论文部分内容阅读
[摘 要]随着城市化水平的不断提高,城市交通的拥堵情形日益严峻,为缓解城市交通压力,就需要高质量的建设地铁工程。目前,地铁工程区间隧道主要工法有明挖法、矿山法、盾构法。实践表明,盾构法施工具有掘进速度快、对环境影响小、施工安全性较高的优点,因此盾构法施工在地铁项目中得到广泛的运用。本文结合深圳地铁8号线8132标盾构区间施工管理,对地铁工程盾构法区间施工技术进行分析。
[关键词]地铁工程;盾构法;施工技术
中图分类号:U455.43 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0151-01
1地铁隧道盾构法施工的特点
1.1安全性较高
盾构法的施工在地下进行,整个施工过程受地面情况和季节因素的影响较小,可以优质高效的组织施工。与其他建设工程施工容易受到地面交通、气候等外部因素的影响不同,盾构法施工可以避免这些外部因素的干扰,盾构掘进施工在盾壳的保护下进行,避免了人员伤亡,减少了安全事故。
1.2工作效率较高
随着我国装备制造业的快速发展,盾构法施工中应用到的各种施工机械的先进性自动化程度也越来越高,这些机械设备的应用使得盾构法一次性就可以完成开挖、支护、出土、衬砌等工作,从而使施工效率得到了极大提高。
1.3经济性更佳
我国的地域跨度较大,不同的地质条件可能存在一定的差异,而无论是哪种地质条件,盾构法施工技术都具有较好的适用性,是多种施工技术中性价比较高的一种隧道施工技术,同时,盾构法施工用工量较少,降低了劳动强度和材料的消耗,值得在地铁施工作业中进行广泛推广和应用。
2地铁施工盾构法的区间施工技术
2.1盾构法施工简介
盾构施工的主要步骤主要有:利用地铁车站作为盾构始发井,在始发井内对盾构进行拼装调试;利用反力架施加反力,将盾构推出工作井墙壁,盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土和安装衬砌管片;及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动;盾构进入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。
2.2盾构掘进施工工艺
2.2.1开挖控制
开挖控制的根本目的是確保开挖面稳定。开挖面的土压控制值,按地下水压+土压+预备压设定;计算土压控制值时,一般沿隧道轴线取适当间隔,按各断面的土质条件,计算出上限值与下限值,并根据施工条件在其范围内设定;为使开挖面稳定,土压变动要小,土压变动大的情况下,一般开挖面不稳定。
2.2.2管片拼装施工
盾构管片常用液压传动拼装机进行拼装,管片拼装质量控制点主要有衬砌环椭圆度、环内错台和环间错台。管片拼装一般采用错缝拼装法,错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/2~1/3。错缝拼装的衬砌整体性好,但当环面不平整时,容易引起较大的施工应力。按拼装顺序一般采用先纵后环法,这种拼装顺序,可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退,减少开挖面土体的扰动。
2.2.3环面超前量控制措施
在进行管片施工的时候需要加强检查环面超前量,这样才能有效保证管片环面与隧道轴线保持垂直状态。在进行管片拼装时需要加强检查环面超前量,这样才能保证管片环面与隧道轴线保持垂直状态。管片拼装时,若管片间连接面不平行,导致环间连接面不平,拼装中的管片与已拼管片的边缘呈点接触或线接触,在盾构千斤顶推力作用下,管片会发生破损。为此,拼装管片时,各管片连接面要拼接整齐,连接螺栓要充分紧固。施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测,并对隧道线形与盾构方向严格控制;盾构纠偏应及时、连续,过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环管片的顺利拼装。
2.2.4注浆控制
管片拼装完成后,随着盾构的推进,管片与洞体之间出现空隙。如不及时充填,地层应力得以释放,会导致邻近建筑物沉降、变形或破坏等。注浆的主要目的就是防止地层变形,及早使管片环安定,千斤顶推力平滑地向地层传递。
一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式。同步注浆是在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式,分为从设在盾构的注浆管注入和从管片注浆孔注入两种方式。前者,其注浆管安装在盾构外侧,存在影响盾构姿态控制的可能性,但能实现真正意义的同步注浆。后者,管片从盾尾脱出后才能注浆,为与前者区别,可被称作半同步注浆或后方注浆。一般盾构直径大,或在冲积黏性土和砂质土中掘进,多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中,多采取后方注浆方式。二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。以填充孔隙、补偿收缩目的的二次注浆,多采用与一次注浆相同的浆液;以防止底层松弛为目的二次注浆,多采用化学浆液。
3盾构施工安全质量控制
3.1提高盾构施工人员的技术
在进行盾构施工之前需要做好现场管理人员的教育和培训工作,使其能够熟练掌握相关技能。同时,需要对施工人员掌握施工技术的熟练度进行考核。另外,还需要对相关人员进行施工技术交底,交底内容包括施工技术要求、控制要点、合格标准、常见问题与预防措施等,从而确保施工人员能够充分掌握设计人员的施工意图,强化质量管控手段,做好施工质量动态管理,从而保障盾构施工质量满足设计和规范要求。
3.2强化材料管控
选择优质的原材料是保证工程质量的前提,因此在进行原材料选择的时候需要做好以下方面的工作:①水泥:采用普通硅酸盐水泥,水泥标号不低于42.5级,水泥的主要技术指标应满足规范要求。优化配合比设计,在满足防水混凝土的强度和抗渗条件下,尽量减少水泥用量。②外加剂:选用外加剂,应保证外加剂与水泥的适应性满足混凝土工作性和操作性要求,具体选用的什么类型的外加剂,应根据混凝土拌合物的质量要求和混凝土成型工艺经试验确定。③严格控制混凝土配合比:优先选用优质粉煤灰、外加剂,提高混凝土的工作性、和易性、密实性、抗裂性、耐腐蚀性。胶凝材料的用量应根据混凝土抗渗等级和强度等级选用。④做好进场管片质量验收工作,管片的外观质量、尺寸偏差满足规范要求,强度检测、抗拔检测、抗弯检测、检漏试验等报告齐全,试验结果满足设计要求。
3.3盾构施工的风险管理
在盾构法施工过程中,伴随着一定的安全风险,尤其是盾构的始发与接收、盾构开仓换刀、穿越建筑物(沟渠、河流)、超浅埋地段、重叠隧道段等,因此在正式施工前需要进行风险评估和论证,制定相应的对策和应急预案,做好风险源统计和分类,建立安全生产风险数据库,有针对性地指导风险管理工作,确保盾构施工安全高效的进行。
4结语
盾构法施工具有对周边环境影响小、自动化程度高、优质高效、安全环保的特点,在建筑物密集、地址条件复杂的繁华市区建设地铁工程盾构法越来越受到青睐和重视。盾构与常规设备不同,是根据特定施工对象量身定做的特种设备,盾构的设计必须与工程地质紧密结合,才能充分发挥盾构法施工快速、安全、优质的优势。此外,盾构隧道施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容和控制参数;在施工过程中,应结合外部环境的变化及时调整掘进参数,才能确保实现安全、质量、工期、成本的预期目标。
参考文献
[1]杨啸南.地铁隧道盾构法施工下穿建筑物分析[D].南昌大学,2015.
[2]唐胜.地铁区间隧道盾构法施工工程影响分析[D].湘潭大学,2015.
[关键词]地铁工程;盾构法;施工技术
中图分类号:U455.43 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0151-01
1地铁隧道盾构法施工的特点
1.1安全性较高
盾构法的施工在地下进行,整个施工过程受地面情况和季节因素的影响较小,可以优质高效的组织施工。与其他建设工程施工容易受到地面交通、气候等外部因素的影响不同,盾构法施工可以避免这些外部因素的干扰,盾构掘进施工在盾壳的保护下进行,避免了人员伤亡,减少了安全事故。
1.2工作效率较高
随着我国装备制造业的快速发展,盾构法施工中应用到的各种施工机械的先进性自动化程度也越来越高,这些机械设备的应用使得盾构法一次性就可以完成开挖、支护、出土、衬砌等工作,从而使施工效率得到了极大提高。
1.3经济性更佳
我国的地域跨度较大,不同的地质条件可能存在一定的差异,而无论是哪种地质条件,盾构法施工技术都具有较好的适用性,是多种施工技术中性价比较高的一种隧道施工技术,同时,盾构法施工用工量较少,降低了劳动强度和材料的消耗,值得在地铁施工作业中进行广泛推广和应用。
2地铁施工盾构法的区间施工技术
2.1盾构法施工简介
盾构施工的主要步骤主要有:利用地铁车站作为盾构始发井,在始发井内对盾构进行拼装调试;利用反力架施加反力,将盾构推出工作井墙壁,盾构在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出土和安装衬砌管片;及时向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动;盾构进入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推进。
2.2盾构掘进施工工艺
2.2.1开挖控制
开挖控制的根本目的是確保开挖面稳定。开挖面的土压控制值,按地下水压+土压+预备压设定;计算土压控制值时,一般沿隧道轴线取适当间隔,按各断面的土质条件,计算出上限值与下限值,并根据施工条件在其范围内设定;为使开挖面稳定,土压变动要小,土压变动大的情况下,一般开挖面不稳定。
2.2.2管片拼装施工
盾构管片常用液压传动拼装机进行拼装,管片拼装质量控制点主要有衬砌环椭圆度、环内错台和环间错台。管片拼装一般采用错缝拼装法,错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/2~1/3。错缝拼装的衬砌整体性好,但当环面不平整时,容易引起较大的施工应力。按拼装顺序一般采用先纵后环法,这种拼装顺序,可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退,减少开挖面土体的扰动。
2.2.3环面超前量控制措施
在进行管片施工的时候需要加强检查环面超前量,这样才能有效保证管片环面与隧道轴线保持垂直状态。在进行管片拼装时需要加强检查环面超前量,这样才能保证管片环面与隧道轴线保持垂直状态。管片拼装时,若管片间连接面不平行,导致环间连接面不平,拼装中的管片与已拼管片的边缘呈点接触或线接触,在盾构千斤顶推力作用下,管片会发生破损。为此,拼装管片时,各管片连接面要拼接整齐,连接螺栓要充分紧固。施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测,并对隧道线形与盾构方向严格控制;盾构纠偏应及时、连续,过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环管片的顺利拼装。
2.2.4注浆控制
管片拼装完成后,随着盾构的推进,管片与洞体之间出现空隙。如不及时充填,地层应力得以释放,会导致邻近建筑物沉降、变形或破坏等。注浆的主要目的就是防止地层变形,及早使管片环安定,千斤顶推力平滑地向地层传递。
一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式。同步注浆是在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式,分为从设在盾构的注浆管注入和从管片注浆孔注入两种方式。前者,其注浆管安装在盾构外侧,存在影响盾构姿态控制的可能性,但能实现真正意义的同步注浆。后者,管片从盾尾脱出后才能注浆,为与前者区别,可被称作半同步注浆或后方注浆。一般盾构直径大,或在冲积黏性土和砂质土中掘进,多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中,多采取后方注浆方式。二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。以填充孔隙、补偿收缩目的的二次注浆,多采用与一次注浆相同的浆液;以防止底层松弛为目的二次注浆,多采用化学浆液。
3盾构施工安全质量控制
3.1提高盾构施工人员的技术
在进行盾构施工之前需要做好现场管理人员的教育和培训工作,使其能够熟练掌握相关技能。同时,需要对施工人员掌握施工技术的熟练度进行考核。另外,还需要对相关人员进行施工技术交底,交底内容包括施工技术要求、控制要点、合格标准、常见问题与预防措施等,从而确保施工人员能够充分掌握设计人员的施工意图,强化质量管控手段,做好施工质量动态管理,从而保障盾构施工质量满足设计和规范要求。
3.2强化材料管控
选择优质的原材料是保证工程质量的前提,因此在进行原材料选择的时候需要做好以下方面的工作:①水泥:采用普通硅酸盐水泥,水泥标号不低于42.5级,水泥的主要技术指标应满足规范要求。优化配合比设计,在满足防水混凝土的强度和抗渗条件下,尽量减少水泥用量。②外加剂:选用外加剂,应保证外加剂与水泥的适应性满足混凝土工作性和操作性要求,具体选用的什么类型的外加剂,应根据混凝土拌合物的质量要求和混凝土成型工艺经试验确定。③严格控制混凝土配合比:优先选用优质粉煤灰、外加剂,提高混凝土的工作性、和易性、密实性、抗裂性、耐腐蚀性。胶凝材料的用量应根据混凝土抗渗等级和强度等级选用。④做好进场管片质量验收工作,管片的外观质量、尺寸偏差满足规范要求,强度检测、抗拔检测、抗弯检测、检漏试验等报告齐全,试验结果满足设计要求。
3.3盾构施工的风险管理
在盾构法施工过程中,伴随着一定的安全风险,尤其是盾构的始发与接收、盾构开仓换刀、穿越建筑物(沟渠、河流)、超浅埋地段、重叠隧道段等,因此在正式施工前需要进行风险评估和论证,制定相应的对策和应急预案,做好风险源统计和分类,建立安全生产风险数据库,有针对性地指导风险管理工作,确保盾构施工安全高效的进行。
4结语
盾构法施工具有对周边环境影响小、自动化程度高、优质高效、安全环保的特点,在建筑物密集、地址条件复杂的繁华市区建设地铁工程盾构法越来越受到青睐和重视。盾构与常规设备不同,是根据特定施工对象量身定做的特种设备,盾构的设计必须与工程地质紧密结合,才能充分发挥盾构法施工快速、安全、优质的优势。此外,盾构隧道施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容和控制参数;在施工过程中,应结合外部环境的变化及时调整掘进参数,才能确保实现安全、质量、工期、成本的预期目标。
参考文献
[1]杨啸南.地铁隧道盾构法施工下穿建筑物分析[D].南昌大学,2015.
[2]唐胜.地铁区间隧道盾构法施工工程影响分析[D].湘潭大学,2015.