地铁盾构施工技术改进的方法研讨 黄亚平

发表时间:2021/4/23   来源:《基层建设》2020年第34期   作者:黄亚平
[导读] 摘要:现阶段,随着地铁建设项目的逐渐增多、建设规模的不断扩大,我国地铁施工技术体系已经逐渐趋于成熟。
        中铁隧道局集团有限公司  河南省郑州市  450000
        摘要:现阶段,随着地铁建设项目的逐渐增多、建设规模的不断扩大,我国地铁施工技术体系已经逐渐趋于成熟。但在某些方面仍存在欠缺,施工技术水平参差不齐,与国外发达国家相比依旧处于发展阶段。地铁建设是一项十分复杂、系统的工程,具有规模大、周期长等特点,因此有着十分严格的技术要求。本文对地铁盾构施工技术进行了简单的探讨,以供相关人员参考。
        关键词:地铁工程;盾构施工技术;隧道
        1、盾构基本原理以及盾构施工特点
        1.1、基本原理
        盾构机是主要施工设备,开挖过程中可维持周边土体的稳定性,以免出现坍塌现象,同时提供隧道掘进、出渣功能。施工过程中可在机内拼装管片,构成完整的衬砌结构,期间周边土体处于稳定状态,在安全的环境下顺利完成隧道的修筑作业。盾构法的工程理念中,以尽可能减少围岩扰动量为基本目标,以最快的速度完成地铁隧道施工作业,在形成地铁隧道主体结构的同时维持周边既有建(构)筑物的稳定性。
        1.2、盾构施工特点
        地铁隧道的盾构施工作业,通常是结合盾构设备在隧道施工中的堆砌,利用围岩和地下结构的稳定性来注入一定量的浆液材料,在这种施工技术的运用过程中,一般给环境带来的影响不大。施工阶段挖掘土层的范围相对较小,不会造成周围地层的沉降,也不会影响地面的正常交通。盾构施工作业具有非常强的实用性,工作人员只需要在工程预定的范围内占据相应的面积,按照施工成本控制的要求来将成本限定在一定范围。在地铁隧道的施工当中盾构法具有非常广泛的适用空间,因此对于地铁隧道作业有着很强的抗震效果。这些内容都是盾构法施工独特的优势。
        2、地铁隧道盾构施工流程
        2.1、盾构始发、接收
        盾构施工涉及到的各阶段中,盾构始发、接收是重要工作。破除洞门围护结构后,全方位检查掌子面的土体情况,以便给盾构机的运行提供便捷的条件,使其能够有效顶到掌子面。若洞口出现渗漏现象,则要视实际情况采取合适的补救措施。此外,检查仓内压力,并做好混凝土块等杂物的清理工作。
        2.2、盾构掘进
        盾构掘进工作不能直接深入,要根据施工环境的地形特征进行具体分析,通常要将盾构掘进的45m位置充当试挖掘阶段。继续推进以后就可以进行拆除工作,将周围管道内的管片拆除,然后在试挖掘过程中挖成以下任务:采用短时间完成盾构设备的调试,做好工程建设的实地考察工作,通过地质环境的平衡盾构法来把控施工进度。利用收集的施工数据进行分层优化。了解管片拼装的具体操作。在试挖掘完成以后,需要按照对接的工作调整相应的挖掘参数,给今后的盾构掘进提供相应的准备。一般来讲需要完成以下几点内容:首先按照地质环境的条件和试挖掘状态进行监控,给今后的挖掘工作提供必要的参数。结合有效地施工监测,不断强化施工工艺,减少后续施工中的不足。在盾构挖掘不断推进的过程中,应该及时把控具体的进度,不断进行施工测算,让施工数据能够和对应的坐标参数进行对接,做好有效地调整。
        2.3、盾构掘进方向的控制与调整
        受到地层结构的影响,在盾构掘进过程中可能会遇到土层硬度不均、隧道坡度变化大等问题,这时盾构掘进就不能准确按照预定的施工计划来推进地铁隧道的挖掘工作,会带来很大的偏移。如果这种偏移超过一定范围,就会增大隧道施工的间隙,一些部位的受力会发生变化。所以盾构施工阶段必须采用合理地技术方案进行掘进,避免过大的路线偏移。盾构掘进的方向控制可以采用隧道导向装置来完成,或者是分区盾构迁移的方式来矫正偏差。假如偏离的位置与预定位置偏离过大,盾构设备就会报警,这时要选取盾构刀盘的方式来弥补偏差。


        2.4、盾构接收
        盾构接收为收尾环节,但依然会对盾构效果带来明显影响,因此要得到施工人员的高度重视。实际工作中,需兼顾隧道轴线的复测、洞门止水帷幕的施工、盾构机导轨的安装等多个环节,在各项准备工作无误后才满足盾构接收的条件。此外,要在现场布设合适的控制点导线,使盾构机按照设计的姿态要求顺利进洞。
        3、地铁盾构施工技术改进的方法
        3.1、盾构始发及始掘进阶段改进
        盾构的始发和初始掘进工作在地铁隧道施工中有着非常重要的地位,并且在隧道挖掘逐渐加深,尺寸增加的状态下,施工环境逐渐恶劣。这就给相应工程建设提出了更高的技术要求,必须结合相应的技术手段来对开挖地层工作进行稳定性的控制,结合土层和水泥防护充当构建物来减少挖掘面受到不良低端的影响而坍塌,必须对土层结构改造确保挖掘面的稳定以后,才能进行下一步的施工作业。为了保证施工的安全性,在洞口掘进完成以后要对掘进开始位置增加压力,通过水泥风度的方式控制隧道口结构,保证洞口的稳定。由于盾构阻力会对隧道造成影响,因此要提前对盾构设备的基座轨道涂抹润滑油,减少刀盘对洞口挖掘带来的伤害。此外必须对基座导轨的高度、中心线位置进行控制,减少盾构移动给掘进工作带来的破坏。在盾构的掘进阶段如果需要进行试验挖掘,就要调整掘进的参数并结合地层位置变化的规律来控制掘进的方位。
        3.2、盾构正常掘进阶段改进
        结合盾构始发操作和掘进位置的确定明确具体的施工参数,盾构设备就可以完成相应的掘进工作。为了保证掘进设备能够达到更好地开掘效果,就要让刀盘和土层的流动性保持一致,然后让整体线路的推进维持在相平衡状态下。还可以结合隧道线路上地质环境的不同选择不同的掘进模式。在盾构设备在土层状态下工作时,要通过设置参数保证设备在土层结构稳定状态下运转,同时确保足够的施工效率。在施工阶段选择合适的方案能够实现土层地质环境的测试,以便盾构设备在掘进模式下能够及时切换到不同状态来调整。按照输送设备排出土速度的要求,和地层变化的特点对地铁隧道进行监测。在坡面的施工作业中,要及时关注挖掘的土量,让注浆操作符合排水作业的情况。
        3.3、盾构到达掘进阶段改进
        盾构设备开始掘进工作主要是达到端头以后,需要转变以往的掘进操作,利用保护方案稳定隧道的土层结构,让路线能够符合设备推进的要求。简单的盾构挖掘显然不足以满足施工需求,主要有两种方式来进行操作:第一是在设备到达相应位置后即可对土层进行拆除,第二是在设备到达土层防护之前进行拆除作业。第一种方式施工作业操作带来的反馈非常良好,可以大范围应用到地铁隧道施工地层稳定性的防护当中。而第二种方式则必须对地层进行加固操作,强化洞口的坚固程度,用以防止盾构姿态的变化,控制掘进动力。但在这个阶段因为设备推理的降低可能会减小管片的作用力,使得管片的连接位置漏水,这就必须让工作人员在管片安装的过程中加装固定装置。
        结束语
        综上所述,盾构施工是地铁隧道工程的重要环节,盾构机作为施工关键设备,盾构机钢壳具有较强的支护能力,通过千斤顶提供推力,使盾构机向前移动,有序完成切削土体、输送土渣、设置衬砌等环节的相关工作。目前,盾构法已经成为地铁隧道工程的主要施工方法,作为施工单位,在积极引入该方法的同时,还要实现创新与发展,保证盾构施工质量。
        参考文献:
        [1]仲奇峰.地铁盾构施工设备日常管理与维保措施[J].设备管理与维修,2020(24):21-23.
        [2]姚江,朱家俊,史楠.两井定向在地铁盾构法施工中的应用[J].云南水力发电,2020,36(09):156-158.
        [3]石彦磊.盾构施工地下管廊的绿色建造技术应用研究[J].绿色环保建材,2020(12):37-38.
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