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摘 要:在地鐵隧道施工的过程中,盾构法是一种常见的施工技术,这一施工技术是在应用于地下排水隧道的基础上得以实现的。在西方发达国家,这一技术的运用较为娴熟,我国应该以此为借鉴,进一步提升这一技术的优越性。盾构法进行地铁隧道的施工,最主要的特点就是可以实现自动化和机械化,能够大大提升工程的施工效率,本文将重点对这一施工技术的关键点进行探讨,希望能够为相关的施工项目提供一定的帮助。
关键词:盾构法;地铁;技术施工
在现代化施工技术发展的过程中,地铁隧道施工技术的应用有了进一步的发展空间,这是一种十分显著的施工技术,可以有效的促进工程的建设。其基本原理是运用盾构机同时进行挖掘以及出渣,但是与此同时又能防止围岩出现失稳的状况。其中盾构机的结构具有多种形式,重要是由外壳以及钢筒构成,呈圆形分布,因为地铁隧道施工的过程中周围的围岩容易出现塌落的可能性,因此采用盾构机可以有效的防止这一现象的发生。
1 盾构机分类与组成
从盾构机的类型上看,主要可以分为压缩式的、土平衡式的以及泥浆式的盾构机,这些不同种类的盾构机应用在工程建设中,其工作方式也不尽相同。从组成上进行分析,盾构机的构成相对复杂,其中包含了众多的零部件,以土压平衡式的盾构机为例,主要的断面形状为圆形,是由钢板组成的,分为主机结构以及下部结构。又如压缩式盾构机,这种类型的盾构机出现的时间较早,主要利用了压缩空气的原理进行盾构,但是如果施工人员长期处在压缩空气的环境中,在一定能够程度上也会影响到对隧道的掘进速度以及衬砌,针对这一问题的出现,压缩空气式盾构压缩机就应运而生,盾构机的种类还有很多,在这里就不一一加以赘述了,但是可以明确的是,盾构机的出现确实为地下工程的施工建设做出了重要的贡献,地铁隧道工程就是一个很好的例子。
2 盾构法在地铁隧道施工中的关键技术
2.1 加固始发井
需要在始发井的端部进行加固,这样做的目的是为了确保施工过程能够更加安全,防止出现塌落的现象。在进行施工前,应该事先对周围的地质水文情况进行充分的了解,以确保施工的有效性,然后调试好盾构机,将盾构机的性能得到最大化的发挥,进行调试的过程中主要分为两个部分,一部分是空载调试,另外一部分是负载调试,在进行空载调试时主要矫正了泥浆、润滑、配电以及冷却等多个系统中可能出现的问题。在确保空载调试完成的基础上再进行负载调试,主要对管线进行严格的检查,以完善工程中相关计算的准确性。
2.2 对始发设备进行安装
先按照设计图中的要求将始发姿态进行确定,保留下空间位置,然后根据严谨的计算确定出基座的位置,在始发前,要将基座两端进行加固处理,确保能够顺利的实施。将反力架与盾构主机相连接,作为反推作用力推动盾构始发,反力架与基座呈垂直方向。在进行准确的定位后,需要将负环管片与反力架同时进行安装。紧接着将洞口进行临时性的密封,因为洞口会有地下水以及泥水的流经,这样将其密封住后,可以有效的防止流入洞口中,确保了工程的顺利进行,同时也有效的控制了盾构机在开挖的过程中由于受到挖面的压力影响而造成的土体不稳的情况,由此可见,在进行盾构始发前,相应的密封工作是十分必要的,施工人员应该进一步优化密封过程,做到高品质的工程建设。
2.3 盾构掘进施工
一般情况下,在盾构掘进的过程中首先向前掘进45m,这一阶段属于试验阶段,如果没有问题则继续向前掘进,当深度达到90m时,将负环管片从盾构机中拆除,试验阶段最主要的作用就是为了保证盾构机能够达到最佳的施工状态,同时对于地质环境也具有初步的掌握,为了收集地下施工条件而进行的试验。在此基础上,按照相关流程进行快速的掘进才能达到理想的工程施工效果。在完成试验阶段后,进入正常工作阶段,需要对设备进行相应的调整,具体的调整内容有:拆除始发基座、反力架和负环管片;在站内铺设双线轨道;其它各种管线的连接与延伸。
盾构机正常掘进时,应做好以下方面的工作:①根据工程地质条件和试验段掘进工程中的监测结果,对掘进参数做进一步优化。②在正常推进的过程中,采用试验段掘进阶段所掌握的最佳施工参数,并通过对施工监测的加强,以不断完善施工工艺,控制地面沉降。在推进过程中,需对推进里程进行严格控制,将施工测量结果与计算坐标相对比校核,及时作出调整。③在盾构掘进的全过程中,必须严格受控,地铁工程技术人员应根据隧道埋深、地质变化、地表沉降、地面荷载、盾构机性能、千斤顶推力和刀盘扭矩等各种测量数据和勘探信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。④盾构机需根据当班指令设定参数进行推进,推进出土、泥水流量和衬砌注浆应同步进行。当初始出现小的偏差时,应及时对其纠正,但一次纠偏量不宜太大,以减少和避免对地层的扰动。
2.4 管片安装
管片安装之前应先做好防水处理,并将连接件和管片备齐,盾尾杂物需清理干净,检查设备运转正常后即可进行管片的安装。管片的安装顺序是先就位底部管片,然后由下往上的左右交叉安装,每环相邻管片应控制封口尺寸和环面平整度,最后插入封顶管片中成环。
2.5 盾构机接收阶段的掘进参数选择
①接收前50环内的测量复核与姿态调整阶段为确保盾构接收时的贯通精度,在接收前50环时进行一次复核测量。复测按照规范严格进行并报监理及总控测量单位复核,保证测量工作无误。②盾构机距离洞门结构混凝土30m~3.5m掘进阶段此阶段的掘进速度和土仓压力与前阶段掘进一样,按常规控制,但此段施工应一定加强注意调整盾构机的姿态,使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致。③盾构机距离洞门结构混凝土3.5m~2m掘进阶段盾构机进入加固区时,凿除洞门结构混凝土,并割断洞门结构墙钢筋混凝土外侧的钢筋,保留内侧钢筋和30cm混凝土。④盾构机距离洞门2m~20cm掘进阶段掘进过程中密切注视洞口情况,直至洞门混凝土松动或开裂,不可能再掘进为止。注浆完成后,立即开始切割混凝土分块槽内钢筋,由下到上逐块吊出洞门混凝土块,并清除碎片及泥土,在此之前做好洞门防水帘幕的安装及接收架的安装工作。⑤盾构机距离洞门20cm到进入车站露出掘进阶段盾构机继续前进并拼装管片,此阶段由于洞门结构已经完全破除,无土体压力,速度根据实际情况决定。
结束语
综上所述,利用盾构法进行地铁隧道的施工是一种十分有效并且现代化的施工技术,在今后的工程发展中我们可以将其进一步的优化,应用在其他工程项目中。
参考文献
[1]冯宝新,王解先.盾构姿态测量方法[J].公路隧道,2011(1).
[2]杨鹏,冯磊,杨毅,王功亮,杨保兰.地铁盾构施工监测指标体系的设计与分析[J].科学技术与工程,2010(29).
[3]王文军.盾构法隧道施工穿越淤泥质软土地层控制沉降技术探讨[J].价值工程,2010(25).
关键词:盾构法;地铁;技术施工
在现代化施工技术发展的过程中,地铁隧道施工技术的应用有了进一步的发展空间,这是一种十分显著的施工技术,可以有效的促进工程的建设。其基本原理是运用盾构机同时进行挖掘以及出渣,但是与此同时又能防止围岩出现失稳的状况。其中盾构机的结构具有多种形式,重要是由外壳以及钢筒构成,呈圆形分布,因为地铁隧道施工的过程中周围的围岩容易出现塌落的可能性,因此采用盾构机可以有效的防止这一现象的发生。
1 盾构机分类与组成
从盾构机的类型上看,主要可以分为压缩式的、土平衡式的以及泥浆式的盾构机,这些不同种类的盾构机应用在工程建设中,其工作方式也不尽相同。从组成上进行分析,盾构机的构成相对复杂,其中包含了众多的零部件,以土压平衡式的盾构机为例,主要的断面形状为圆形,是由钢板组成的,分为主机结构以及下部结构。又如压缩式盾构机,这种类型的盾构机出现的时间较早,主要利用了压缩空气的原理进行盾构,但是如果施工人员长期处在压缩空气的环境中,在一定能够程度上也会影响到对隧道的掘进速度以及衬砌,针对这一问题的出现,压缩空气式盾构压缩机就应运而生,盾构机的种类还有很多,在这里就不一一加以赘述了,但是可以明确的是,盾构机的出现确实为地下工程的施工建设做出了重要的贡献,地铁隧道工程就是一个很好的例子。
2 盾构法在地铁隧道施工中的关键技术
2.1 加固始发井
需要在始发井的端部进行加固,这样做的目的是为了确保施工过程能够更加安全,防止出现塌落的现象。在进行施工前,应该事先对周围的地质水文情况进行充分的了解,以确保施工的有效性,然后调试好盾构机,将盾构机的性能得到最大化的发挥,进行调试的过程中主要分为两个部分,一部分是空载调试,另外一部分是负载调试,在进行空载调试时主要矫正了泥浆、润滑、配电以及冷却等多个系统中可能出现的问题。在确保空载调试完成的基础上再进行负载调试,主要对管线进行严格的检查,以完善工程中相关计算的准确性。
2.2 对始发设备进行安装
先按照设计图中的要求将始发姿态进行确定,保留下空间位置,然后根据严谨的计算确定出基座的位置,在始发前,要将基座两端进行加固处理,确保能够顺利的实施。将反力架与盾构主机相连接,作为反推作用力推动盾构始发,反力架与基座呈垂直方向。在进行准确的定位后,需要将负环管片与反力架同时进行安装。紧接着将洞口进行临时性的密封,因为洞口会有地下水以及泥水的流经,这样将其密封住后,可以有效的防止流入洞口中,确保了工程的顺利进行,同时也有效的控制了盾构机在开挖的过程中由于受到挖面的压力影响而造成的土体不稳的情况,由此可见,在进行盾构始发前,相应的密封工作是十分必要的,施工人员应该进一步优化密封过程,做到高品质的工程建设。
2.3 盾构掘进施工
一般情况下,在盾构掘进的过程中首先向前掘进45m,这一阶段属于试验阶段,如果没有问题则继续向前掘进,当深度达到90m时,将负环管片从盾构机中拆除,试验阶段最主要的作用就是为了保证盾构机能够达到最佳的施工状态,同时对于地质环境也具有初步的掌握,为了收集地下施工条件而进行的试验。在此基础上,按照相关流程进行快速的掘进才能达到理想的工程施工效果。在完成试验阶段后,进入正常工作阶段,需要对设备进行相应的调整,具体的调整内容有:拆除始发基座、反力架和负环管片;在站内铺设双线轨道;其它各种管线的连接与延伸。
盾构机正常掘进时,应做好以下方面的工作:①根据工程地质条件和试验段掘进工程中的监测结果,对掘进参数做进一步优化。②在正常推进的过程中,采用试验段掘进阶段所掌握的最佳施工参数,并通过对施工监测的加强,以不断完善施工工艺,控制地面沉降。在推进过程中,需对推进里程进行严格控制,将施工测量结果与计算坐标相对比校核,及时作出调整。③在盾构掘进的全过程中,必须严格受控,地铁工程技术人员应根据隧道埋深、地质变化、地表沉降、地面荷载、盾构机性能、千斤顶推力和刀盘扭矩等各种测量数据和勘探信息,正确下达每班掘进指令,并即时跟踪调整。④盾构机需根据当班指令设定参数进行推进,推进出土、泥水流量和衬砌注浆应同步进行。当初始出现小的偏差时,应及时对其纠正,但一次纠偏量不宜太大,以减少和避免对地层的扰动。
2.4 管片安装
管片安装之前应先做好防水处理,并将连接件和管片备齐,盾尾杂物需清理干净,检查设备运转正常后即可进行管片的安装。管片的安装顺序是先就位底部管片,然后由下往上的左右交叉安装,每环相邻管片应控制封口尺寸和环面平整度,最后插入封顶管片中成环。
2.5 盾构机接收阶段的掘进参数选择
①接收前50环内的测量复核与姿态调整阶段为确保盾构接收时的贯通精度,在接收前50环时进行一次复核测量。复测按照规范严格进行并报监理及总控测量单位复核,保证测量工作无误。②盾构机距离洞门结构混凝土30m~3.5m掘进阶段此阶段的掘进速度和土仓压力与前阶段掘进一样,按常规控制,但此段施工应一定加强注意调整盾构机的姿态,使盾构机的掘进方向尽量与原设计轴线方向一致。③盾构机距离洞门结构混凝土3.5m~2m掘进阶段盾构机进入加固区时,凿除洞门结构混凝土,并割断洞门结构墙钢筋混凝土外侧的钢筋,保留内侧钢筋和30cm混凝土。④盾构机距离洞门2m~20cm掘进阶段掘进过程中密切注视洞口情况,直至洞门混凝土松动或开裂,不可能再掘进为止。注浆完成后,立即开始切割混凝土分块槽内钢筋,由下到上逐块吊出洞门混凝土块,并清除碎片及泥土,在此之前做好洞门防水帘幕的安装及接收架的安装工作。⑤盾构机距离洞门20cm到进入车站露出掘进阶段盾构机继续前进并拼装管片,此阶段由于洞门结构已经完全破除,无土体压力,速度根据实际情况决定。
结束语
综上所述,利用盾构法进行地铁隧道的施工是一种十分有效并且现代化的施工技术,在今后的工程发展中我们可以将其进一步的优化,应用在其他工程项目中。
参考文献
[1]冯宝新,王解先.盾构姿态测量方法[J].公路隧道,2011(1).
[2]杨鹏,冯磊,杨毅,王功亮,杨保兰.地铁盾构施工监测指标体系的设计与分析[J].科学技术与工程,2010(29).
[3]王文军.盾构法隧道施工穿越淤泥质软土地层控制沉降技术探讨[J].价值工程,2010(25).