隧道施工中盾构法穿越施工技术的应用

隧道施工中盾构法穿越施工技术的应用

中铁六局集团有限公司交通工程分公司北京100070

摘要:随着城市化发展进程不断加快,隧道工程在经济发展中的地位得到了凸显,由于地下铁道具有一定特殊性,在隧道施工中容易出现交叉施工的现象,所以施工技术最为关键。目前在我国隧道工程施工中主要采用的是盾构法穿越施工技术,从而不仅确保了隧道工程施工质量还促进了盾构穿越地下管线施工技术的进一步提升。本文以隧道施工作为此次研究的主题,重点对盾构法穿越施工技术的实际应用作出详细探讨。

关键词:隧道施工;盾构法,穿越施工技术;应用分析

前言

在目前我国的城市化建设中,隧道施工不断增多,在新时期下,施工质量是隧道工程施工管理工作的核心内容。在实际施工中积极应用盾构法穿越施工技术不仅不但能够确保隧道工程施工质量还促进了施工人员专业技术的有效提升,这对隧道工程施工来说具有深远意义。为了使隧道工程建设快速带动经济发展,需要不断加强对盾构法穿越施工技术的大力研究,使其在隧道工程施工中发挥出应有的作用。

一、隧道工程施工概况

太原枢纽西南环线改线段起讫里程是:DK0+400~DK13+100,线路全长12.77千米,施工期间穿越了太原晋中盆地。该隧道工程施工区域地貌主要为:丘陵缓坡,洪积平原。在施工中,针对冲积平原区域DK1+250~DK6+100段的隧道均采用盾构穿越地下管线施工技术[1]。自DK1+250开始后,沿着东晋铁路方向一直向南进行敷设,与此同时还穿越了规划太原地铁的1号线和3号线。地铁沿线依次穿过西矿街,迎泽西大街,虎峪河,西中环,光华街,长风西街,大井峪街。在里程DK1+250处还及时设置了一座盾构始发井,并在施工中采用明挖施工技术。

二、盾构法穿越施工技术在隧道施工中的应用

1.盾构穿越施工前的准备工作

1.1工程地质条件勘察

盾构法穿越施工技术目前在隧道工程施工中得到了广泛应用,在施工之前需要对工程地质条件进行实地勘察。在工程地质勘查中需要对当地的地形,地貌,水文地质,地下管线等作出科学考察,从而全面掌握隧道工程施工区域情况[2],将勘察结果作为隧道施工中盾构法穿越施工技术应用的参考资料。考察结束后需要制定盾构法穿越施工方案,及时做好施工前的准备工作,保证地质条件良好,只有这样才能保证盾构法穿越施工技术在隧道施工中得到很好的应用。

1.2实际施工中的难点

1.2.1由于隧道施工中遇到上软下硬的复合底层,同时上部软岩层的稳定性差,下层硬岩层强度较高,所以运用盾构法穿越技术进行施工的过程中不易对地面沉降作出控制,防止地面塌陷现象出现。

1.2.2上下地层强度不同,因此使用盾构刀具进行施工时容易出现道具磨损毁坏等情况,在不断更换刀具的前提下,不仅导致了隧道施工成本增加,还造成了资源不必要的浪费。

1.2.3在地质复杂的环境下进行隧道施工,必须及时做好施工前的准备工作,经过勘察发现,在隧道施工范围内存在大量坚硬岩层[3],同时微风化花岗岩的抗压强度已经达到150MPa,因此给盾构穿越施工活动带来不便。必须保证施工活动不影响周边环境的前提下采用进行施工,及时采用盾构法穿越施工技术,从而保证施工安全。

2.隧道穿越管线施工

采用盾构法进行隧道地下管线施工对周围建筑物以及地下管线的影响很大,在施工区域,地面上多为高层建筑物,地下大量管线会对施工活动造成影响,因此在隧道施工中需要根据地下管线埋设深度来进行盾构施工[4],将建筑物和地下管线的沉降值控制在标准范围内。例如在施工前先进行地质勘察,及时和当地的石化,水务,电力,通信部门做好联系,从而全面掌握地下管线埋设情况。做好安全防护,根据实际施工情况对盾构法穿越施工方案进行合理调整,更改地下管线埋设位置,认真做好岩土加固防护措施。作出详细的隧道施工方案以及突发事件应急措施,需要在施工前对隧道施工中引起的地层沉降,管线以及建筑物破坏等进行科学预测,强化风险防范意识,在施工中不断加大对盾构法穿越施工过程的严格监督,及时采取科学措施有效避免建筑物沉降。树立文明施工,安全施工观念,及时在施工位置设立安全提示牌,只有这样做才能有效避免安全事故发生。

2.1盾构穿越施工活动进行前,必须认真做好地下管线的安全保护工作,对盾构施工经过区域的道路以及地下管线作出充分了解,其中包括地下管线直径大小,埋设深度,走向等,随后依据了解情况采取相关措施来对地下管线进行保护。

2.2针对与轴线平行斜交或者正交的管线,每隔八米就要设置一个变形监测点,及

时对地下管线异常情况作出科学检测[5],这样做有助于从整体上对地表变形作出控制。在管线每个接缝的两侧布置好观测点,保证测点在管线接缝较近距离的位置,从而将管线差异沉降掌控在标准范围内。

2.3在掘进过程中要尽量采集完整数据,从而掌握隧道施工中盾构机推进参数,控制好轴线,从而为后续工作打下稳定基础。下图所示为隧道盾构掘进施工示意图。

图1为隧道盾构掘进施工示意图

2.4在穿越建筑物以及地下管线过程中,必须严格控制正面平衡土压力,确保盾构穿越施工速度和出土量的一致性,尽量减少纠偏操作,并在必要时候做好注浆保护。隧道地下管线盾构施工的监测频率为:在盾构施工前观测原始数据,当盾构机推进到施工区域前方20米处的位置需要进行管线监测,保证每天两次,当盾构机推进到施工前10米处的位置需要再进行每天一次监测,每隔四个小时进行一次跟踪测量,等到盾构施工穿越变形稳定后就可以适当减少监测次数,待地面变形稳定性方可停止监测。

2.5隧道施工中采用盾构法穿越技术时需要技术人员及时对地下管线沉降控制作出科学检测,控制变形速度,在此过程中需要及时使用现代化通讯工具进行操作,然后将每次测量结果及时,准确的传给施工技术人员,帮助技术人员全面掌握目前隧道施工的实际情况,有助于做好管线防护。确定盾构施工参数以及注浆量,将其信息及时传送给盾构推进人员,有利于及时对施工面作出合理调整,使得隧道施工质量以及管线安全都得到了保障。

2.6由于在施工中配套设施不够充分因此出现了质量问题,针对这个问题需要控制好推进速度,技术人员及时在施工现场安排配套设施。

2.7将注浆搅拌站安置在始发井东南角,同时还设置搅拌机,上料机,材料平和,砂场等,确保施工活动的顺利进行,及时为隧道施工提供可靠保障。

2.8隧道左右线施工中均采用的是单线钢轨铺设,其中钢轨之间距离约为102毫米,采用的是I20型钢,并用螺栓将其进行加固处理,保证钢轨钢筋之间牢固。为出渣,下料等工作提供便利,通过采用这种方式有效保证了盾构穿越施工活动的连续性和有效性,确保了隧道左右线施工质量。

2.9为了保证盾构机在施工中可以正常运转需要及时借助冷却系统,与此同时还设置了冷却塔,管道输出泵,通风系统等装置,从而使得盾构穿越施工技术在隧道工程施工中得到了很好的应用。

结束语

在现代化建设中,隧道施工中需要及时采用盾构施工技术,将盾构机工具的快速性,安全性等得到了很好的应用。在施工之前需要及时进行地质条件勘察,认真做好盾构施工前的准备工作,全面掌握隧道施工实际情况。在施工过程中要注意自身安全,积极使用盾构机进行隧道施工,以此方式不但保证了隧道施工质量,还将盾构法穿越施工技术得到了很好的应用。

参考文献

[1]王立策.浅谈盾构法穿越施工技术在隧道施工中的应用[J].大科技,2014(6):203-204.

[2]陈科.地铁盾构穿越暗挖风道施工技术在隧道中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2013(13):25-25.

[3]张慧鹏.盾构法穿越含沼气地层施工控制技术[J].城市建设理论研究:电子版,2013(36):24-24.

[4]赵先鹏.穿越上软下硬地层盾构隧道施工控制技术研究[D].西南交通大学,2012.

[5]吕征舟.土压平衡盾构机下穿危房施工技术在地铁隧道施工中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2012(6):22-22.

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