摘要:伴随着城市的发展进程,地铁这项交通设施被广泛应用在人们日常出行中。为了解决城市轨道交通工程在复杂地质条件下的施工难题,盾构掘进施工技术已经成为地铁施工中最关键的手段。基于此,文章对在复杂地质条件下地铁施工环节的盾构施工技术展开研究,以期能够在一定程度上分析施工技术的优劣,同时探究其在实际地铁建设施工环节的应用。
关键词:复杂地质条件;地铁盾构;技术要点;安全影响因素?
引言
经济的发展促使我国道路交通体系也随之发生了很大程度的改变,就目前来说,施工设计团队大都会选择应用盾构施工技术来开展复杂地质条件下的地铁项目施工,但是这一施工技术相对比较新颖,同时城市地铁施工层的情况又相对比较复杂,致使在实际的地铁项目施工环节很容易出现问题。这不仅在很大程度上影响了地铁建设的安全,同时也为后续的使用埋下了隐患。由此,文章通过我国现阶段复杂地质条件下地铁工程项目中盾构结构技术的施工进行阐述、研究,以期能够在一定程度上帮助未来地铁项目施工顺利开展,同时保障人们的生命、财产安全。
1地铁隧道盾构结构的施工特点分析
1.1安全性较高
伴随着科学的快速发展,地铁的盾构结构施工安全性也在逐渐提高,但由于盾构结构施工主要是在地下,其受到当地的气候环境变化影响较大,但盾构结构本身的施工快速性,使得其受各种因素的影响逐渐降低,大幅提升了地铁盾构结构的施工安全性。此外,在进行盾构结构的施工过程中,还能避免对地面交通的影响,最大程度上保证了地铁工程的施工效率。
1.2施工的高效率
虽然我国地铁工程中对盾构结构施工起步晚,研究课题不多,但在对盾构结构施工的投入上却有后来居上的趋势,该项目的规模跻身世界前列,而且在盾构施工技术方面也在大幅度提高,各种施工设备和技术层出不穷,例如,直径15米以上的特大型盾构机、异形隧道盾构机、自带冷冻刀盘盾构机等等一系列最前沿的开挖掘进和支护技术,促进我国的盾构结构施工的效率逐年提高。
1.3产生危害较小
地铁隧道施工的工作面非常有限,并且施工地点还是在离地面有一定距离的地下进行,传统的施工方法对城市发展影响较大。而盾构施工方法因为其机械设备能够在地下组装,从而对地面建筑的影响非常小,因此其施工的危害性非常小。
2盾构施工技术不利地质条件下的施工技术应用
2.1盾构出洞准备施工技术
(1)材料与设备比选
在出洞施工前务必要结合现场的地质条件,选择好施工材料和施工设备,同时认真详细检查盾构施工的出洞条件,确保出洞施工的安全顺畅。同时要用盾构的出洞条件与设备出洞前的土质进行认真比选。
(2)基座设置
基座的设置是盾构出洞施工的基础环节,其基座参数的选择务必根据实际的盾构出洞施工条件相适合,如此才可以保证按照预定的轨迹进行掘进,确保施工的精准性。
(3)检查设备
在出洞施工前务必对盾构机及其配套设施进行严格检查,检查的指标是主体和配套的匹配性,由于地下施工过程中没有办法检查周围的环境,务必在对设备的组装和施工前对设备的安全性和有效性进行确认。
2.2盾构掘进阶段施工技术分析
在进行正式的盾构掘进施工前,需要先对盾构掘进设备进行试运行,确保盾构机的运行符合施工需求,对于设备不符合施工需求,需要对盾构机的施工参数进行调整,保证在正式掘进施工过程中的参数符合标准。
在确定了掘进数据之后,施工人员需要对其进行相应的调整,这时就可以开展正常的盾构掘进施工了。
在掘进施工的过程中,施工人员需要对盾构机的施工状态进行实时观察,若出现方向倾斜等问题,则需要及时对其进行调整,并通过科学的计算保证盾构机的掘进方向和设计图纸相符合。
在掘进前,还需观察施工场地的周围地质条件,若发现异常问题需要及时处理,保证整个盾构施工的安全性。
2.3挖掘粉砂层阶段施工技术
在地铁盾构施工过程中,经常会受到实际地质环境的影响,导致施工受到一定的阻碍。其中,在盾构施工过程中遇到粉质黏土类型的土层是对盾构施工最为有利的。但是,在施工过程中,各种环境的地质都会遇到,其中遇到粉砂层时会对整个施工难度造成影响,因此必须要采用科学合理的防治方法来保证此种地质环境下的盾构施工安全。在遇到粉砂层时,盾构机的出土口喷砂机土体液化等会对施工产生严重的影响,所以必须要对这种环境下的土体进行有效的防治,降低其流动性。目前,盾构机采用往土舱内加泥或增加土舱压力等方法来进行控制,从而保证盾构施工的正常进行。此外,对于盾构过程中管片安装流程也非常重要,如果不能够连贯的进行管片安装,将会对盾构出的隧道安全性产生影响。
2.4盾构机进出洞技术
地铁盾构机掘进的基本原理是圆柱体的钢构件沿着土方工程隧道的预制轴连续运动。圆柱形组件的外壳是一个防护罩,可承受周围土壤层的压力和低水压,并在一定程度上阻挡外壳外部的地下水。同时,它在挖洞中扮演临时角色,但在铺砌的隧道中起支撑作用。由此可见,盾构机进出洞技术对于隧道挖掘非常重要。为确保轴误差在指定范围内,应按计划进行施工并减少成本,施工团队和技术检查专家密切合作以完成适当的项目并彻底检查盾构机的施工路线。在盾构机的施工过程中,沿着发射底轨的轨道向前移动,设备外壳完全切入隧道,以减少暴露于地面的时间。盾构机出洞必须事先检查隧道条件,并根据周围的土壤和环境特性预先设定最合适的出洞方法。
3盾构施工过程中需要注意的问题分析
3.1开挖前勘测工作的必要性
在地铁盾构挖掘施工开展前,对施工总体路线的精准勘测是至关重要的环节,这样就可以更全面更细致地掌握各种复杂地质,例如断层和薄弱的土层分布状况等,然后按照勘察的数据和实际情况制定预防的措施,最大限度地减轻施工过程中的意外地质影响。另外,还要根据施工的地质情况做好对盾构机的保养计划,对于特殊状况下可能出现的特殊情况要充分做好预案,并且对不同地段的不同地质条件下的掘进参数进行分析,制定下一步的掘进方案,确保盾构施工的安全稳定。
3.2设置科学合理的盾构施工参数
掘进参数在出现异常状况时,需要根据系统反馈回的往往无信息进行线路的调整,同时根据隧道的地层情况对盾构的推进油缸模式来对掘进的方向进行科学的控制。而对于曲线掘进施工,其需要根据曲线的半径计算出最佳的铰链角度,设置合适的辅助掘进曲线。
当前的油缸主要分2种,主推模式和低压跟随模式,在选择掘进方向时需要对另一侧的主推油缸数量进行设定,而对于下坡段的掘进施工,其需要对盾构机的上部分进行压力增加,对于左转弯时的掘进施工,期间需要对右侧的压力进行适当的增加。
3.3减少管片上浮的对策
选择浆液时,必须确保浆液的填充性,并且将初始凝固时间以及早期强度有机地结合在一起,以使保护性隧道的各个部分和周围的岩石共同作用,以形成稳定而一体的物体。随着工程地质和水文学以及隧道中沟槽深度的变化,动态调整浆液比以确保管片稳定性。
3.4盾构法施工中控制地面沉降的措施
地铁盾构施工中,为了解决地面沉降问题,必须要科学合理的选择盾构机,此外,地面沉降还受到注浆的影响,所依在进行注浆施工时,必须要控制注浆的速度、时间,以及注浆比例等,防止因为注浆失误造成地层变形现象发生。
结语
综上所述,在进行地铁施工的过程中需要选择合理有效的施工办法,进而保证地铁工程的质量,本文阐述分析了地铁盾构施工技术的相关问题,以此作为今后工作的参考。
参考文献
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