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摘要:现如今社会上科技的发展是非常快的,因此人们的生活方式也逐渐地变得优越了起来,但与此同时还应该保障给人们使用的安全,这对于当今的发展是非常重要的,在地铁的构建中就应该给予人们安全的保障,让人们可以安心地乘坐地铁,加快自己的出行方式,同时也能满足现如今社会的发展现状,给人们带来便捷的同时还应该给予安全的保障。
关键词:地铁;盾构法;施工事故;预防;处理措施
引言
现如今人们的生活水平不断得到提高,这也给人们带来了优质的生活质量,伴随着社会的快速发展,越来越多的新的概念和技术被提了出来并且被应用到实践中,地铁盾构法就是当今比较新颖的工程项目,但与此同时施工过程中的事故预防和处理也随之变得重要,结合盾构法的施工过程对盾构法结泥饼、管片上浮控制、盾构机滚动检测、盾构法施工测量偏差等的各项预防都是至关重要的,这样的措施可以有效地预防在地铁的开通时出现的问题,更大程度地保障了人们的人身安全和财产安全。
一、地铁盾构法的简介
地铁盾构法是为了实现对隧道路面的有效保护,采用盾构法施工隧道工程时,因为随到周围的地层应力状态是会发安生不断的变化,这也会导致地层损失的必然发生,这样会使得周围的建筑、构造物、地下管线都会随之发生位移,因此会导致对路面的破坏,也会让人们的人命安全和财产有所损失,底层应力状态的变化和地层损失在隧道工程施工中都是不可控制的【1】,但是随到周围的活动、隧道的结构、周围的建筑和环境在隧道的工程中是否会因为隧道的建设受影响都是可以控制的,因此在这之中就出现了盾构法技术的风险问题,在隧道的施工中,施工的安全和质量事故会因此不断发生,各国的相关技术人员也对这样的风险进行了相关的研究,例如风险评估、风险识别、风险规划、风险分析、风险决策,这样的风险预测都会有助于盾构法的有效实施。
1996年就有学者利用可靠度的方法对隧道工程进行了风险分析和决策的研究,同年Strunk和Olsson等人也介绍了大型地下工程建设中存在的风险和决策分析的系统,并且通过自己的分析给出了使用的解决办法,在现在的隧道工程中已经展开了实际的应用,2002年Tonon和Mammino等人利用模糊理论和随机理论的方法也对隧道工程的分析和决策提出了多目标的优化问题,因为有这样的学者在此方面的研究也让隧道工程的风险不断减小,也使得隧道工程的风险管理可以更规范、全面。
二、施工事故的预防和处理的措施
(一)防止盾构法结泥饼施工技术措施
盾构机穿越易结泥饼的地层时,盾构机掘进时会在刀盘中心的位置产生泥饼,一旦泥饼出现就会阻碍盾构机的掘进速度,甚至会导致工期的延缓,这对于当今社会的发展是存在着一定的影响的【2】,施工中采取的主要措施可以有:在到达地层之前把刀盘上部分的滚刀换成齿刀,这样就可以提升刀盘的开口效率,在加强盾构掘进时的出土管理要密切注意开挖面的地质情况和刀盘的工作状态,在刀盘的前部中心的位置更要泡沫注入口,在地层的掘进时可以适量增加泡沫的注入量,从而可以减少渣土的粘附性,这样可以有效地减少泥饼产生的概率,在刀盘的背面和土仓压力隔板上装有搅拌棒可以加强搅拌的速度和范围,这样可以非常有效地改善渣土的和易性,增大了渣土的流动性,必要时还可以通过螺旋的方式将泡沫进行输送,这样更有利于渣土的流通已达到排出的效果,在产生泥饼时也要有相应的方案可以将其解决,空转刀盘可以利用离心力的方式使泥饼甩脱,也可以采取人工的方式清除泥饼。
(二)防止盾构机螺旋输送器喷涌的技术措施
因为基岩裂隙水会在盾构机的实施过程中得到发育,因此会得到水系的补给,因此进入土仓的黏土因为参杂了很多的水分没有规范的粘性和塑性,承压水与无塑性渣土更容易形成螺旋式输送器喷涌,针对这样的情况可以有以下几种解决方案,在隧道的下坡而且是处于硬岩含水地层中必须切断管片与围岩间隙汇集的地下水与开挖水面的水利联系【3】,管片的长度越长管片能承受的水力压力就可以越大,这也要求同步注浆效果必须达到完全封闭的状态,避免管片形成水力通道,在盾尾处可以适当地添加油脂,利用水的密度确保盾尾的密封性,这样可以确保盾尾处不会出现涌水、涌沙的现象,一旦发现有涌水的现象就一定要及时弥补这样的问题,将螺旋输送器的前端退出土仓并且关闭闸门,在这样的情况下继续掘进在以上步骤的实施中还要加强地面的检测,及时地进行信息的反馈,方式因隧道的建设导致地面的破坏。
(三)盾构法掘进过程中管片上浮控制措施
在盾构机向前掘进的过程中管片出现位移的现象多数是因为管片出现上浮,出现这样的现象主要有工程地质、水文地质等方面的因素都会导致这样的问题出现,相关的工作人员还应该综合以下几方面考虑。
(1)引起管片位移的因素分析
衬背的环形建筑空间,一旦管片脱出盾尾后,又由于盾构挖进过程中是处于蛇形运动,管片与地层之间还存在着一定的环形建筑空间,在软岩的地层中,如果不能及时地进行同步岩浆填充环形建筑空间,非常有可能产生地表的标量沉降,在硬岩管片脱出盾尾后一段时间环形建筑空间都是处于稳定状态的,如果不能及时填充此空间,管片就会处于不被约束的状态。
硬岩含水层,在透水地层中盾构机掘进形成的建筑空间在充满水或初凝时间很长的浆液的情况下,隧道管片会全部浸在盾构机形成的圆形坑道中,如果管片受到的浮力大于自己本身的自重,管片自身就会有上浮的趋势。
(2)控制管片上浮的措施
选择合适的浆液性能,在施工中要保障浆液的充满、初凝时间与硬性强度,这样才能使隧道管片与围岩共同形成一体化的构造物,在控制盾构机姿态时,盾构机过量蛇形运动就必然会导致频繁的纠偏,一旦产生不均匀的现象,就要要求盾构机在挖进的过程中控制好姿态【4】,在发现偏差时及时地纠正不能过急纠正偏差,在管片上浮的处理措施中,发现管片上浮时应该立即停止盾构机的挖进,对上浮管片进行二次注浆,当打开拱底注浆无孔渗水时,才可以终止注浆。
(四)盾构机滚动预防及处理措施
滚动角的监测可以采用电子水准仪测量高度差,进行滚动圆心角的计算方法可以进行有效的监测,盾构机的就可以像顺时针的方向滚动,在自动检测方面可以给盾构机带有自动测量激光导向系统,确定机器的位置,就可以计算设计线路的偏差,自动检测与人工检测相配合,就可以提高盾构机姿态的监测精度【5】。
三、结束语
地铁工程的盾构法施工事故预防以及处理措施在当前盾构法的实施中是非常必要的,在盾构机上也可以应用螺旋技术和刀盘方面进行相应的改进,但是要想完全地避免施工过程中的事故的发生是比较困难的,根据施工过程中可能出现的问题,提高处理措施的水平,减少在施工过程中存在的隐患,根据各个监测点的反馈调整施工的细节,合理安排施工内部结构的施工顺序,确保地铁建设安全的顺利进行施工。
参考文献:
[1] 江东然.地铁盾构法施工事故预防及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2018,000(004):1244.
[2]曹安君.地铁盾构法施工事故预防及处理措施.文摘版:工程技术,2015:67-67.
[3]牛海涛.地铁盾构法施工问题及解决方案.城市建设理论研究:电子版,2015,5(014):6474-6475.
[4]朱道君.地铁盾构法施工存在的问题及措施.城市建设理论研究(电子版),2013,000(023):1-5.
[5] 蒲柏伍.地铁盾构法施工的安全风险与管理研究[J].中国科技投资,2019,000(007):56.