探究地铁盾构施工中存在的若干问题及对策

发表时间:2020/5/22   来源:《城镇建设》2020年7期   作者: 王国旺
[导读] 随着时代的发展,科技水平的不断进步
         摘要:随着时代的发展,科技水平的不断进步,我国的交通发展的非常的迅速。随着人们出行的频次不断的增加,汽车数量的不断增长,都为人们的出行带来一定的影响。现阶段,地铁出行给人们带来了非常大的便利,在最近几年的建设数量也有了大幅度的上涨。盾构施工是现阶段地铁修建的主要施工方法,这种方法有着较高的安全性,对于地面等已有建筑的影响更小,施工的进度也比传统的施工方式要快。虽然盾构施工有着众多优点,但是因为发展的起点较晚,使得有部分问题还没有被有效的解决,仍需要我们不断的摸索探寻,逐渐完善地铁盾构施工技术,推动我国地铁线路交通的良性发展。
         关键词:地铁;盾构施工;问题;对策
         引言
         我国城市化进程不断的推进,城市可以土地资源越来越紧缺,为了缓解人们的日常出行压力,越来越多的城市开始发展地铁交通出行。盾构施工技术是近几年来建设地铁的主要技术之一,属于地下隧道挖掘的专用设备,具有一定的施工难度,技术含量相对较高。同时,这种设备包含着挡土、出土运输等装置,还具有较高的自动化程度。随着时代的不断发展,我国的盾构施工技术不断的发展完善,自动化程度越来越高,逐渐可以适应各种地形环境。虽然现阶段的地铁盾构施工技术已经较为完善了,但由于我国发展盾构施工技术的起点相对较晚,导致在实际的施工过程中,依然存在一定的问题。
         1.地铁盾构施工中存在的问题
         (1)地表沉降问题
         地铁的修建是在地表以下的,较容易引发的一个问题就是地表沉降问题。不同的底层,土质是不同的,土壤的松散程度也是不同的,在挖掘的过程中,一旦存在超挖的情况,极大可能会导致地表沉降。一般情况下,在修建完衬砌环壁后,需要及时的进行注浆工作,注浆的多少要根据实际情况来制定,注浆量太大会导致地表隆起,反之则会导致地表沉降。
         (2)地层损失问题
         在进行盾构施工时,还会导致底层损失问题,盾构机在推进过程中,会使施工地段的土地出现一定的位移。这种位移在一般情况下是不会出现的,盾构施工完成后,不会立即出现固结,需要一段时间的沉淀才能最终确定。所以,盾构机的经过是导致底层损失的主要原因。
         (3)开挖面的失稳问题
         开挖面失稳问题也是盾构施工中的一个常见问题,造成这种问题的主要原因是在施工过程中遇到流沙或是出现管涌等情况,盾构机遇到这种情况会导致机头部位偏离预定的轨迹,导致开挖面失去稳定,甚至会导致坍塌等重大安全事故。
         (4)盾构螺旋输送机的喷涌问题
         盾构螺旋输送机的喷涌问题也是一种常见的问题,造成这种问题的原因主要是因为盾构不能连续的开展掘进工作,一旦盾构机出现暂停,就会使得土层出现一定的空隙,在开展注浆工作中,会导致喷涌问题的出现。
         (5)泥饼问题
         当盾构机穿越黏性土层时,黏土会对盾构机的掘进带来很大的影响,使得盾构机的刀盘会长期处在高温高压的状态下,这样的工作环境使得盾构机的在推进过程中,对黏性土壤进行压实,导致泥饼的出现。泥饼的出现对于掘进机的工作效率有很大的影响,泥饼问题严重的情况下会导致绝境难以推进。
         (6)盾构机的偏移问题
         地铁建设是为了缓解地表交通的压力。地铁在修建过程中,大部分工期都是在地下进行的,我国的地理环境相对比较复杂,岩层起伏较大,对于盾构机的掘进都有重要的影响。土质对于盾构机的掘进有很大的影响,盾构机在恶劣的土壤条件下施工,刀盘会存在受力不均的情况,使得整体的掘进角度和掘进速度等不能控制,导致盾构机头出现偏离,影响整体的施工进程。
         (7)管片上浮问题
         管片上浮问题也是在施工中影响较大的一个问题。形成这种问题的原因主要是盾构机的切削刀直径与所挖掘隧道管片的外径存在差距,或者是在挖掘过程中出现超挖的情况,使得盾构机的管片与隧道底层之间存在有环形的缝隙,如果不及时的将缝隙进行填充处理,就会导致盾构机的管片有大量的活动空间,处在无约束的状态下,使得管片容易出现位置移动。在这个环节中,如果没有及时的进行缝隙处的灌浆,或者是灌浆的工艺较差,所灌的浆液质量较差等,会造成灌浆时间超出预期 ,不能及时的凝固,使得管片收到浆液的上浮力,最终导致出现管片上浮的问题。


         2.地铁盾构施工中存在问题的对策
         (1)地表沉降对策
         ①在进行盾构施工时,一定要严格按照实际的底层情况来控制泥浆的品质,让泥浆的压力与开挖面保持同压,严格的控制出土量。
         ②在进行施工时,一定要严格的按照实际情况来进行硬度调节,采取同步注浆的方式,有效的填充盾尾处的间隙,科学合理的提高关注浆的压力,提高灌浆质量,有效防止沉降。
         ③为了有效的防止土地沉降问题的出现,需要有关人员严格的进行地表检测,并把检测的结果进行整合处理,在施工隧道的中心线和两边范围内布置好测量点,及时发现及时改正,有效的预防沉降问题。
         (2)地层损失的对策
         底层损失主要是由于盾构机的掘进而导致的土层位移,这种问题是无法避免的,为了尽可能的减少底层的损失,就需要有关人员在施工过程中做好严格的监控工作,及时的发现问题。
         (3)开挖面失稳的对策
         严格的控制掘进速度,尽可能的保持排土量与开挖量的平衡,就能有效的减少开挖面失稳的概率。在挖掘过程中,掘进机的压力舱一定要严格的控制好掘进压力,使挖掘的渣土具有一定的流动性,确保渣土能够完全充满压力舱。在挖掘过程中一旦出现冒浆,就需要即可开启气压平衡系统。
         (4)喷涌问题的对策
         解决喷涌问题的关键就是要保持掘进土层的干燥。可以在土层中加入一定量的高浓度泥浆或者泡沫剂,让土壤能够保持整体性。如果土仓中的水量过多,在开展掘进工作时,不能将舱内的压力设置过高,同时,也要做好漏气问题的预防工作。
         (5)泥饼的对策
         泥饼的形成主要就是因为土壤的黏性较大,高粘性的土壤在盾构机的压力下,就会形成泥饼,影响盾构机的掘进速率。为此,在掘进至黏土地段时,一定要有专门的工作人员,密切的关注盾构机的刀盘的工作状态,可以选用泡沫颗粒较大的泡沫来注入到刀盘前段,对掘进的土质进行一定的改善,降低黏土的黏性。如果不能有效的解决黏性问题,还可以将泡沫加到螺旋输送机中,增强挖掘出的土壤流动性,更快速的进行出土。保险起见,在掘进至黏性土壤时,工作人员可以将刀盘滚刀部分换成刮刀,能好的适应黏土部分的掘进。
         (6)盾构机的偏移对策
         盾构机出现偏移会影响整体盾构施工的质量,为了有效的降低偏移问题,就需要严格的控制油缸的推进速度。在实际挖掘中,要将推进速度控制在每分钟低于15mm左右,并安排具有一定专业能力的工作人员进行检查检测,确保盾构机是按照预期的线路进行挖掘。
         (7)管片上浮对策
         管片上浮对于整体的施工有较大的影响,为了有效避免出现这种问题,需要工作人员在进行隧道挖掘过程中,严格的控制管片与地层之间的缝隙,尽可能的避免缝隙过大。一旦二者间的缝隙没有把握好,需要及时的进行灌浆工作。首先,在选取浆液时,一定要确保填充浆液初凝的时间是否能够避免管片上浮,并结合实际施工现场地质的条件来调整浆液的配比,最大限度上确保管片运行的稳定性。
         3、结语
         随着我国交通压力的不断增加,地铁出行成了时下的热点话题。地铁出行给人们的日常生活增添了便利,现阶段修建地铁采用的方式主要为盾构施工技术,但由于其发展的起点较晚,使其还存在一定的问题,我们应重点关注这些问题,并及时的解决。
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