南京地铁运营有限责任公司工务分公司210012
摘要:随着我国经济及社会的迅猛发展,国内城市轨道建设的数量不断增多,规模不断增大,近年来,兴修地铁逐步成为各地市发展城市交通的重要举措。众所周知,大规模修建地铁不仅受到地面道路交通、施工现场环境、隧道间相互交叉等自然环境影响,还受到市政公共基础设施以及地下结构物的穿插重叠等人文环境因素的影响,因此,传统道路交通施工技术很难在地铁施工过程中发挥效用。为解决这一问题,国内很多地铁施工单位开始普及使用盾构施工技术。
关键词:地铁隧道;盾构法施工;质量控制;对策
中图分类号:U455文献标识码:A
引言:如今国内地铁隧道工程已经进入到了快速发展阶段,盾构法具有自动化水平高、施工领域广、造价低、工期短的特征,因此在地铁隧道施工中得到了非常广泛的应用。作业人员必须掌握并熟悉隧道施工质量控制的具体方法与控制重点,这对提高隧道安全性具有重要的意义。
1盾构施工法的概念
1.1盾构施工法的原理
在地铁工程隧道施工过程中,使用盾构机,不仅能够对工程的开挖面进行控制,同时还能够确保隧道不发生坍塌现象。盾构机施工过程中,能够对隧道进行掘进、出渣等施工操作,在盾构机内用管片拼装成衬砌,还可以完成壁后注浆操作。盾构机中的“盾”也就是指施工过程中完成的对开挖面以及周围的土体进行控制所用的盾构钢壳,“构”则是形成隧道管片的壁后注浆体以及管片。在目前地铁工程建设中,盾构施工法作为目前地铁工程建设中主要施工方法之一,其施工原理是在尽可能不扰动周围环境的情况下,来开展隧道施工操作,为实现这一目标,既可以使用压力舱中的泥水以及泥土压力,同时还需要使用盾构钢壳,从而实现被动支护的作用。
1.2盾构施工阶段划分
从盾构施工的时间顺序上进行划分,盾构施工法可以分为如下三个方面:(1)始发作业阶段:该阶段的主要内容是完成盾构工作井的建造,对进洞口的土体进行加固,安装掘进盾构机等方面的工作。(2)盾构掘进阶段:该阶段的主要内容是完成初始阶段掘进施工,连续盾构掘进施工以及完成设备之间的转换等。(3)盾构机到达阶段:接收井洞口土体加固,同时将盾构机运出地面。
2地铁隧道盾构法施工的质量控制措施
2.1管片渗水质量问题以及控制措施
2.1.1原因分析
(1)管片自身存在问题。管片出厂时需要对密封垫沟槽处的混凝土进行密封处理,这主要是由于如果密封不好或者直接未进行此操作,就会导致气泡产生,这样一来,在组装成品管片的过程中,管片密封垫附近就会有水沿着气泡渗入,直接导致管片漏水。(2)管片止水条脱落。在具体操作过程中,管片止水条出现脱落或者断裂的情况有很多,主要原因可以分为管片之间相互碰撞或者黏贴不牢等,这样一来,密封垫处的防水圈就无法闭合,导致管片渗水的情况出现。(3)管片壁不饱满后进行注浆。一般来说,在管片壁不够饱满的情况下进行注浆,如果出现管片密封贴条不完全密实的情况,加上管片顶部存有积水,那么密封垫较为薄弱的位置就会先出现渗水情况。
2.1.2控制措施
管片上浮在地铁施工中经常遇到,这就对施工人员施工技术和施工工艺提出了较高的要求。为此,相关施工人员必须对施工现场环境予以充分了解,以便提取精准数据来做好各项工作。在对地铁隧道进行掘进施工的过程中,必须做好以下几个方面:①施工人员必须对地铁隧道盾构法施工技术、施工速度以及掘进推力予以准备把控;②加大对盾构机的操作力度,结合现场实际情况,优化调整千斤顶的形成差,使得千斤顶的作用得以最大程度的发挥;③结合测量得出结果,优化调整盾构机相关参数,在切实提高施工效率和施工质量的同时,有效延长机械设备的寿命。
2.2管片错台原因与处理方法
2.2.1原因分析
(1)选型不当。盾构机中心与管片拼接中心不同心,管片和盾尾出现碰撞,为安装管片,作业人员会偏移管片径向,致使错台情况发生。(2)盾尾没有处理干净。盾尾渣土没有清理干净,特别是盾尾底部。盾尾底部泥沙非常难以清理,盾尾管片非常难以就位,有时就连螺栓都很难插入,导致错台。另外人工操作机械时,由于没有按照规范操作,没有调整好管片内环面平整度也会导致错台情况发生。(3)注浆压力太大。掘进时,如果隧道轴线曲率与围岩发生改变,注浆压力没有得到调整。那么过大的注浆量和注浆压力就会导致管片错台。(4)盾构姿态控制不当。因盾构姿态控制不恰当或姿态不易控制,就会引起盾构姿态大幅度调整。当管片脱离时,在受盾构壳体挤压下,会出现管片错台。(5)围岩条件变化。隧道围堰变化与管片上浮也是导致管片错台的主要原因。
2.2.2控制措施
(1)优化线路设计。做好曲线段控制,避免小直径曲线段出现。结合线路确定管片,如果曲线半径较小,一般用小宽度管片。(2)合理配置管片。管片必须达到施工质量要求,尤其是转弯管片,比例更是需要满足施工需求。施工方必须严格控制好管片以及螺栓质量。(3)结合实况施工。不同施工状况需要用到不同的管片参数,只有选择最合适的管片,才能够保障盾构机轴心与管片轴心一直。在施工中应以盾尾间隙、千斤顶形成差为依据。(4)根据规范施工。管片安装必须严格按照操作规范施工,保障施工质量。(5)严格控制注浆。不同地层选用不同注浆方式,并做好注浆压力的控制。
2.3盾构机始发、接收段隧道存在的质量问题
2.3.1原因分析
盾构机始发、接收段成型在地铁盾构法施工过程中十分常见。具体来说,出现这一问题的原因可以分为以下几个方面:①负环管片的原因,通常来说,使用配筋率较低或者老旧管片就会导致盾构始发时出现问题,导致破损情况的出现;②因盾构组合安装调试工作刚刚结束,就着手盾构机始发操作,机械以及人机磨合程度还不够理想,相关施工参数也未得到实践检验,极易导致与实际情况不符的现象发生。
2.3.2控制措施
具体来说,主要表现为以下几个方面:①对盾构法施工线路加以确定,确保轴线不能出现较大偏差,以免浪费财力和工期,加上盾构设备始发与接收的过程操作十分复杂,所以必须对线路予以精准设计,做好充足准备,才能开始施工;②留出足够时间对盾构机进行全面调试,在实际操作过程中,施工人员需要结合地质条件的变化为盾构设备的始发、接收等情况予以综合判断,为确保整个盾构施工过程的安全性与可靠性打下坚实基础。
结束语:
总而言之,地铁工程的顺利修建能够在很大程度上缓解我国的交通压力,从而保障交通便捷,提高人们的生活质量。为确保地铁工程建设能够给越来越多人们的生活带来便利,应该重视盾构施工法的作用,通过不断对盾构施工法进行改进,来保障地铁工程的建设质量,从而获取更高的经济效益以及社会效益。在盾构技术越加成熟的同时,也会对施工人员的专业化水平提出更多的要求,作业人员必须不断实践和学习,掌握相关技术,加强盾构法质量控制研究,为安全施工、质量施工提供保障。
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