城市地铁盾构施工技术应用与质量控制王晓强 赵国伟 张子云

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年1月第2期   作者:王晓强 赵国伟 张子云
[导读] 随着社会的发展,交通事业的发展也达到了新的高度
         摘要:随着近年来我国的经济快速发展以及城市化进程的加速,当前阶段我国的交通事业也开始上升到了一个新的台阶。城市交通中地铁是重要的组成部分,对于缓解城市交通压力,满足居民出行需求来说具有重要意义。通过盾构施工技术能够有效的提升地铁施工技术,因此在施工当中需要更加重视,为地铁安全提供更加可靠的保障。本文主要对城市地铁盾构施工技术的应用和质量控制进行了分析,希望为地铁工程建设提供一些有益的参考。
         关键词:城市地铁;盾构施工技术;应用;质量控制
         引言
         随着社会的发展,交通事业的发展也达到了新的高度。轨道交通是交通事业中的重要组成部分。随着时代的发展,人们的交通需求越来越高,普通的道路建设已经无法满足人们的出行要求。城市地铁的规划建设对于满足人们的出行要求,缓解交通压力有着重要的作用。但是,地铁的建设难度和施工风险远高于普通道路的建设。盾构施工方法能够有效地解决在地铁建设过程中的施工问题,保障地铁施工的效率和安全。本文首先简单介绍了地铁盾构施工方法的特点和在实际施工中的应用,然后详细地分析了在盾构施工过程中对施工进行质量控制的办法,最后对地铁工程的发展建设提出了几点建议。
         1盾构法地铁建设的特点
         1.1受季节天气等因素影响小,施工安全性高
         利用盾构法进行地铁建设,其施工过程受外界环境影响小、安全性高。由于用盾构法进行地铁建设主要在地下施工,受季节天气等自然环境的影响小,施工环境相对安全。工人无需在极端危险的工作环境下进行施工,无需担心因自然因素而导致的施工风险。除此之外,通过盾构法进行建设,相对于传统建设能够减少隧道塌陷的风险,相对来说,能够保障整个施工过程的安全。盾构法之所以能够成为地铁建设的主流方法,地铁施工的安全性和环境适应性是其最主要的原因。
         1.2施工效率高
         随着盾构施工技术的飞速发展与相关应用技术的提高,盾构法技术也越来越适应地铁的施工应用。盾构法施工集开挖与支护工作于一体,能够同时完成开挖和支护工作,不需要分开多次施工,这不仅有效地增加了施工的安全性,同时也有效地减少工作时间,提高工作效率,缓解了日渐繁重的地铁建设压力。
         1.3环境适应性强,经济效益高
         盾构法施工的环境适应性强,其强大的环境适应不仅仅表现在对自然环境的强大适应性上,其对施工土质环境的适应性也极其强大。我国幅员辽阔,地质环境丰富而复杂,传统的施工技术无法适应这么复杂的地质环境,需要根据不同的地质环境及时进行设备更换,会大幅提高工程的经济成本。而盾构施工因为其强大的施工环境适应性,其施工能力能够应对不同地段的地质环境,这样就避免了为了满足施工要求而切换设备带来的时间、材料损耗和人工作业。综上所述,利用盾构法来进行地铁的施工建设可以减少施工时间,降低材料损耗,减少人工作业。所以盾构法施工的经济效益相较于传统的施工方法能够大幅提高施工的经济效益。
         1.4影响小
         盾构法地铁建设不仅受外界环境的影响小,其对外界的影响也极小。盾构法施工只要求在起止位置打两个深的工作井,在施工的路段中一般不会再对地面造成什么影响。通常盾构法施工对地面的影响极小,甚至可以说不会对地面造成影响。因此使用盾构法进行地铁施工建设可以避免对地上人群的日常生活产生影响,可以保证人们日常的生活和工作。
         2地铁盾构法施工技术要点分析
         2.1盾构出洞准备施工技术
         盾构出洞是地铁隧道盾构施工中的首道工序。因此须做到以下几点。(1)做好盾构出洞前和出洞后的相关准备工作,保证机械设备、所用材料、人员技术准备充足。

对盾构出洞所需的各种条件进行逐一排查,确保达到盾构出洞的标准,做到万无一失。(2)为了降低对盾构周围建筑和地下管线的影响,要在盾构出洞前对其周围土体进行加固处理。(3)设置好盾构出洞的基座。因为盾构机基座的位置直接影响着盾构机的始发状态,影响着后续的施工。所以进行盾构施工前,一定要设置好盾构出洞的基座,要将盾构基座准确安放在设计轴向的精准位置上,而且所有准备工作做好后,才可以操作盾构机沿着设计轴向向地层进行挖掘。(4)认真检查盾构机以及配套设施。盾构机施工主要是在地下完成的,而工作井空间都很小,因此需要将盾构机和后配套设施分别进行吊装,再运至井下。而盾构机和配套设施的安装和调试工作都需要在井下完成。应认真检查盾构机及后配套设施,确保施工顺利进行。
         2.2地铁盾构掘进阶段施工技术
         地铁隧道盾构掘进施工可以分为盾构试掘和正式掘进2个环节。(1)盾构试掘环节。相关工作人员应根据施工方案和技术要求操作盾构机进行尝试性掘进。当设备安全出洞后,对其前100环数据进行分析,然后确定出符合隧道地质实际施工的最佳参数。(2)正式掘进环节。相关施工人员应根据最佳参数调整盾构机参数,然后才可以开动盾构机正式进行掘进。在盾构机进行掘进过程中,必须确保姿态正确。同时,相关人员应依据施工参数通过计算机对盾构机的刀盘旋转速度、机械前进方向、设备掘进速度等进行科学调控。此外,盾构机施工过程中,现场施工人员应实时监控机械设备的运转情况,并做好周围地质情况的监测。
         2.3挖掘粉砂层阶段施工技术
         地铁隧道周围地质情况影响着地铁隧道的施工质量和施工进度。采用盾构法施工技术,在粉质粘土层以及相应的软土层地质条件下进行施工,问题较小。而粉砂层类型的地质条件在施工过程中难度较大。遇到粉砂层地质条件进行施工时,就要采取有效措施来保障该地质环境下的施工顺利进行。粉砂层对盾构法施工的影响主要体现为出土口喷砂和土体液化这两种情况。所以,在挖掘粉砂层阶段施工过程中,一般情况下可以采用向土舱内加泥和增加土舱压力的办法来增强土体的止水性和流动性,从而使粉砂层阶段的挖掘施工顺利完成。
         2.4地铁盾构机进出洞施工技术
         地铁盾构机进出洞施工时应重点做好3个环节的工作。(1)勘测设计盾构机施工路线,并确保其科学性和合理性。地铁隧道盾构机进出洞施工工序非常复杂。因此,施工单位在盾构机开始工作前要对地铁工程具体施工场地的地质情况进行仔细的勘测,获得准确数据后,精心设计出盾构机施工路线。然后,还要组织相关技术人员对勘测数据和设计路线进行审核,确保科学性、合理性。(2)在施工前,施工单位还要根据地铁工程施工场地的地质情况进行审核,确保盾构机能顺利完成进出洞作业。如果某个区域的地质条件没有达到盾构机进出洞的标准要求,施工单位要根据具体情况采取盾构机外的其他施工方法进行施工,而不要强行采用盾构机进行进出洞作业,避免造成安全事故的发生。(3)盾构机进洞作业时,相关人员要正确操作,保证盾构机从始发基座导轨上顺利向前掘进,而且盾壳体要全部切入洞中,缩减土体裸露时间。
         结语
         综上,盾构法是地铁施工建设的重要方法。其不仅能够适应各种施工环境、经济效益高,在施工过程中还不会对地面的生产和生活造成太大的影响。但是盾构法实际应用时需要较高的施工技术,为此,我国的相关单位还需要不断探索,改进相关技术,以促进我国的交通事业的进步。
         参考文献
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         [2]汪定国.地铁盾构施工中盾构机过站技术[J].建材与装饰,2017(33):275–277.
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         [4]胡二中.地铁盾构法施工中常见质量问题及防治措施分析[J].中外建筑,2017(4):173–175.
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