地铁隧道盾构施工技术要点探究

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:李双
[导读] 摘要:现如今,我国城市化进程不断加快,目前,城市轨道交通在我国城市发展中也占据了重要地位,成为城市居民日常出行的主要交通工具之一。
        中国水利水电第十一工程局有限公司  河南灵宝  472500
        摘要:现如今,我国城市化进程不断加快,目前,城市轨道交通在我国城市发展中也占据了重要地位,成为城市居民日常出行的主要交通工具之一。而盾构施工掘进技术作为地铁隧道的主要掘进工艺之一,在地铁建设中有着不可取代的地位。因此本文将对地铁隧道盾构施工掘进技术的工作流程,和影响地铁隧道建设的发展因素进行分析。
        关键词:地铁隧道;盾构施工;技术要点
        引言
        在地铁工程中,引入盾构法能够推动工程的开展,这也是地铁事业的整体发展方向,所以对其展开技术研究具有很强的现实意义。就当前的地铁盾构技术而言,其应用程度相对有限,工程人员依然需要进一步学习,从而全面保障地铁工程的整体质量。
        1地铁建设的现状
        1983年英国伦敦建设了第一条地铁,距今已有150多年时间。1965年北京一号线开通建设标志着我国开始进入城市地铁交通时代,尤其是2000年以后,中国地铁建设全面开花。截至目前,全国已有三十多个城市的地铁开通运营,很大程度上缓解了各大主要城市的交通拥堵问题。但是地铁隧道建设规模较大,周期较长,安全风险高,隧道施工的形式也是多种多样,从敞开式明挖到矿山法再到盾构施工,目前我国地铁隧道的主要施工形式大多采用盾构法。
        2盾构施工流程
        整个盾构施工可以细化为3大部分,具体分析如下:(1)盾构始发,最基础的便是进行盾构机的组装调试作业,而后将其运输到制定的使用区域,以便后续正式施工的顺利进行;(2)盾构掘进,以既定的设计线路为指导,由此展开掘进施工;(3)盾构到达,经过一段时间的掘进作业后便会到达与贯通处相距50m的地点,而后持续掘进直至贯通,此后通过洞口处到达车站内,这一过程便称为盾构到达。可以得知,盾构机是贯穿于整个工掘进施工的基础性设备。
        3地铁盾构法施工技术要点
        3.1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 。
        3.2盾构掘进
        盾构机分解件分别吊到坑内,就可以设置反力装置和盾构进发导口。完成反力装置、进发导口和洞口止水等工作后就可以进行始发。将推进油缸顶在反力装置上,利用刀盘和油缸进行掘进,油缸推行一个行程后收回,在反力装置与推进油缸间放临时支撑垫,继续推进,进入隧道后即可进行管片拼装与后部设备安装。盾构设备全部进入隧道后,即可安装预定方向掘进。
        3.3盾构到达施工
        (1)纠偏是后续施工得以顺利进行的基本前提,但需要基于逐步的原则而进行,任何一环的纠偏量都不允许出现过大的情况。(2)对盾构机的位置进行监测,当其与端头墙间距为20m时,则降低掘进速度,此时应控制在20mm/min以内,并持续降低推力,这是避免端墙以及地层不发生坍塌现象的基本保障。(3)当盾构机进入到达段后,加大力度展开地表沉降监测工作,以所得结果为指导展开掘进施工。

(4)如果刀盘与贯通里程间距不超过10m,此时应安排专员对洞口的状况进行实时监测,并做好对掘进参数的优化工作。(5)当拼装管片到达加固范围后,则转变浆液类型,以快硬性浆液为宜,并且做好对加固区的泥水封堵处理。
        3.5防水施工
        (1)注浆操作应该予以严格把关,确保注浆材料的选择和应用较为合理,自身能具备较强的防渗漏性能,在具体注浆处理中同样也需要规范控制,保障注浆较为均匀扎实,杜绝在任何区域形成较为严重的漏洞,促使注浆结构可以发挥出理想的首道防水功能。(2)针对具体的防水材料更是需要严格把关,应能确保防水材料的应用比较密实,自身具备较强的防水性能,可以对于管片接触区域进行严格防水处理,最大程度上规避水分在该区域形成明显的渗入问题,无论是专业防水卷材的运用,还是防水砂浆的涂抹,都需要切实提升其整体防水性能,保障处理的完整性。
        4施工注意事项
        4.1合理控制盾构施工参数
        在使用盾构机械设备之前,要根据地铁施工现场的实际情况来设置参数。施工单位要根据以往地铁施工总结,归纳盾构参数,这样才能摸索出地质条件的变化规律,从而科学地设定参数,以便于控制盾构隧道上浮,避免施工时地表变形。
        4.2选择合适的试验区域
        为进一步确保地铁隧道盾构施工掘进技术的可行性和安全性,在对地铁隧道进行掘进时,可选择开始掘进的第一段范围作为实验区域,待其掘进工作施工完成后,相关人员对此段施工作业的成果做出检查和评判,确保没有问题后再继续进行施工掘进工作。此外,在大范围掘进过程中,施工人员应参照实验阶段的地质条件和掘进施工时的各项参数,以便在对隧道掘进过程中出现的地质条件变化及时做出参数的调整。
        4.3避免管片上浮
        盾构法施工过程中出现管片上浮的情况比较常见。为了避免出现这种情况,施工人员要认真勘察施工区域,依据施工参数制订出符合施工实际要求的正确参数。在施工过程中如果有问题出现,施工技术人员应立刻进行分析,并采取有效措施进行处理。因此,施工技术人员要具有较高的专业知识和专业技术能力。盾构掘进过程中,相关施工人员还要做好推进速度和力度的控制和调整,要依据施工的具体情况确定千斤顶最佳的行程差,提高千斤顶的利用率。同时,要保证推进油缸的动力输出达到管片作业的施工要求。盾构法施工中为了避免出现管片上浮的情况,要依据监测的数据进行科学的分析,制订出盾构施工方案和正确的施工参数,以保证隧道工程的施工质量。
        结语
        由于我国城市建设发展的需要,国家将大力推行城市地铁建设。而盾构施工掘进技术作为城市地铁隧道建设的关键技术之一,不仅为地铁隧道建设施工提供了更多的安全保障,还大大缩减了城市地铁建设施工的时间,并降低了人工成本,为中国的城市铁路建设做出了巨大的贡献。然而,然而由于地质环境和水文环境的不同,导致地铁隧道盾构施工掘进过程中容易出现意外事故,如造成地表沉降等现象,因此相关单位必须配备专业人员,在开始进行盾构施工之前,严格对所在地铁线路进行地质勘测,并定期对所使用的盾构机进行检查。而对于盾构机的操作人员,必须具有高专业度,且在使用盾构机时严格遵守相关规程及技术要求,以降低地铁隧道盾构掘进过程中的事故概率,并提升我国地铁隧道建设施工的质量。
        参考文献
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        [2]刘健.试论地铁复杂地质条件的盾构施工技术研究[J].科技与企业,2016(3):25-27.
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        [4]胡二中.地铁盾构法施工中常见质量问题及防治措施分析[J].中外建筑,2017(4):173–175.
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