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【摘 要】 现在,城市化水平越来越高,城市在发展过程中,对交通带来了很大的压力,为了缓解交通方面的压力,城市轨道交通成为了主要的方式,在进行发展的过程中,地铁成为了重要的交通工具,在进行地铁建设的时候,施工技术中最常使用的就是盾构法。现在地铁建设速度也是非常快的,很多的大城市为了解决城市交通问题将地铁建设作为了规划的重要内容。为了保证地铁工程建设,选择合理的施工方法是非常重要的,在不断的建设中,盾构法施工是效果非常好的施工技术,在很多的施工中都得到了应用。在进行地铁建设的时候,隧道建设是非常重要的,采用盾构法施工技术进行施工,可以使用盾构机作为隧道的掘进设备,同时以盾构机的盾壳作为支护,同时在施工中采用千斤顶作为支撑,这样的施工方式可以取得更好的施工效果。本文对地铁施工盾构法施工技术进行了探讨。
【关键词】 地铁;施工;盾构法;施工技术
引言:
盾构法的特点是暗挖施工,掘进衬砌一次完成,对地面影响小,安全快捷,是地铁施工常用的方法。盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑,既能支撑地层压力,又能作为活动钢制圆形或半圆形装置在地层中推进。盾构是通过软弱含水层,特别是江河底、海底以及城市中心区修建隧道的一种机械,是一种集开挖、支护、推进、衬砌等多种作业一体化的大型暗挖隧道施工机械,主要用于软弱、复杂地层的隧道施工。
一、盾构法概述
1、盾构法
盾构法是暗挖施工的一种形式,主要是利用机械进行施工。利用盾构机械在地表下面进行挖掘,运用盾构外壳和管片对隧道的四周进行支撑,防止围岩的坍塌。在盾构機工作的同时,还会有切削装置进行配合工作,利于盾构机的挖掘,并且由出土机把土输送出去。盾构法能够使隧道的埋深小于或者等于隧道的直径,使隧道的修筑面临最小的地表沉降。盾构法的突出优势就是对城市的交通会造成大的影响,并且无污染。
2、盾构法的原理和施工程序
传统技术最为显著的特点就是埋藏浅,通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动,会对周边环境造成影响,所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求,增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点,充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩,增加围岩的承受力,并且在开挖后,及时的支护,和围岩形成一个完整的支护体系。盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井,以便可以对设备进行拼装,当隧道过长时,还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右,这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求,此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时,必须确保这些工序及时的进行,不能出现耽搁,长时间的的停顿会对路面产生影响,可能会造成路面或者建筑物的下沉。盾构法施工依赖的是盾构这种施工器具,盾构除开挖外,还可以起到强有力的支撑,盾构机钢管机似的外形可以抵挡来自外界水和地层的较大压力。盾构主要由三部分组成,分别是切口环、支撑环、盾尾。经常用到的盾构有圆形、椭圆形、半圆形。盾构法施工速度快,并且开挖的洞体比较稳定,对周围的环境影响小,尤其是对建筑物造成的影响不大。此方法适用于粘性土层、砂层、全面断岩层、上软下硬地层等地质,在城市建设中有很大的优势。盾构法可以在有水的情况下正常进行,并且适用于跨度较大的车站修筑,因此,在我国的隧道施工中有了广泛的推广,此外在地下车库和过街人行道的建设施工中也得到了应用。
二、盾构法施工在地铁应用中的优势
1、安全性高
盾构施工方法隐蔽性良好,属于暗挖法施工,受航运、河道、地面交通、季节潮汐等条件影响小,能较经济合理地保证隧道安全施工,可在盾构支护下安全地进行开挖、衬砌等。
2、工作效率高
盾构法采用先进的盾构设备,开挖、支护、出土、衬砌一次成型,全机械化操作,简单方便,有较高的施工效率。
3、产生的危害较小
在盾构施工过程中所产生的振动以及噪声引起的公害小。对周围环境没有干扰;隧道穿越河底、海底及地面建筑群下部时,可完全不影响航道通行和地面建筑正常使用。
4、经济性
适宜在不同颗粒条件下的土层中施工,多车道的隧道可做到分期施工,分期运营,可减少一次性投资;对于软弱围岩以及含水量大的围岩中,对于建设有一定埋深的隧道来说,盾构法在保证安全,性价比、专业技术等方面有明显的优越性。
三、地铁施工盾构法施工技术
1、盾构法在地铁隧道施工中的技应用
1.1车站结构的计算
目前,国内运用盾构法来设计地铁隧道施工可以说取得了不错的成就,并且具备较为丰富的经验,理论经验和技术方法也逐渐的成熟,但是对于区间隧道的扩挖技术依旧是盲区,需要进一步提高进步,应该从实际问题中注意修建过程中围岩应力的复杂变化和调整形态,充分考虑到围岩修建中的内部变化和车站的结构承载。
1.2管片、支护方式、连接方式
严格要求施工期间车站扩挖的管片撤除和再次使用,运用与隧道盾构施工中相符的特殊管片,以确保施工的安全。在工程中,管惠城际地铁隧道施工使用的钢筋混凝土管片由管惠城际地铁隧道管片厂生产,除区间管片外,还需要负环管片10环。为了确保工程造价和运营安全、有效的防水,应该利用有利于车站结构的支护方式,如初期支护和二衬支护等方式要恰当选择。车站主体与其他结构的连接部位技术需要加强,施工中须严格注意。洞门井接头施工在任何时候不得对主体隧道工程的进展造成延缓。拆除或凿除管片前,应探明管片外注浆层情况并确定是否需要预注浆。
1.3环保技术
施工中注意对周围环境的影响,如扩挖时对围岩的影响,以及造成的地表下沉等。要有效的控制地表的下沉,对周围环境的影响降到最低。在建设施工的全过程中,根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物等环境因素,实施全过程污染预防控制,尽可能地减少或防止不利的环境影响。预防为主,宣传引导,全面规划,合理布局,改进工艺,节省资源,为企业争取最佳经济效益和环境效益。严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定。对加固区域的管线和影响建筑物实施监测,在加固实施期间每天监测2次,若沉降出现异常时相应增加监测次数。
2、风井的施工方法
根据风井的地质情况和具体要求,对端头进洞的地基进行加固,长度为6m,其中5.4m要采用钻孔灌注施工,同时要确保钻孔灌注和风井围护桩之间有600mm的间隙,便于使用高压旋喷桩进行施工。由于风井主要位于城镇居民区周围,受影响比较大,因此出洞地基要分两部分完成,首先,在风井围护桩施工完成后,进行加固钻孔灌注桩施工。然后,风井开挖完工,进行高压旋喷桩施工。
地基加固主要包括纵向和横向,纵向为接收井的外井壁向外6m;横向的是以洞圈为中心,向两侧延伸4m,确保洞圈上的加固深度为3m,洞圈下的加固深度为4m,隧道直径为7m,水泥的掺量要达到20%,洞圈上3m外的地区主要是弱加固区,水泥掺量为7%。此外还需要对搅拌桩和钻孔灌注桩间的间隙进行加固,主要采取旋喷桩进行连接补强加固。
四、结束语
地铁盾构施工方法是一种综合性较强的施工技术,在应用过程中要不断进行探索和实践,这样才能使这种施工技术更加的成熟,同时也能更好的发展地铁施工方法。盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动,在未来的发展过程中,是离不开各个学科的专家共同努力和合作的,共同研制适合我国地质条件的盾构机械,才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
参考文献:
[1]杨春明,地铁站过街通道管棚拉管法施工[J].铁道建筑技术,2005(2).
[2]黄炜.地铁盾构法施工新技术浅析[J].中外建筑,2011.
[3]陈超.城市地铁盾构法施工技术经济分析[J].施工技术,2005.1.
【关键词】 地铁;施工;盾构法;施工技术
引言:
盾构法的特点是暗挖施工,掘进衬砌一次完成,对地面影响小,安全快捷,是地铁施工常用的方法。盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑,既能支撑地层压力,又能作为活动钢制圆形或半圆形装置在地层中推进。盾构是通过软弱含水层,特别是江河底、海底以及城市中心区修建隧道的一种机械,是一种集开挖、支护、推进、衬砌等多种作业一体化的大型暗挖隧道施工机械,主要用于软弱、复杂地层的隧道施工。
一、盾构法概述
1、盾构法
盾构法是暗挖施工的一种形式,主要是利用机械进行施工。利用盾构机械在地表下面进行挖掘,运用盾构外壳和管片对隧道的四周进行支撑,防止围岩的坍塌。在盾构機工作的同时,还会有切削装置进行配合工作,利于盾构机的挖掘,并且由出土机把土输送出去。盾构法能够使隧道的埋深小于或者等于隧道的直径,使隧道的修筑面临最小的地表沉降。盾构法的突出优势就是对城市的交通会造成大的影响,并且无污染。
2、盾构法的原理和施工程序
传统技术最为显著的特点就是埋藏浅,通常距离地表较近。在施工中由于地层的损失会造成地面的明显移动,会对周边环境造成影响,所以对施工中的支护、排水、灌浆等都有较高的要求,增加了具体的施工难度。盾构法结合了我国隧道建设的实际特点,充分关注地质、水文条件。在施工中采取了多种辅助措施来巩固围岩,增加围岩的承受力,并且在开挖后,及时的支护,和围岩形成一个完整的支护体系。盾构法施工需要在隧道终端和始端建造基坑或者是竖井,以便可以对设备进行拼装,当隧道过长时,还需要设置检修井。工作井的大小需要根据盾构的具体形状和大小决定。一般井的宽度需要超出盾构机2m左右,这样可以方便盾构机的维修。井的长度需要满足盾构机的安装和拆卸的要求,此外还需要考虑到盾构机进出洞。此外盾构法的施工程序还有土层的开挖、盾构机的推进、衬砌拼装、衬砌背后压注等。在进行这些工序时,必须确保这些工序及时的进行,不能出现耽搁,长时间的的停顿会对路面产生影响,可能会造成路面或者建筑物的下沉。盾构法施工依赖的是盾构这种施工器具,盾构除开挖外,还可以起到强有力的支撑,盾构机钢管机似的外形可以抵挡来自外界水和地层的较大压力。盾构主要由三部分组成,分别是切口环、支撑环、盾尾。经常用到的盾构有圆形、椭圆形、半圆形。盾构法施工速度快,并且开挖的洞体比较稳定,对周围的环境影响小,尤其是对建筑物造成的影响不大。此方法适用于粘性土层、砂层、全面断岩层、上软下硬地层等地质,在城市建设中有很大的优势。盾构法可以在有水的情况下正常进行,并且适用于跨度较大的车站修筑,因此,在我国的隧道施工中有了广泛的推广,此外在地下车库和过街人行道的建设施工中也得到了应用。
二、盾构法施工在地铁应用中的优势
1、安全性高
盾构施工方法隐蔽性良好,属于暗挖法施工,受航运、河道、地面交通、季节潮汐等条件影响小,能较经济合理地保证隧道安全施工,可在盾构支护下安全地进行开挖、衬砌等。
2、工作效率高
盾构法采用先进的盾构设备,开挖、支护、出土、衬砌一次成型,全机械化操作,简单方便,有较高的施工效率。
3、产生的危害较小
在盾构施工过程中所产生的振动以及噪声引起的公害小。对周围环境没有干扰;隧道穿越河底、海底及地面建筑群下部时,可完全不影响航道通行和地面建筑正常使用。
4、经济性
适宜在不同颗粒条件下的土层中施工,多车道的隧道可做到分期施工,分期运营,可减少一次性投资;对于软弱围岩以及含水量大的围岩中,对于建设有一定埋深的隧道来说,盾构法在保证安全,性价比、专业技术等方面有明显的优越性。
三、地铁施工盾构法施工技术
1、盾构法在地铁隧道施工中的技应用
1.1车站结构的计算
目前,国内运用盾构法来设计地铁隧道施工可以说取得了不错的成就,并且具备较为丰富的经验,理论经验和技术方法也逐渐的成熟,但是对于区间隧道的扩挖技术依旧是盲区,需要进一步提高进步,应该从实际问题中注意修建过程中围岩应力的复杂变化和调整形态,充分考虑到围岩修建中的内部变化和车站的结构承载。
1.2管片、支护方式、连接方式
严格要求施工期间车站扩挖的管片撤除和再次使用,运用与隧道盾构施工中相符的特殊管片,以确保施工的安全。在工程中,管惠城际地铁隧道施工使用的钢筋混凝土管片由管惠城际地铁隧道管片厂生产,除区间管片外,还需要负环管片10环。为了确保工程造价和运营安全、有效的防水,应该利用有利于车站结构的支护方式,如初期支护和二衬支护等方式要恰当选择。车站主体与其他结构的连接部位技术需要加强,施工中须严格注意。洞门井接头施工在任何时候不得对主体隧道工程的进展造成延缓。拆除或凿除管片前,应探明管片外注浆层情况并确定是否需要预注浆。
1.3环保技术
施工中注意对周围环境的影响,如扩挖时对围岩的影响,以及造成的地表下沉等。要有效的控制地表的下沉,对周围环境的影响降到最低。在建设施工的全过程中,根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物等环境因素,实施全过程污染预防控制,尽可能地减少或防止不利的环境影响。预防为主,宣传引导,全面规划,合理布局,改进工艺,节省资源,为企业争取最佳经济效益和环境效益。严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定。对加固区域的管线和影响建筑物实施监测,在加固实施期间每天监测2次,若沉降出现异常时相应增加监测次数。
2、风井的施工方法
根据风井的地质情况和具体要求,对端头进洞的地基进行加固,长度为6m,其中5.4m要采用钻孔灌注施工,同时要确保钻孔灌注和风井围护桩之间有600mm的间隙,便于使用高压旋喷桩进行施工。由于风井主要位于城镇居民区周围,受影响比较大,因此出洞地基要分两部分完成,首先,在风井围护桩施工完成后,进行加固钻孔灌注桩施工。然后,风井开挖完工,进行高压旋喷桩施工。
地基加固主要包括纵向和横向,纵向为接收井的外井壁向外6m;横向的是以洞圈为中心,向两侧延伸4m,确保洞圈上的加固深度为3m,洞圈下的加固深度为4m,隧道直径为7m,水泥的掺量要达到20%,洞圈上3m外的地区主要是弱加固区,水泥掺量为7%。此外还需要对搅拌桩和钻孔灌注桩间的间隙进行加固,主要采取旋喷桩进行连接补强加固。
四、结束语
地铁盾构施工方法是一种综合性较强的施工技术,在应用过程中要不断进行探索和实践,这样才能使这种施工技术更加的成熟,同时也能更好的发展地铁施工方法。盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动,在未来的发展过程中,是离不开各个学科的专家共同努力和合作的,共同研制适合我国地质条件的盾构机械,才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
参考文献:
[1]杨春明,地铁站过街通道管棚拉管法施工[J].铁道建筑技术,2005(2).
[2]黄炜.地铁盾构法施工新技术浅析[J].中外建筑,2011.
[3]陈超.城市地铁盾构法施工技术经济分析[J].施工技术,2005.1.