城市轨道交通工程盾构机掘进施工安全控制要点研究

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:朱金晶
[导读] 摘要:盾构法是城市轨道交通施工中常用的一种施工方法。
        广州轨道交通建设监理有限公司  广州市  510000
        摘要:盾构法是城市轨道交通施工中常用的一种施工方法。在城市中,由于各种不可控因素,城市轨道交通的开挖十分困难。在这种情况下,我们将使用盾构法进行地下开挖。这项技术不仅可以穿越地面的大型建筑,还可以穿越较矮的小型建筑,在电力通信、市政建设和城市轨道交通建设中发挥着非常好的作用。然而,这种方法的使用往往受到地下管网和现有运输线路的限制,施工方法十分复杂。本文主要研究了城市轨道交通盾构隧道的施工工艺和质量控制,重点介绍了盾构施工的几个关键点,并阐述了盾构施工的控制方法。
        关键词:城市轨道交通;盾构;地表沉降;安全;施工技术
        引言
        由于解决大城市经济发展瓶颈的迫切需要,城市轨道交通有着巨大的发展压力。在满足城市轨道交通需求的同时,城市轨道交通建设规模也在快速增长。如何顺利实施城市轨道交通是目前主要的研究方向,在我国主要城市,已建和在建的城市轨道交通隧道大多为盾构结构,城市轨道交通盾构隧道的施工正在被人们关注。
        1盾构施工方法
        盾构施工包括掘进、注浆、分段拼装等工序。其中,驱动参数控制包括驱动速度、土压力设定和渣量控制。在施工过程中,必须根据土层、地面施工和覆盖层条件综合考虑,不断调整开挖参数,以达到最佳效果。
        2盾构施工及安全控制要点
        2.1初始驱动
        开挖初期应做好以下准备工作:(1)洞门挡土墙全部开挖,洞门安装密封圈;(2)安装反力架;(3)临时性的现场准备工作;(4)施工现场产生的渣土处理;(5)明确防护罩位置并确认其定位正确性;(6)各监测点均设置在地面上,同时得到相应的初始结果,为挖掘提供参考和指导;(7)盾构尾部涂有密封脂。
        2.2停机时间控制
        正常驾驶前应做好以下准备工作:首次驾驶完成后,根据试验段获得的参数调整初始设备,使驾驶顺利进行。调整内容包括:拆除反力架、节段、支架,正确布置随动小车的位置,在站内铺设轨道,采用双轨,对所有管线进行胀接。盾构施工过程中,掘进、注浆、分段拼装、运输等都需要协调,合理安排作业时间,保证连续均衡施工,避免长时间停工,以有效控制土的原始压力和地面沉降。
        2.3驾驶速度控制
        严格控制车速,使其在合理范围内。另外,保持快速的行驶速度并快速通过,但波动不大。另外,要密切配合同步灌浆,不断及时调整开挖速度,避免因开挖速度过快,或灌浆量不足影响地层空隙充填而对土仓产生过大压力。同时,避免地面的巨大波动。
        2.4测量、方向控制和偏差校正
        根据施工单位提供的坐标点,在各区段建立地面坐标,并据此建立专用控制网。然后,以平面控制网的点为基础,期望其在正常情况下工作,最大限度地利用现有的工作点,以较高的精度布置两个遥控点,然后将穿越点引入隧道,施工过程中利用导线点可实现测斜,为方向控制和纠偏工作提供参考。
        2.5同步灌浆
        开挖过程中,断面与土壤之间会产生空隙,应采用泥浆回填的方法进行封堵。泥浆通过安装在以下台车上的几个灌浆泵和盾构尾部的预调整灌浆孔输送到间隙。及时同步注浆可有效避免地面沉降,同时可在管段周围形成稳定致密的防水保护层。
        2.6防水施工
        在盾构施工中,防水也非常重要。应注意以下技术和质量控制点:
        (1)放置在型材上的垫片必须牢固,同时材料的种类和位置应符合设计和规范的要求。尤其要注意墙角的材料,要粘结牢固,避免漏水。
        (2)提升时,防止与垫圈接触。如果垫片掉落,应及时进行重新粘贴。此外,在正式安装线段之前,必须进行严格的检查。
        (3)防护罩的操作应保持平衡,特别是在转弯位置。为防止盾构掘进方向因角度过大而改变,盾构掘进段应该尽量错开,保证不会影响垫片的密封和搭接。
        (4)同时尽快对断面后方的孔隙进行灌浆。如果接缝处漏水,应立即进行二次灌浆。
        (5)拧紧节段螺栓时,检查水封垫片是否完好。


        2.7盾构穿越控制
        (1)建立高精度、高密度的解控网络,分析隧道施工扰动对围岩和地表建(构)筑物的影响,及时反馈相关数据,以便选择正确的掘进方式,合理设置土压力,严格控制开挖量和速度,从而控制土的原始压力,保证开挖面稳定。
        (2)同时进行二次灌浆,及时填补管段与土层之间的空隙。注浆要求能及时、同步地填补整个盾尾的空隙,满足快速固结的要求,达到设计强度,有效地抵抗土体的沉降和变形。
        (3)单液和双液灌浆系统的配合比和稠度不同。墙后同步灌浆系统必须满足两种灌浆方式的灌浆压力和输送能力要求,保证单液(含惰性)和双液灌浆功能的独立实现。
        (4)墙后同步灌浆系统不易堵塞,应设置清洗系统。如有堵塞,应及时清除、更换、修补,确保墙后同步灌浆系统正常运行。
        3城市轨道交通工程安全控制保证措施
        3.1地压的控制措施
        在轨道交通实施过程中,必须严格控制地压。此外,其他相关工作也必须严格控制。在城市轨道交通建设中,平衡压力值应保持在一个合理的状态。
        3.2行车速度控制措施
        在城市轨道交通建设中,必须注意行车速度,并将其控制在合理的范围内。还要使行驶速度在快速平稳的状态下进行施工,注意不要有大的波动。二是注意与灌浆配合,及时调整灌浆速度,避免灌浆速度过快造成过大的压力。
        3.3盾构曲线控制措施
        在城市轨道交通建设中,需要注意盾构曲线工作,但在曲线切线处更为准确。这个程度的控制非常严格,偏差不能太大也不能太小。即使在城市轨道交通一号线建设过程中出现这种情况,也有必要用预拌机进行合理调整。
        3.4沉降变形控制措施
        在城市轨道交通建设过程中,需要建立一定的沉降变形参考表,其主要功能是发挥良好的预警作用。加强对地面及周边建筑物的实时监控,确保数据每天更新,确保通讯畅通。特别是城市轨道交通建设经过一些重要建筑物时,需要在第一时间向施工人员发送准确的信息,以便根据具体情况进行调整。
        3.5粘土层控制措施
        盾构机穿越连续分布的粘土层时,开挖过程中的安全措施如下:(1)将盾构机盾头开度提高到38%。(2)采用2/3仓土加风压驱动。
        3.6膨胀土层控制措施
        盾构机穿越膨胀土层时,在开挖过程中应在泥浆中加入特殊药剂,以增强土壤的排水能力,并延长盾构尾孔的充填时间,防止与围岩长期接触和失水。同时控制衬砌墙后的灌浆时间、压力和灌浆量,及时、充分地填补衬砌墙后的空隙,并适当调整锚杆强度。
        3.7防水控制措施
        盾构隧道结构位于水位线以下,对隧道防水要求高,防水施工工艺复杂。主要采取以下措施。
        (1)严格按要求进行防水施工,确保接缝细节符合设计和规范要求。组织专业防水施工队伍粘贴防水材料,保证防水段的施工质量。
        (2)在混凝土结构自身防水的基础上,接缝防水是关键。首先要保证线段本身具有良好的防水性能,其抗渗水平满足设计要求。
        (3)应慎重选择盾构同步注浆压力、浆液配比、注浆量。根据不同地段的地质条件和埋深进行计算分析,做到具体分析,确保隧道段墙后灌浆饱满,段墙衬砌稳定,避免渗漏。
        4结论
        盾构法施工主要用于城市轨道交通工程施工,掌握盾构隧道施工技术对促进城市轨道交通建设具有重要意义。要求在短时间内掌握这些机器的使用,从而提高轨道交通建设的效率,确保城市轨道交通项目尽快投入使用,最终促进城市的健康发展。
        参考文献:
        [1]张占磊.城市轨道交通盾构掘进施工技术与质量控制分析[J].住宅与房地产,2019(06):228.
        [2]卢永炜.城市轨道交通盾构掘进施工技术与质量控制[J].中华建设,2019(08):152-153.
        [3]彭欣.城市轨道交通盾构掘进施工技术与质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2019(05):148.
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