隧道的使用需求来进行二次衬砌,采用浇灌细石砼或喷射砼。

4地铁盾构法施工技术的优化策略

4.1做好地质勘探工作

地铁轨道施工过程中容易遇到一些较为恶劣的地制裁环境,因此施工之前需要做好挖掘现场的勘测工作,并做好盾构机保养。在具体勘测过程中,宜采用多方向支撑液压钻机,以此来掌握施工的信息,并及时制定具体的处理措施。当盾构每天施工进度超过20~30m时,宜采用地质雷达,从而为施工的顺利进行提供重要的地质信息支持。

4.2减少管片上浮现象

在施工过程中出现管片上浮情况时,需要对施工地点的地质状况进行掌握,而且在推进过程中要对速度和推度力进行控制,通过加大对盾构机作业的控制力度来有效的避免管片上浮现象的出现。在实际操作过程中,需要增加同步注浆的抵抗力,确保注浆能够尽快凝固,有效的抵抗管片的上浮力。还可以通过将突出盾尾的管片利用槽钢连成一个整体,增强相邻管片之间的约束力,并复紧螺栓,减缓掘进的进度,以此来提高成型隧道的刚度。

4.3改进防喷涌技术

在盾构开挖施工时,可以利用盾构机对施工工作面产生压力,使土压力与水压力之间保持平衡。在实际施工过程中,当推进时出现异常情况时,需要及时改良土体,将发泡剂或是膨润土加入到土体中,使切削的土体在压力仓内调整成理想的状态。另外,可以将自动闸门架设在螺旋机与压力仓出口处,这样一旦发生紧急情况则可以强行关闭闸门。

4.4注重纠偏和进度

在盾构设备推进过程中在采取相应的纠偏工作,通常要分片与分段进行纠编,不宜猛纠猛调。即在实际推进过程中需要密切检测相关的数据和参数,有效的降低干扰因素对线路带来的影响。特别是在后续施工过程中,要求密切监控施工参数,最大限度的对偏差进行限定,以此来保证施工进度,确保推进工作的顺利开展。

4.5控制地面沉降

当前地铁隧道施工过程中,多数情况下采用的是土压平衡式盾构法,即在施工时充分的利用最前面的全断面切削刀盘,将切削下来的正面土体装入到刀盘后面的密封舱内,控制好土压的平衡,并根据盾构上方土体的隆陷和荷载变化来进行调整,关注施工监测数据,有效的降低盾构可能会对土层带来的影响,防止出现沉降现象。在实际施工过程中,要合理选择盾构机,在盾构施工时需要控制好同步注浆和二次注浆,将注资速度、配比和注浆量控制在合理范围内,以此来防止地层变形情况发生。针对于地面沉降,还要根据具体的地质条件来开展实际的勘察,合理判断土体性质、覆土厚度和地下水变化等情况,有效的防止地层变形情况发生。

结语

城市地铁盾构施工法,是现阶段地铁施工过程中安全性最高的地铁施工技术。随着地铁施工企业的不断发展以及施工机械的不断改善,在加上先进的工程测量、定位、控制技术的广泛应用,相信我国地铁盾构施工技术的运用一定可以有效的促进地铁施工质量和效率的全面提升,从而发挥出其在地铁工程项目建设过程中的积极作用。

参考文献

[1]王立峰,祝江鸿,罗劲鸿等.杭州地铁盾构施工中地表位移及变化规律研究[J].科技通报,2013,(9).

[2]傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工[J].科技资讯,2016(18):72-73.

论文作者:黄瀛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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