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摘 要:地铁是目前我国的主要的城市交通运输工具,也是城市稳定运转的关键环节,地铁隧道盾构掘进施工作为地铁工程建设的关键施工技术,它关系着地铁的稳定运行,本文对其进行简单的分析,并探讨这种施工方式在地铁工程建设中的有效性,希望可以为我国的地铁工程提供理论方面的参考。
关键词:地铁;掘进施工;城市
1 地铁隧道盾构掘进施工的重点和难点
1.1 盾构掘进加固体
在正式开展施工的过程之中,有关施工人员需要在施工的起始位置和施工设备的端头位置对土体进行加固,土体经过一定程度的加固之后,土体会表现出更加稳定的性质,土质变得更为的坚硬,这样可以较好的保护施工设备的刀盘,继而为盾构掘进施工提供保障。起始和端头这两处位置施工时,实际的掘进压力可以适当的低于所设计的理论值,掘进的速度要保持缓慢匀速,控制在1.0 cm/min以内。在掘进的过程当中,需要在盾构正面位置添加一定剂量的发泡剂,这样可以降低盾构正面位置的阻力,降低刀盘受到的扭矩力,从而让所需施加的推力降低,促进掘出的土体被顺利的排出。盾构施工达到加固的区域,可以适当的提高压力值,然后可以根据对地层产生的形变数据进行检测的结果以及具体的推进速度,对后续的施工进行适当的调整。
1.2 隧道防水施工
隧道防水工程是保证盾构掘进施工顺利进行的重要前提,同时隧道防水的具体效果,将会直接对隧道的施工质量造成影响,这在地铁工程建设当中,需要相关施工人员加以重视的施工项目。在实际的盾构施工中,防水主要是利用预制的盾构管片、推进过程中的壁后注浆及二次注浆进行自防水,因此必须要做好管片拼装和纠偏的施工,并按照有关规范完成注浆施工。
2 地铁盾构正式掘进施工控制技术
2.1 土压力设定
在开展盾构掘进施工的过程当中,施工人员需要时刻注意保持土层的稳定性,在保证施工质量和效率的前提下,尽可能的降低施工对于天然土层的影响,继而减少盾构施工对于施工现场所在位置的地表造成的负面影响。在某地铁站施工过程中,所用的施工方法为土压平衡式盾构工法,这种方法也是目前我国地铁隧道盾构掘进施工常用的施工方式,在开挖的过程当中,为了保证开挖面的稳定,需要精细的控制土压,因此在正式掘进施工之前,需要相关人员进行精密的计算,然后将得到的压力值作为施工中的预设土压,从而保证土仓土压和掘进面以及地下水压形成相对平衡的体系,这样有助于掘进施工的顺利进行。
2.2 控制掘进过程速度
地铁隧道盾构掘进施工的过程中,施工的人员需要严加的重视对掘进速度的控制,在启动盾构设备之时和结束施工之时,操作人员要对设备的推进速度进行控制,让推进的速度保持缓慢匀速,在后续的施工中再渐渐的增加推进的速度,并且在速度达到理想的设计值之时,尽可能的保证速度处于恒定的状态,速度不易发生较大的波动,这样就可能有效的保证设备切口处的土压也保持在一个比较恒定的状态。除此之外,掘进过程的速度还要根据注浆的效率进行调整,保持两者之间的协调,并且也要保证在施工当中,开挖面土层的稳定性,这些都跟掘进过程的速度有着莫大的关系。可见控制掘进速度对于地铁隧道盾构掘进施工有多么的重要。一般情况下,掘进的速度为6 cm/min,可是如果在施工当中遇到阻碍或者特殊情况,这时需要适当的降低速度,控制在2 cm/min,当掘进的情况恢复正常之后,再缓慢的提升速度,恢复到6 cm/min的状态。
2.3 管片拼装
管片的拼装属于地铁隧道盾构掘进施工的关键环节,也是保证隧道安全和稳定性的关键技术要点,管片一般是由6块预制成的小管片拼装而成,小管片的制作的主要材料有钢筋、混凝土等,按照管片功能的不同,可以将管片分为封顶块、邻接块、标准块、拱底块,在预制的过程当中,除了要保证管片的外径、内径、厚度等达到设计值之外,还需保证所用混凝土的强度,并且抗渗的等级不能低于P10。
在进行封顶块的过程中,这个环节属于管片拼装的重难点环节,需要拼装人员严加的注意,首先是要保证两个接块之间有充分的插入空间,整个拼装的环节,一般需要从底部开始进行,然后过渡到封顶块,此时进行拼装,需要让管片的2/3已经完成搭接之后,在慢慢的推动管片的位置,让管片移到正确的拼装位置,当全部的管片均已完成拼装,施工人员需要及时的将其放入油缸之中,这样可以及时的稳定管片的位置,保证每块管片不轻易的发生移位。
每当完成一次的管片拼装,都需要对管片进行一次紧固处理,保证管片拼装的稳定性,在完成一环的管片拼装之后,再次对这一环的管片进行统一的紧固,进一步的提高管片拼装的稳定性。在整个地铁隧道体系当中,管片也属于防水系统的中一环,可以有效的提高隧道防水的效能,可以说管片的拼装对于隧道的使用年限息息相关,有了管片对隧道的保护,隧道不易被外界因素所侵蚀,为了进一步的提高管片的质量,从而达到长期稳定保护地铁隧道的目的,还需对管片进行防水性的处理,在管片的表面涂抹性能优越的防水材料,加强管片的防水性以及抗腐蚀性。
2.4 管片纠偏
管片的安装质量关系着隧道的使用寿命和内净空平顺,因此在安装之时,需要保证安装位置的精确性,所以在出现偏离轴线时,安装人员需要进行纠偏,保证管片的圆心与隧道轴线重合,在纠偏当中,轴线的纠偏比较的复杂,施工人员需要花费大量的时间和精力才能很好的完成,并且在这过程中,需要连续进行多次才能达到想要的纠偏效果。在实际的施工当中,如果发现管片安装偏离轴线,这时需要调整千斤顶,如果有必要还需加贴纠偏楔子。
(1)通过对千斤顶进行调整,以行程差实现对轴线的纠偏。为了提高同轴线重合度,在进行纠偏之时,可以增加纠正的测量频率,经过多次的测量之后,可以保证纠偏的质量,避免出现过度的纠偏,一般而言,经过纠偏之后,同轴线的偏差量不能高于4 mm,否则会对地面造成负面的影响,甚至会导致环缝加大,隧道的防水系统遭到破坏。
(2)安装的精度需要精细化的控制,不能出现张角、错台情况,并且在安装之时,需要对上一环的管片安装报表加以分析,然后根据上一环中得到的经验,在本环安装中及时的进行调整。
(3)当出现隧道转弯或者是需要對轴线进行纠正,可以适当的使用千斤顶、楔形管片等进行辅助,从而更好的达到效果。
(4)如果地铁隧道盾构掘进施工过程中出现纵坡,需采用稳坡法开展施工,可是在具体进行施工之时,非常容易出现曲率半径不达标,导致曲线同设计要求不吻合,从而影响后续的管片拼装,因此在施工当中,针对上述的问题,可采用棉橡胶板纠正曲率的方法。
2.5 防水
管片结构自防水。在进行管片预制之时,需要保证混凝土的强度和抗渗等级,并且进行管片检漏试验,对管片的防水性进行检测和评价,并且管片要满足内实外光,尽可能的防止蜂窝的出现。
注浆孔防水。在进行管片安装过程中,当进行二次注浆之时,就可以将预设素砼给破开,这样就可以通过该位置完成二次注浆,在完成注浆之后,需用微膨胀水泥砂浆进行密封处理,保证该位置的防水效果。
同步注浆和二次注浆需要根据土质情况展开施工,施工会对当地的土层造成较大的影响,在可能出现坍塌、沉降的位置进行地面注浆加固,达到改良地质的目的,进而极大的提高隧道的稳定性,同时提高隧道的防水性。
3 结束语
地铁隧道施工属于一项复杂且精细的工程,在每个施工项目当中,盾构法施工的基本方法大致相同,但是在实际的施工当中,还需要根据实际情况对施工方法进行适当的调整,保证施工符合施工需求,以提高地铁隧道建设的质量。
参考文献:
[1]徐小涛.地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J].科学大众,2020(4):118.
[2]曹伟.地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J].建筑工程技术与设计,2018(5):1147.
关键词:地铁;掘进施工;城市
1 地铁隧道盾构掘进施工的重点和难点
1.1 盾构掘进加固体
在正式开展施工的过程之中,有关施工人员需要在施工的起始位置和施工设备的端头位置对土体进行加固,土体经过一定程度的加固之后,土体会表现出更加稳定的性质,土质变得更为的坚硬,这样可以较好的保护施工设备的刀盘,继而为盾构掘进施工提供保障。起始和端头这两处位置施工时,实际的掘进压力可以适当的低于所设计的理论值,掘进的速度要保持缓慢匀速,控制在1.0 cm/min以内。在掘进的过程当中,需要在盾构正面位置添加一定剂量的发泡剂,这样可以降低盾构正面位置的阻力,降低刀盘受到的扭矩力,从而让所需施加的推力降低,促进掘出的土体被顺利的排出。盾构施工达到加固的区域,可以适当的提高压力值,然后可以根据对地层产生的形变数据进行检测的结果以及具体的推进速度,对后续的施工进行适当的调整。
1.2 隧道防水施工
隧道防水工程是保证盾构掘进施工顺利进行的重要前提,同时隧道防水的具体效果,将会直接对隧道的施工质量造成影响,这在地铁工程建设当中,需要相关施工人员加以重视的施工项目。在实际的盾构施工中,防水主要是利用预制的盾构管片、推进过程中的壁后注浆及二次注浆进行自防水,因此必须要做好管片拼装和纠偏的施工,并按照有关规范完成注浆施工。
2 地铁盾构正式掘进施工控制技术
2.1 土压力设定
在开展盾构掘进施工的过程当中,施工人员需要时刻注意保持土层的稳定性,在保证施工质量和效率的前提下,尽可能的降低施工对于天然土层的影响,继而减少盾构施工对于施工现场所在位置的地表造成的负面影响。在某地铁站施工过程中,所用的施工方法为土压平衡式盾构工法,这种方法也是目前我国地铁隧道盾构掘进施工常用的施工方式,在开挖的过程当中,为了保证开挖面的稳定,需要精细的控制土压,因此在正式掘进施工之前,需要相关人员进行精密的计算,然后将得到的压力值作为施工中的预设土压,从而保证土仓土压和掘进面以及地下水压形成相对平衡的体系,这样有助于掘进施工的顺利进行。
2.2 控制掘进过程速度
地铁隧道盾构掘进施工的过程中,施工的人员需要严加的重视对掘进速度的控制,在启动盾构设备之时和结束施工之时,操作人员要对设备的推进速度进行控制,让推进的速度保持缓慢匀速,在后续的施工中再渐渐的增加推进的速度,并且在速度达到理想的设计值之时,尽可能的保证速度处于恒定的状态,速度不易发生较大的波动,这样就可能有效的保证设备切口处的土压也保持在一个比较恒定的状态。除此之外,掘进过程的速度还要根据注浆的效率进行调整,保持两者之间的协调,并且也要保证在施工当中,开挖面土层的稳定性,这些都跟掘进过程的速度有着莫大的关系。可见控制掘进速度对于地铁隧道盾构掘进施工有多么的重要。一般情况下,掘进的速度为6 cm/min,可是如果在施工当中遇到阻碍或者特殊情况,这时需要适当的降低速度,控制在2 cm/min,当掘进的情况恢复正常之后,再缓慢的提升速度,恢复到6 cm/min的状态。
2.3 管片拼装
管片的拼装属于地铁隧道盾构掘进施工的关键环节,也是保证隧道安全和稳定性的关键技术要点,管片一般是由6块预制成的小管片拼装而成,小管片的制作的主要材料有钢筋、混凝土等,按照管片功能的不同,可以将管片分为封顶块、邻接块、标准块、拱底块,在预制的过程当中,除了要保证管片的外径、内径、厚度等达到设计值之外,还需保证所用混凝土的强度,并且抗渗的等级不能低于P10。
在进行封顶块的过程中,这个环节属于管片拼装的重难点环节,需要拼装人员严加的注意,首先是要保证两个接块之间有充分的插入空间,整个拼装的环节,一般需要从底部开始进行,然后过渡到封顶块,此时进行拼装,需要让管片的2/3已经完成搭接之后,在慢慢的推动管片的位置,让管片移到正确的拼装位置,当全部的管片均已完成拼装,施工人员需要及时的将其放入油缸之中,这样可以及时的稳定管片的位置,保证每块管片不轻易的发生移位。
每当完成一次的管片拼装,都需要对管片进行一次紧固处理,保证管片拼装的稳定性,在完成一环的管片拼装之后,再次对这一环的管片进行统一的紧固,进一步的提高管片拼装的稳定性。在整个地铁隧道体系当中,管片也属于防水系统的中一环,可以有效的提高隧道防水的效能,可以说管片的拼装对于隧道的使用年限息息相关,有了管片对隧道的保护,隧道不易被外界因素所侵蚀,为了进一步的提高管片的质量,从而达到长期稳定保护地铁隧道的目的,还需对管片进行防水性的处理,在管片的表面涂抹性能优越的防水材料,加强管片的防水性以及抗腐蚀性。
2.4 管片纠偏
管片的安装质量关系着隧道的使用寿命和内净空平顺,因此在安装之时,需要保证安装位置的精确性,所以在出现偏离轴线时,安装人员需要进行纠偏,保证管片的圆心与隧道轴线重合,在纠偏当中,轴线的纠偏比较的复杂,施工人员需要花费大量的时间和精力才能很好的完成,并且在这过程中,需要连续进行多次才能达到想要的纠偏效果。在实际的施工当中,如果发现管片安装偏离轴线,这时需要调整千斤顶,如果有必要还需加贴纠偏楔子。
(1)通过对千斤顶进行调整,以行程差实现对轴线的纠偏。为了提高同轴线重合度,在进行纠偏之时,可以增加纠正的测量频率,经过多次的测量之后,可以保证纠偏的质量,避免出现过度的纠偏,一般而言,经过纠偏之后,同轴线的偏差量不能高于4 mm,否则会对地面造成负面的影响,甚至会导致环缝加大,隧道的防水系统遭到破坏。
(2)安装的精度需要精细化的控制,不能出现张角、错台情况,并且在安装之时,需要对上一环的管片安装报表加以分析,然后根据上一环中得到的经验,在本环安装中及时的进行调整。
(3)当出现隧道转弯或者是需要對轴线进行纠正,可以适当的使用千斤顶、楔形管片等进行辅助,从而更好的达到效果。
(4)如果地铁隧道盾构掘进施工过程中出现纵坡,需采用稳坡法开展施工,可是在具体进行施工之时,非常容易出现曲率半径不达标,导致曲线同设计要求不吻合,从而影响后续的管片拼装,因此在施工当中,针对上述的问题,可采用棉橡胶板纠正曲率的方法。
2.5 防水
管片结构自防水。在进行管片预制之时,需要保证混凝土的强度和抗渗等级,并且进行管片检漏试验,对管片的防水性进行检测和评价,并且管片要满足内实外光,尽可能的防止蜂窝的出现。
注浆孔防水。在进行管片安装过程中,当进行二次注浆之时,就可以将预设素砼给破开,这样就可以通过该位置完成二次注浆,在完成注浆之后,需用微膨胀水泥砂浆进行密封处理,保证该位置的防水效果。
同步注浆和二次注浆需要根据土质情况展开施工,施工会对当地的土层造成较大的影响,在可能出现坍塌、沉降的位置进行地面注浆加固,达到改良地质的目的,进而极大的提高隧道的稳定性,同时提高隧道的防水性。
3 结束语
地铁隧道施工属于一项复杂且精细的工程,在每个施工项目当中,盾构法施工的基本方法大致相同,但是在实际的施工当中,还需要根据实际情况对施工方法进行适当的调整,保证施工符合施工需求,以提高地铁隧道建设的质量。
参考文献:
[1]徐小涛.地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J].科学大众,2020(4):118.
[2]曹伟.地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J].建筑工程技术与设计,2018(5):1147.