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摘要:盾构作为一种先进的施工设备,在地下工程中的应用比较普遍,能够加快掘进速度、缩短施工时间,保证工程的安全性。本文首先概述了盾构施工技术工作原理,然后分析了地铁盾构法施工技术的运用,最后对地铁盾构法施工技术的优化策略进行了探讨。
关键词:地铁区间;盾构法;施工技术
引言
目前,建设地铁的速度十分快,为了能够有效解决城市交通问题,需要把其作为城市规划的主要内容。其中最重要的保证建设质量的方法就是合理选择施工技术,盾构法已经得到大量应用,基本上都是应用在隧道建设中。挖掘设备主要就是盾构挖掘机,并且把盾构机机壳当做基本支护,保证能够得到最好的施工效果。
1、盾构施工技术工作原理
盾构施工技术是指使用盾构机,在盾构钢壳之内保持开挖面稳定的同时,安全向前掘进、出渣,在尾部拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆以使围岩基础稳定,用千斤顶顶住已拼装好的衬砌并利用其反力推动盾构前进的方法。盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘包括排土、衬砌包括壁后注浆三大要素组成。开挖面的稳定根据土质及地下水等情况的不同而有不同的处理方法,主要有开挖面的自然稳定即敞口放坡、机械式支撑稳定、压缩空气支撑稳定、泥水式支撑稳定以及土压平衡式支撑稳定等。盾构机的“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾型钢壳;“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
2、地铁盾构法施工技术运用
2.1 始发竖井
就目前的情况来看吨够机械主要是使用竖井进行拼装,在施工之前需要根据拼装的工艺要求进行建筑尺寸的确定,通常情况下井宽要大于盾构机的直径,主要是范围控制在 1.6 至 2.0 米,对于长度必须要达到设备安装和施工作业的需求。另外还需要充分的考虑覆盖土层的厚度以及进发方式等方面。不仅如此,竖井的护壁材料主要用到的是钢板、喷射混凝土;如今在施工过程中需要根据施工的具体要求进行设备的选择,对于起重设备主要是使用货物升降机、龙门式起重机等。在进行拼装之前需要把分解的零部件运往始发立坑,将只进行组装后完成反力装置和进发导口的设置。
2.2 盾构拼装
盾构机的头部通常情况下是由生产厂商进行组装的,然后把组装好的产品送到现场。但是就目前的情况来看我国城市道路的运输需要从多个方面进行考虑,目前主要是使用分体运输方式,这种方式有四个部分组成包括切削刀盘、上部盾壳、下部盾壳、主机,然后开始进行竖井组装。因为单间的重量非常大,因此进行起重设备的选择时会通常选择使用龙门式起重吊机或者是汽车起重机。在进行拼装过程中主要是做好以下几个方面:(1)进行盾构机做的安装,测量盾构推进轴线、始发导口。(2)吊装盾壳,必须要准确地进行基座安装,从而能够更好的保障牢靠性。(3)吊装主机,在主机上需要固定好刀盘。四、需要进行上部和下部的盾壳安装,做好焊接工作,从而确保装工程的完成。
2.3 反力装置
就目前的情况来看返利装置主要有以下几个部分组成:临时支撑垫、固定支撑座,支撑返利价主要是根据富华管片进行安装。
2.4 进发导口
盾构机在开始使用之前需要预设各个进发导口的挖掘,这样做的主要目的是能够更好地确保开挖面的稳定,同时更好的预防地下水渗透和预防隧道坍塌。进行地铁工程建设的时候主要使用的方法是冷冻发或者注浆法进行避壁面稳定,稳固的范围必须要大于盾构机的长度,从而能够更好地确保工作的有序开展。
2.5 洞口止水
就目前的情况来看睡到直径和盾构机直径是具有很大的差距的,因此之间会存在很大的空隙,为了能够有效地避免水流出,防止地表发生沉降效果,确保盾构机能够正常的进出,在盾构机快要接近隧道的时候需要设置一个止水带,利用环形设备进行空隙的封住。当盾构机进入隧道后,就需要将其封闭。
3、地铁盾构法施工技术的优化策略
3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 完善支护与防水技术
盾构施工技术中,盾构机盾体自身就是完善的支护体,在施工过程中,通过应用注浆法、冻结法等支护方法可以有效改良地层,防止地面出现沉降问题,使掌子面处于稳定状态,从而使地铁施工质量得到有效提升。在隧道工程的实际开挖过程中,盾构机的应用可以将施工压力全面转移到主要工作面上,使土压力与水压处于平衡状态,从而使土层中的水分得到有效控制,避免水的渗透。在开挖过程中,要格外注重防水问题,需要加强管片自身结构的防水,通过采取注浆、接缝防水、涂防水层等防水措施完善防水工作质量,通过注浆技术的应用,使工程堵水工作质量有效提升。
3.5 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。
3.6 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。
结束语
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。
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