浅析盾构法技术在地铁施工中的应用

浅析盾构法技术在地铁施工中的应用

刘建军

湖南高速铁路职业技术学院421001

摘要：解决城市交通的拥堵问题,建设地铁是行之有效的方法，而盾构法是地铁工程建设的常用施工方法，本文介绍了地铁盾构施工的基本原理和关键施工环节。

关键词：地铁；盾构工法；施工技术；应用

1地铁盾构法施工原理

盾构法施工实际就是以盾构机为主要施工设备进行施工的一项地铁建造技术,施工过程中依靠盾构机结实的盾构钢壳,为地下挖掘施工提供可靠的安全保障的同时,能够大大缩短施工工期,保障工程质量。一个完整的盾构机主要由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片以及注浆体等组成,各部分相互配合,相互协调,整体运转,从而使盾构机挖掘作业得以顺利实施。在施工过程中,不仅利用其挖掘功能进行排土挖掘,而且可以利用盾构机的尾部同步开展持续的注浆作业,最大限度的降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动,进而保障隧道的稳定和安全。

2地铁盾构法特点

地铁施工盾构法的施工技术兴起时间较短,是一种新型的、先进的隧道挖掘技术,在近年来的城市地铁工程建设中发挥了重要作用。盾构法的施工场所通常都位于地下,为此能够在具有密集建筑或人群流动量很大的环境下进行施工。地铁施工盾构法的特点主要有三个,即对环境影响较小,精确度很高,能有效节约成本。首先,环境影响力较小。地铁盾构法在应用施工过程中不会制造很大的振动或噪声,为此不会对周围环境造成严重影响,能够用于许多环境,使用范围广。基于盾构法对环境影响较小的特点,其能够应用于各种条件下环境的施工,有利于调控地铁工程建设的进度。地铁盾构法在地铁工程建设中得到广泛应用的主要原因也是其对环境依赖程度小。其次,精确度很高。地铁盾构法的主要机械设备是盾构机,盾构机的运行基础是机械工程、测量工程、自动控制工程,这使得盾构机的精度具有很好的保障。最后,能够有效节约成本。利用地铁盾构法进行地铁工程建设施工时,如果技术人员、操作人员技术娴熟,则所需的人工将大大减少,管理成本也能得到显著降低。

3地铁盾构法施工技术的优化策略

3.1做好地质勘探工作

地铁轨道施工过程中容易遇到一些较为恶劣的地制裁环境,因此施工之前需要做好挖掘现场的勘测工作,并做好盾构机保养。在具体勘测过程中,宜采用多方向支撑液压钻机,以此来掌握施工的信息,并及时制定具体的处理措施。当盾构每天施工进度超过20~30m时,宜采用地质雷达,从而为施工的顺利进行提供重要的地质信息支持。

3.2掘进阶段

地铁盾构掘进阶段分为试掘和正式掘进两个方面,试掘是为正式掘进探索最佳施工参数。前者要求工作人员根据施工方案和施工技术要点掘进后分析掘进一百环的参考数据,由此确定正式掘进时该工程土层的最佳施工参数。在此基础上,工作人员对盾构机的参数进行调整,包括通过计算技术操控盾构机刀盘的转速、掘进方向和速度。另外,正式掘进过程中的监督工作非常重要,工作人员要密切关注盾构机的运转情况和周围土层的环境状况,制定预设解决方案,在发生异常的情况下能够灵活处理。

3.3盾构机进出洞时作业控制

地铁工程施工人员在进行盾构机的进出洞操作时,必须对作业、操作进行严格控制。利用盾构机挖掘隧道,必然会涉及到盾构机的进出洞,而这一过程的作业控制直接关系到盾构法的施工质量。如果盾构机进出洞操作出现问题,则整个地铁工程建设都有可能失败。为此,施工人员必须充分重视盾构机的进出洞作业控制。通常情况下,盾构机首先进行进洞作业,而后再进行出洞作业。在盾构机进行进洞作业之前,施工人员必须明确地铁隧道的作业路线,避免出现较大的轴线误差。同时,施工人员还应仔细勘察施工路线周围的环境,根据实际情况进行具体的操作。如果存在威胁盾构机施工作业的潜在因素,则必须在作业前制定好预防及应急措施,避免在施工过程中出现重大事故,干扰盾构机的顺利施工。在进行盾构机的出洞作业前,施工人员需彻底审查各项工作,避免存在漏洞影响出洞作业。

3.4管片渗水控制

全面加强管片渗水控制,提高地铁盾构的防水防渗性能,则需要为其设置良好的防水材料,粘贴优质止水条。与此同时,要为管片安装防水性能良好的止水胶圈,在具体安装过程中,应注意压紧止水胶圈。此外,要注意加固防渗结构,做好该结构的注浆工作,科学控制注浆时间与压力,避免出现漏浆与注浆中断问题。一般情况下,如果注浆过程中的压力过大或者注浆区域缝隙偏大,就很容易滋生漏浆问题。因此,要控制好注浆压力,借助信息设备随时监测注浆管是否存在破裂与粘结不牢固以及浆液阻塞问题,全面提升盾构防渗质量。

3.5控制地面沉降

当前地铁隧道施工过程中,多数情况下采用的是土压平衡式盾构法,即在施工时充分的利用最前面的全断面切削刀盘,将切削下来的正面土体装入到刀盘后面的密封舱内,控制好土压的平衡,并根据盾构上方土体的隆陷和荷载变化来进行调整,关注施工监测数据,有效的降低盾构可能会对土层带来的影响,防止出现沉降现象。在实际施工过程中,要合理选择盾构机,在盾构施工时需要控制好同步注浆和二次注浆,将注浆速度、配比和注浆量控制在合理范围内,来防止地层变形情况发生。针对于地面沉降,还要根据具体的地质条件来开展实际的勘察,合理判断土体性质、覆土厚度和地下水变化等情况,有效的防止地层变形情况发生。

结论

城市地铁盾构施工法,是现阶段地铁施工过程中安全性最高的地铁施工技术。随着地铁施工企业的不断发展以及施工机械的不断改善,在加上先进的工程测量、定位、控制技术的广泛应用,相信我国地铁盾构施工技术的运用一定可以有效的促进地铁施工质量和效率的全面提升,从而发挥出其在地铁工程项目建设过程中的积极作用。

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