软硬不均复杂地层的盾构施工技术分析

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年第2期   作者:崔信为
[导读] 随着社会经济的不断发展与进步,城市轨道交通事业迅速发展
        崔信为
        绍兴市柯桥区轨道交通集团有限公司  浙江省绍兴市  312030
        摘要:随着社会经济的不断发展与进步,城市轨道交通事业迅速发展,使盾构施工技术在铁路建设中广泛使用。盾构施工技术具有良好的安全性和可靠性,对施工造成的影响也非常小,机械化程度较高,但是在面对软硬不均复杂地层结构时,为了降低施工安全问题,避免造成人员伤亡,需要结合实际情况合理采用盾构施工技术,提高施工质量。因此,本文对软硬不均复杂地层的施工难点进行分析,提出提高盾构施工技术水平的有效对策,希望可以为相关工程提供有效的借鉴
        关键词:软硬不均;复杂地层;盾构施工技术
        随着地铁路线路的不断增加,盾构隧道需要穿越更多的复杂地层,严重影响了工程施工的进度和质量,软硬不均复杂地层是最常见的一种地质情况,不仅施工难度大,而且对施工要求也非常高,在面对该情况下,一定要结合当前的施工情况,对盾构施工过程中存在地位问题进行分析,并提出有效的解决对策,从而形成一套完整的施工技术方法,在施工过程中充分体现盾构施工技术的应用价值。
1施工难点
1.1地面沉降
        围堰处在软硬泥岩中,湿陷性的黄土强度非常低,稳定性较差,不容易进行切割;中部破碎区的稳定性较差时,会导致工作面坍塌,地面附件聚落无法实现均匀分布。施工过程中,可以适当降低盾构机刀盘的扭矩[1]。为了减少对岩性造成的较强干扰,可以采用半开式或者是压力平衡方式按照标准流程进行开挖,之后在注入减压剂。将泡沫与人造材料主要材料倒入原料箱中,按照正确方式进行挖掘,能够有效防止面部上半部位出现塌陷,还可以实现二次检查,保障施工整体的质量。
1.2刀具磨损严重
        在质地非常坚硬的泥岩中实施防护方法时,工具用刀就会在非常坚硬的岩石表面相互碰撞,相互摩擦,对刀头造成的冲击力非常大。再加上偏心载荷,工具、刀头和皮带轮会局部进行过载,导致中心轴承损坏或副轴损坏程度逐渐加深。刀具磨削过程中会产生大量的高热量,这时工具内的温度就会逐渐上升,从而加快了切削工具磨损率,增加设备运行的风险性[2]。
2提高复杂底层盾构施工效果的策略
2.1科学合理地选择中盾构掘进法
        开挖面盾构机的动平衡主要有三种盾构方法:开放式,半开放式、土压力平衡。结合地质环境情况,与同一沉积地层的具体特征进行紧密的结合,选合合适的隧道开挖施工方法,对于岩质隧道需要采用明挖驱动法,合理使用大泡沫剂来改善施工过程中的残留土。采用有效方法改善污泥的第二个作用就是,所使用的泡沫和膨润土,其土仓的压力不适合经常性的调节,只需要土仓的压力小于土壤表层覆盖物与水压力之和即可。除此之外,该部分的上半部分中含有大量的水和沙子,容易导致上半部分出现严重的塌陷现象。传统土压力平衡关系法也会在隧道开挖中广泛使用,但是,岩石层中隧道开挖的过程中一旦受到任何的不利因素,无法对其进行有效控制时,大大降低了驱动施工的驱动力和输出扭矩力。

基于基坑施工表面的动力虽然非常容易掌握,但是如果动力过低,就会严重出现人造基坑塌陷的现象,导致沉降非常接近地面,无法对地表沉降进行有效的控制。所以结合施工地区情况,合理选择盾构掘进法,减轻其对地表沉降造成的影响,提高工程施工质量。
2.2合理控制盾构啮合桩的施工姿态
        在较为复杂的岩石中,孤立岩体中存在的盾构机,并且制定非常坚硬,在软岩石层不均匀的情况,需要格外注意对中间盾构机运行状态的有效控制。如果不及时结合实际情况对防护罩的有关参数进行调整,防护机运行过程中就会与中心轴所匹配的目标设计相偏离[3]。调整后,数百个千斤顶的推重比的调整效果是非常理想的,能够有效增加切削工具使用过程中的易磨损性。如果过度进行矫正,就会增加屏蔽机卡住或者错开的风险性。如果盾构机以较为复杂的岩性进行行驶时,盾构机的开孔位置如果偏离,需要及时按照频繁矫正或者是缓慢矫正的原则进行操作,切记不可以进行快速矫正,不然会导致切削刀具受到高强度的磨损,严重影响了整个工程的进站。
2.3刀具选择
        在可以选择软硬岩层的时候,结合实际施工情况合理使用顶管机上的顶刀和齿轮刀。合理调节中刀头的开口,使其可以产生新鲜的泡沫或者是黑泥,以此来有效改善压载物,减少设备运行过程中对刀头造成的磨损程度,同时还可以有效避免三刀头的三个中心位置形成泥饼。按照操作流程合理使用位于刀头边缘的复印刀,对上班部分较为硬质的岩石部分进行适当的扩展,在这个过程中需要躲避防护罩的最上方位置[4]。
2.4加强项目建设日常管理
        建设防护罩之前,需要对重要信息加密,完成对独特设计数据的调查,一旦存在缺漏要及时进行补充。在周围环境条件允许的情况下,需要对隧道内部控制段的水文地质情况进行全面的分析,找出与沉积地层特征不符合的信息,为不选择沉积地层提供重要依据[5]。结合今后的发展情况制定个性化的未来发展计划,包括布局设计、设备使用情况等,确保盾构隧道工程能够顺利施工,同时需要定期组织施工人员的学习,提高盾构机驾驶员的专业知识技能,增强自身的责任感。在施工之前对使用设备进行检查,及时更换和维修磨损的工具,加强对机械设备的日常管理,降低异常停机的时间,提高设备安全运行的效率。
结束语
        综上所述,随着城市化进程的不断推进,城市轨道交通行业起着至关重要的作用,为了确保盾构施工工程能够安全开展,需要结合地层的实际变化,明确施工具体要求,合理设置掘进的具体参数,合理采用盾构施工技术,同时还要定期加强对施工人员的培训与指导,全面提高施工人员的责任意识和安全行为意识,确保盾构工作的顺利进行。
参考文献
[1]鲁茜茜,蹇蕴奇,王先明.软硬不均地层盾构下穿既有隧道近接施工影响特性研究[J].四川建筑,2019,39(6):161-164.
[2]田瑞忠,宋曙光,张延欢.软硬不均地层地铁盾构姿态超限剖析及控制方法研究[J].中国高新科技,2019,(18):102-104.
[3]孔少波.海底复杂地层超大直径盾构刀盘设计与优化[J].隧道建设(中英文),2019,39(6):1030-1037.
[4]席岩.复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素分析[J].福建质量管理,2020,(15):181-182.
[5]李光山.淤泥中砂层盾构施工管片上浮原因分析及控制处理技术[J].价值工程,2020,39(22):154-156.
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