中铁十四局集团隧道工程有限公司 山东济南 250014
摘要:伴随着城市化的不断推进,城市的规模不断扩大,地铁的建设工作越来越繁重,也受到社会广大群众的关注与重视。不同的地区有着不同的地层条件、地层环境。众多且复杂的地质问题成为了地铁修建最大的挑战。为了保障地铁项目安全性,就需要合理分析施工现场条件和情况,采取有效的技术,盾构施工是一种很好的方法。当然使用该技术前必须合理、科学的控制盾构机的掘进参数,要按照相应技术流程和规范操作才能够克服不同地质带来的施工负面问题,保障施工进度和施工效果。本文将深入分析地铁复杂地质视角下的盾构施工技术思路,以便为更多业界人士作业提供思路上的支持。
关键词:地铁隧道;盾构施工技术;要点
引言
随着城市化进展的不断推进,地铁建设里程不断刷新,在地铁建设的过程中盾构法施工得到广泛应用。地铁盾构法就是在施工的过程中,采用盾构机沿着地铁隧道的轴线边,不断地工作推进,以此达到对土体的挖掘目标。盾构机的组成部分能够很好地对挖掘出但并未衬托的隧道起到临时的支撑作用,也能很好地承受挖掘过程中周围水土产生的压力。在我们采用地铁盾构法进行施工时,通常是在地下进行,受地面环境的影响小,这对于地铁施工来说产生了很好的保护性,也能保证施工进度的有效完成。并且盾构机在施工时,能够准确快速地完成几项工作,包括挖掘、支撑、排水等,很大程度上提升了地铁的施工效率,并且盾构技术能良好地适应各种地质环境,由此产生的经济性也得到了广泛的认可,施工产生的社会影响较小,保障了人们的正常生活质量,因此,我们有必要对此项技术进行更深入的研究理解。
一、盾构施工风险
1.人为风险
因为大部分的时候,盾构施工都发生在地下,所以会受到很多因素影响,比如气候灾害、地质灾害,如果发生了雨雪天气,那么就需要考虑排水的问题。此外不良地质会加剧施工风险,比如坍塌事故。当然大多数情况下,不良地质条件如果可以提前勘探出来并制定对应的处理办法是能够规避自然风险、自然问题的,是消除自然风险隐患的前提工作。
2.自然风险
对于地铁盾构作业来说,人为风险同样也是很关键的因素,其指的就是在地铁盾构施工设计环节没有合理的设计方案。并且施工合同、施工技术都有很大问题,欠缺对财务资金的考虑。以上因素带来的隐患和风险影响十分严重。施工前,必须提前做好各种准备工作,并处理掉各种人为风险,保障施工安全且顺利。
3.机型选择风险
不同盾构机有着不同的性能,盾构机的合理选择才能够保障施工进度、施工效果。在选择盾构机的时候一定要结合实际情况处理,慎重选择盾构机是保障施工进度、施工质量的关键。盾尾密封方面容易有失效风险的出现,如果发生泥水泄露,工程有可能有沉降问题爆发。所以应选择密封性良好的盾尾油脂,保障稳定性,将其均匀的抹在盾构机的盾尾,发挥密封作用。此外管片和盾尾刷同样也要选择合适的型号,以免盾尾作业中发生挤压、破损现象。
二、地铁隧道盾构施工掘进技术要点
1.初始阶段对于盾构施工掘进的重要性
地铁隧道盾构施工掘进技术在掘进的初始阶段对地铁隧道的整体施工具有较为关键的作用。首先相关施工单位应安排专业的施工人员进行盾构机的操作,其次为提高盾构机开挖时路面结构的稳定性和安全性,可对开挖地段的路面进行加固如使用加压法等。盾构机根据掘进方式的不同,有三种形式,分别为土压平衡模式,半敞开模式,和敞开模式。施工中应严格考察施工区段的水文地质特点及经济比选,以选择与之相适应的盾构机进行施工。
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。
3.盾构出发和接收区段的注意事项
盾构进洞前的首段,及盾构施工掘进工作接近尾声,距离出洞口三十米左右的时候,应提前对土体进行预加固,并降低盾构机的掘进速度,调整掘进的各项参数,做到谨慎、精确的施工。另外为避免造成地表坍塌,相关专业人员应加强对隧洞的测量和监控工作,另外在破洞前相关施工人员应尽量避免扰动土体,以确保隧道盾构掘进过程的稳定性。
三、地铁盾构法施工技术的具体运用分析
1.始发竖井方面
当前我们进行盾构施工时,采用竖井形式进行盾构机的拼装,在进行盾构施工之前需要了解拼装工艺的要求,进而确定建筑尺寸大小,一般来说竖井的宽度需要大于盾构机的直径,范围主要把控在一点六到两米之间,而长度控制也应当满足设备安装以及施工的要求。除此之外还应当考虑施工现盖土层的厚度和施工进发方式等一些其他因素。尤其还需注意竖井护壁的材料选择,主要使用钢板和喷射混凝土进行加固措施。我们还需根据施工的实际情况进行设备的选择利用,以此保证施工进度的有效推进。
2.盾构拼装方面
在进行盾构施工时,需要盾构机的配合进行,这就会涉及到盾构拼接的问题,一般来说盾构机的头部组装由生产商完成,接着将组装完毕的机器运输到作业现场。但是对于机器的运输来说,需要综合考虑我国道路的运载情况,城市道路较为狭窄,机器的运输主要采用分体运输模式,也就是将盾构机分为四个部分:切削刀盘、上下盾壳以及主机,最后进行竖井拼装。由于单件部分重量巨大,所以对于起重设备的选择往往采用龙门式起重机。对于拼装的过程我们需要严格注意以下几点:(1)对于盾构机座的安装环节,首先需要进行的是对盾构推进轴线的测量,确定始发导口;(2)对于盾壳的吊装,必须保证基座安装准确,保障机器的运行牢靠性;(3)对于主机的吊装,此步骤主要是在主机体上进行刀盘的固定;(4)对于上下部盾壳的安装,确保焊接工作有效牢靠,进而保证拼装工作顺利完成。
3.反力装置方面
反力装置主要涉及到几个方面,包括临时支撑垫的安装、机体支撑座的固定,反力架的支撑需要根据孵化管片进行。
4.进发导口方面
在我们进行盾构机实际运作之前需要对各个进发导口进行预设挖掘,这主要是为了保证开挖面的稳定,而且在很大程度上能够预防地下水的渗透引发隧洞坍塌。在我们进行地铁工程施工时主要是通过注浆法和冷冻法对壁面进行加固,此时我们需要保证加固的范围大于盾构机的长度,以此保证工作的顺利进行。
5.洞口止水方面
纵观当前我国地铁建设施工情况,水道直径与盾构机直径之间存在很大的距离,也就造成了水流渗出的潜在威胁,为了避免这种情况的发生导致地表出现沉降,同时又要保证盾构机正常进出作业,我们需要在盾构机快接触到隧洞的地方设置止水带,使用专门的设备对空隙进行封闭。
结束语
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。工程的技术人员需要严格按照掘进施工的技术要点做好参数控制、掘进状态调整,保障工程质量、工程效益。
参考文献:
[1]张琼.地铁隧道盾构施工掘进技术要点探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2018(04):139.
[2]张飞进.盾构施工穿越既有线地表沉降规律与施工参数优化[D].北京工业大学,2006.