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摘要:为了研究地铁施工盾构法的施工关键技术,为同行提出现场施工经验。通过对地铁建设工程的施工特点进行分析。在盾构施工原理及关键技术要点上进行现场经验式阐述,为同行提供建设性意见。
关键词:地铁;施工;盾构法;技术
1引言
随着社会的进步与人类的发展,城市拥堵已成为制约经济城市发展、影响市面正常生活的主要因素之一。所以地铁应运而生,地铁具有占地面积小、速度快、承载量大等诸多优点。在我国地铁建设开始与上世纪60年代,随着地铁施工技术的不断完善和我国城市经济体的不断壮大,我国地铁里程正在与日俱增。当整体上施工工序较为粗放,施工技术较为陈旧,施工经验仍然处于积累阶段。而随着地铁项目的质量不断提高,工期要求不断缩短,对施工技术和相关设备都提出了更高的要求。根据笔者多年工作经验,本文就地铁施工中常见盾构法进行关键工艺探讨,针对施工要点做出预判性分析,为同行提供建设性意见。
2地铁建设工程的施工特点
地铁建设工程需要大型盾构机进行掘进,盾构机械为系统性掘进设备,因为分工不同,主要由挖掘系统、稳定支撑系统和注浆系统匹配组成。其工作原理为向前掘进→稳定支撑→注浆加强,简单来说就是盾构机进行一定速度的掘进施工,同时后端隧道进行注浆和挂片支撑从而稳定围岩,达到挖掘支护一体化作业效果。以下通过笔者工作经验阐述具体施工注意要点。
1、盾构机进洞、出洞的控制。由于盾构机械庞大需要在施工前就掘进轨迹进行预先设计,确保盾构机械进出施工隧洞过程中的各项技术要点与工艺参数匹配无误,在严控进洞速度的前提下确保施工安全。进洞过程中需根据设计方案及时进行盾构机轴线的动态微调,并实施监控盾构数据防止轨迹偏差,确保最终施工隧洞的成型和满足施工规范要求。盾构机出洞前需要根据风险提示,做好出洞前的风险评估及相关出洞前的一系列的验收确认工作,确保出洞技术条件满足工况要求及达到安全贯通的目的。
2、掘进施工过程。掘进施工工艺要求高,需要确保设计方案复合现场情况的同时进行应急预案的制定和施工细节的完善。在掘进施工过程中其首要原则为优化地层应力分布及掘进状态的控制,尽量减小盾构施工对周围环境、土体的影响,防止地质灾害和周边建筑物损坏,确保掘进隧道稳定性。其次掘进过程中的盾构速度与姿态应实时掌握并动态修正。相关技术人员应实时注意掘进状态的观察、同步注浆浆量的方式、隧道线型、坡度、盾构姿态等关键参数。运用手动、自动相结合去全程匹配性优化,并在有限时间内结合地表降观测进行可行性实验论证,确保盾构开挖面的绝对稳定。
3、不良地质条件施工。不良地质条件的穿越是地铁施工环节经常遇到的情况,其主要常见淤泥质黏土或淤泥质粉质粘土、回填区等软土地层。穿越该地区前因进行软土处理,预先加固处理,采用化学硬化等多种综合型加固手段,待地层加固处理验证后方可实施盾构施工,否则一旦冒进将造成不可挽回的损失。在具体施工环节中应根据地层情况及时制度和调整施工方案,在突遇特殊情况之时理应先停止施工,待有效的解决方案制定后再行施工,杜绝盲目施工所造成的不良后果。常见的掘进模式有:敞开式、半敞开式、半气压半土压、全土压等模式;在整个掘进过程中一定要注意渣土的改良效果,防止土体内的水土流失,防止喷砂、喷涌等多种不良情况发生,全面提升地铁施工质量。
3城市地铁盾构法概述
传统地铁施工需要露天土方挖掘,费时费力。而随着近十几年发展起来的盾构技术使得城市地铁建设效率得到了显著提升。当前的城市地铁盾构施工技术随着装备制造业的发展进行革命性变化,通常的盾构施工比较适宜平原环境,而山区坚硬岩层下的轨道交通建设往往采用高架的形势。而高性能刮刀盾构片轮的发展改变了这一局面,使得山区轨道交通建设可以进行地铁+高架的复合形式发展。盾构法施工通常不影响地面车道正常使用,对城市正常运转影响小、工程建设阶段无噪音,更环保,施工进度快,施工质量高等优势。
4地铁施工盾构法的施工关键技术
1、盾构法施工之前需要对地质进行勘察工作。由于在盾构机的施工过程中,常常会出现地层突变、软弱夹层等不能确定的地段,所以在施工中必须进行地质勘查工作,地质勘查工作需要达到周密、完善的目的,以便确保施工的安全性。在盾构机遇不良地质的情况,也可利用盾构机体上预留超前地质探孔结合液压钻机进行预探,也可以在每天的停机维护期间进行超前勘探,以便及时的发现施工中的情况。如果盾构机的日进速度在20m以上时,也可采用地质雷达进行探测。
2、设置准确的盾构参数,确保掘进的稳定性。在盾构机施工过程中,为了确保盾构机稳定的掘进,需要将土层的掘进推力以及盾构荷载控制在标准的范围之内,即掘进所用的推力和掘进速度必须结合地质情况进行合理的匹配,严禁违规操作;根据地质勘查的实际数据,合理设置准确的盾构参数,除了对盾构参数合理设置外,还要参照埋深、土质为依据,利用水土合算的方法计算出土仓压力,再根据对地质的实际勘察来调整土仓压力,确保盾构机稳定的施工。
3、盾构法施工中避免管片上浮的措施。在深入了解工程地质情况的前提下,以地质参数为基本依据,采取对应的措施。对掘进速度、掘进模式、推力都要加以控制,其次,对盾构机的工作状况也要实时监控,尤其在上下坡阶段,需要及时预先调整千斤顶行程差,以免对管片造成不良影响。还要根据成型管片相关监测数据,对盾构机掘进模式和管片型号进行优化调整,防止管片上浮现象。
5结语
综上所述,随着我国城市化进程的加快,地铁盾构施工技术及其相关机械化装备的快速发展。盾构法的施工工艺由复杂化向全面推行发展,随各大城市的不断使用,也受地质条件所带来的影响要素较多,在施工过程中,需要根据不同的地质条件编制不同的施工方案,采取合理的施工措施方可实现盾构机安全快速施工的优势;只有在施工中不断加强盾构法,才能使施工技术更加成熟和完善,确保盾构法施工技术不断加强和完善,确保地铁的施工安全万无一失,从而保证地铁在日后运营安全、可靠、快捷的目的,保证我国的经济可持续发展。
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