李森
中铁七局集团武汉工程有限公司湖北武汉430074
摘要:随着经济总量的不断提升,人们对活动空间需求也在慢慢增大,地铁的修建成为了有效缓解交通压力的措施。在地铁施工中盾构施工有着一定的提升意义,基于此,本文对此进行分析,力求不断推进地铁施工质量的提升。
关键词:地铁盾构隧道;施工质量
引言
随着我国的综合国力不断上升,促进了国内各大城市的高速发展,不管是各行各业的迅速崛起,人们日常活动产所也变得越来越丰富。虽然这些建筑带给了人们生活上很大的便利,但是由于地面上的空间有限,建筑又一幢一幢拔地而起,使得地面上的空间越来越拥挤,交通堵塞已经成为常态,严重的影响到城市的进一步发展,特别是交通堵塞的问题。如今每家每户的生活质量都有所提升,平均每户人家都会拥有一辆代步车,所以交通问题已经成为人们最关注的焦点。而想要解决这一大问题,发展地下轨道是最好的方法之一。如今,地铁工程以及地下隧道已经被推广甚至在未来将会成为建筑施工中的最重要的部分之一。
1国内地铁盾构隧道施工的原理阐述
地铁盾构法施工是一种历史久远的隧道施工方法。盾构法进行地铁隧道施工主要是利用有特定形状的钢制构件性能来维持土体稳定、保护作业人员安全施工,与此同时,按照设计的隧道轴线通过挖掘土体向前掘进。国内地铁盾构隧道施工由安装和拆卸、地层开挖和推进、衬砌支护拼装以及防水五道工序组成。具体步骤:首先利用地下连续墙修建地铁车站,然后通过车站两端竖井将盾构组件吊入站内进行安装,接着从车站一端竖井的洞门处开始挖掘土体,并按照着既定的设计路线掘进到达下一车站的端口处。
2存在的主要技术问题
2.1开舱技术
经过多年的地下隧道建设后,在挖掘方面的不稳定、地表的过度沉落、分段的位置偏差等,中国的屏蔽内容有各种技术问题。其中,遮蔽机频繁停止的问题,是由于在中国的遮蔽工程中成为重要问题的剪子、刀具的障碍和过度的磨损。在中国的盾建设中,盾的机器几乎都要停止,需要检查并修理盾结构。在中国的工学领域的很多用途中,屏蔽技术的频繁性地降低,也可以说是在中国的工程技术的延长。
2.2地铁盾构隧道对立交桥、高架桥,以及高层建筑的影响
随着中国城市化的加速,城市的地下工程学开发的规模和速度也在加速。特别是城市铁路运输的建设,有明显的效果,为了缓解城市交通的困境。城市铁路大部分都在市中心,周围的建筑物很多,地下管线复杂地分散,建设很困难。Shield法、高效、地形适应性强,周囲地层的影响小的优点,地铁工程中被广泛使用。在屏蔽结构的过程中,需要考虑安全隧道结构本身的安全性,需要考虑保护结构对周边环境带来的影响。在屏蔽的过程中,周围的地层的变形是不可避免的。超过了局部层的变形的界限的话,那会认真地暴露邻接的建筑物和结构的安全性以及通常的使用[3]。
2.3单层管片衬砌的耐久性不足
管片衬砌的使用年限不是永久性的,只有30~40年,耐久性低。因此,为了形成复合型结构,需要添加两个保持混凝土。地铁的遮蔽直径,由于原来的直径约增加0.5米,所以必须实现100年的地铁的寿命。
2.4关于土压盾构与泥水盾构的考虑
1)土压平衡盾构,泥土层不安定性最适合了,黄土层水和肿的岩石(土)形成不适合,所以这个种的地层,在这种情况下,开放网格屏蔽结构的降水量。2)拉力屏蔽、空气靠垫保持、水下保持隧道适合的土压平衡屏蔽的平面的稳定性。土壤土压平衡保护是不可能在部分的整体上形成压力,常常在屏蔽的上部形成三日月状的空洞,由于工作面不容易稳定,沉降增加。3)泥浆平衡盾构,不稳定的柔软的地面,高水位的形成,包含水砂层、粘土层,冲积和冲积适合。经上述分析比较,如何根据土体性质、地质情况,选用不同的盾构类型,成为了一个难点,也是我们将来的一个研究方向。
3地铁盾构隧道施工的质量控制分析
3.1管片生产质量控制
管片生产主要从管片生产方案、管模质量、原材料质量、管片的脱模、组模、混凝土浇筑、混凝土配合比、养护及堆放、成品试验等方面进行质量控制。首先,在管片生产前3个月的时候,就要对生产施工组织进行审查,确保施工单位以及施工人员的专业性;其次,严格控制管片试片的生产阶段,必须在完成三环拼装和管片检漏试验后,才能进行正式批量生产。与此同时,严格把控混凝土的配合比,随时抽检混凝土的配合比数据,以确保混凝土的配合比在符合质量标准的范围内。并且,当进行混泥土浇筑工作时,必须实施旁站监理,及时对混凝土抗压、抗渗试验和管片检漏试验进行抽样检查,以达到全程质量控制的目的;最后,对于成品管片来说,严格把控厂内检查和进场检查两道关卡,确保成品管片的进场与拼装符合地铁隧道管片质量标准要求。除此之外,严格控制管片的蒸养温度和升温、恒温、降温以及养护时间、严格掌控现场原材料(钢筋、水泥、砂、石料)的质量水平,对地铁盾构隧道施工的整体质量具有重要意义。总而言之,在盾构隧道工程的初期,严格把控管片生产的各个环节,坚决执行问题管片必须报废制度,才能保障整个地铁盾构隧道施工的工程质量。
3.2盾构结构掘进与管片拼装
盾构掘进与管片拼装质量的好坏与盾构机姿态、管片选型、拼装工人熟练和细心程度有很大关系。质量监管人员做好每天日常巡视检查,如对管片发生错台、渗漏、破损、裂缝等现象做好详细记录,及时要求施工单位立即拆除或更换问题管片,对盾构推力、扭矩、油缸行程、管片选型、地质情况等施工参数之间的关系进行详细分析,从而更好地控制成型隧道的管片拼装效果。
3.3控制地面沉降的措施
(1)在隧道设计前期,设计人员需要考虑到施工人员采用盾构法进行施工时对隧道地面建筑物以及地层的影响,还有对当地周边居民的出行影响。在隧道设计前期对周边的环境进行踩点,尽可能的将隧道避开建筑物多的路线,并尽可能的将隧道的路线设计在地面沉降均匀的地方,能够分散盾构法对隧道的影响。在需要进行双轨隧道的项目中,设计者应提前考虑到双轨道在进行二次施工时对周围地面、地层的二次沉降影响,要能够对此危害做出正确的评估。(2)在施工期间,施工人员需要保证施工表面开挖面的稳定,土压力本身是一个会变动的动态平衡。容易受到设备推进以及相关施工法的影响。由于此次隧道施工采用的盾构法,盾构法在对土体进行操作时需要通过设备对土体进行相关的压力推进,同时需要利用盾构设备对前方的土体进行一个相对平衡的施工操作,保证施工段地面与地层的稳定。在开挖隧道的过程中,首先宝能够根据现场的实际情况确定或是预测处精确的土压力,之后通过实验监测出土体的压力变化数值,通过螺旋输送机旋转的速度调节土体的压力值趋近稳定。
结束语
地铁盾构法隧道施工具有悠久的历史来源,通过多年的探索与实践已经逐渐形成了完整的盾构法隧道施工技术要则,在当前的地铁交通运输业得到了广泛的运用。要严格控制好地铁盾构法隧道施工工程的质量,还需要从提高工程质量控制意识、完善人员培训体制、健全工程质量控制体系以及加强工程质量控制力度等多方面做起,逐渐掌握好地铁盾构法隧道施工的工程技术,为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。
参考文献:
[1]黎春林,缪林昌.盾构隧道施工土体扰动范围研究[J].岩土力学,2016,37(03):759-766.
[2]沈建文,刘力.盾构隧道施工对临近桥桩影响数值及现场监测研究[J].岩土力学,2015,36(S2):709-714.
[3]姜安龙.盾构隧道施工地层变形三维解及影响因素分析[J].现代隧道技术,2015,52(01):127-135+142.
[4]黎春林,缪林昌.盾构隧道施工土体塑性区解析法研究[J].中国矿业大学学报,2014,43(03):402-408.
[5]魏纲,周洋,魏新江.盾构隧道施工引起的工后地面沉降研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(S1):2891-2896.