浅谈地铁隧道盾构法施工质量控制措施

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年3月7期   作者:马德智
[导读] 盾构法施工是地铁隧道施工的核心环节,
        马德智
        中铁广州工程局集团城轨工程有限公司 广东广州511455
        摘 要:盾构法施工是地铁隧道施工的核心环节,对于确保地铁隧道施工进度、施工质量和施工安全具有至关重要的意义。鉴于此,在概述地铁隧道盾构法施工的基础上,主要分析了地铁隧道盾构法施工的质量控制重点,并探究了地铁隧道盾构法施工质量控制的措施,以期有效保障地铁隧道施工质量和施工安全,并确保地铁隧道如期完工。
        关键词:地铁建设;盾构法;施工技术要点;质量控制措施
引 言
        地铁施工建设是一项复杂的工程,其施工过程几乎都是在地下完成,因此施工难度非常大。近年来,随着地铁施工建设发展和施工技术的进步,盾构法施工技术已经成为地铁隧道施工技术中的一种极为重要的施工方法。盾构法是以千斤顶对盾构机进行顶推前进,在盾构机盾壳的保护作用下,利用盾构机前面的刀盘对土体进行切削,同时在开挖面上利用预制管片进行拼装形成衬砌,从而完成隧道的挖掘施工。盾构法施工技术是一种高自动化、高安全性、低劳动强度的现代化、机械化的地铁隧道施工方法。
        盾构法施工技术工作效率高,施工质量好,远远优于传统的矿山施工法。因此,盾构法施工技术已经成为地铁隧道施工中重要的核心技术。盾构法施工技术虽然被地铁隧道施工广泛应用,但是其自身也存在着一定的不足,如采用盾构法施工将无法进行返工,而且盾构法施工时对施工技术有严格的要求,对施工所用材料质量要求也较高,同时在施功过程中也会发生错台和管片破裂等情况。所以,地铁隧道采用盾构法进行施工,就一定要做好施工质量的全程管控。
一、盾构施工的基本原理
        利用盾构法进行施工,可以对开挖面积进行控制,保证其稳定性,同时还要对隧道进行掘进和出渣作业,通过在机内完成拼装管片,使其形成衬砌,并完成壁后潜望镜工作,在不扰动隧道周围土体的情况完成具体的隧道修筑工作。盾构法施工时可以在不扰动周围岩石的情况下,高效优质的完成地铁隧道的修筑,尽量的减轻对地面建筑物带来的影响。因此在实际施工过程中,需要利用压力舱内的泥水压力,使其与开挖面形成较为平衡的相互作用力,实现对土压力和盾构钢壳的有效利用,起到被动支撑保护作用。在实际施工过程中,需要根据地铁规定的要求进行设计,利用明挖法在隧道内进行基坑修建设,并将盾构机安装在基坑内,将内部土体挖出,使其能够容纳装配式衬砌。借助于盾构架的作用来确保稳定的外部支撑,在切口处利用千斤顶并将其嵌入到土层中,从而完成地层的开挖作业。
二、盾构法在地铁隧道施工中的重点技术
2.1 加固始发井
        通过加固始发井的顶部,可以有效的保证施工过程的安全,并预防塌落问题的发生。在具体施工完成之前,需要合理认识周围的地质水文情况,保证施工的有效性。通过调试盾构机,更好的发挥出盾构机自身的性能,在调试过程中,需要对空载和负载进行调试。在完成空载调试后,需要矫正泥浆、润滑、配电和冷却等系统中的问题,在完成空载调试的基础上再进行负载的调试,严格检查管线,以此来保证工程自身计算的准确性。
2.2盾构掘进施工
        在试验阶段施工时,盾构掘进向前掘进45米,当无问题发生时,继续向前掘进,当深度达到90m时,从盾构机里拆除负环管片。通过试验掘进,不仅可以保证盾构机达到最适宜的施工状态,而且还能够初步掌握地质环境。通过对施工条件进行试验,并依照相磁的流程完成快速掘进,可以达到理想的施工效果。在试验阶段工作完成后,还需要调整相关的设备。在盾构机掘进过程中,需要根据工程地质自身条件与试验掘进工程的监测结果,优化掘进参数,通过运用试验段掘进时掌握的施工参数来对推进进程进行监测,并进一步完善施工工艺,有效控制地面沉降。盾构掘进过程中,不仅要合理下达掘进指令,还要及时进行跟踪和调整。根据班指令来设定盾构机参数,并初始偏差不大的情况下,需要快速对其进行纠正,避免一次纠偏量过大,有效的防止对地层带来的扰动。
2.3管片安装
        管片安装前需要及时做好防水处理,同时把连接件与管片配备齐全,盾尾的杂物应该进行清理,保证设备保持正常运转,开始完成管片的安装。管片在安装上的顺序主要是先确认底部管片,然后交叉安装,每环相邻管片需要确认封口尺寸以及环面平整度,最后将其插到封顶管片中成环。
2.4盾构机接收阶段的掘进参数选择
        在进行接收前50环时完成一次重复的测量,进行复测,保证测量工作的无误。

盾构机距离洞门结构混凝土30—3.5m时,这一阶段的施工需要注意调整盾构机自身的姿态,令盾构机自身的掘进方向尽可能的和原设计轴线方向保持相同。盾构机与洞门结构混凝土之间的距离保持在3.5-2m掘进阶段,盾构机进入加固区的时候,凿除洞门结构混凝土。并将洞门结构墙钢筋混凝土外侧的钢筋进行切断。在盾构机掘进过程中,当盾构机与洞门之间距离为2-20m时,需要时刻关注洞口状况,当洞口混凝土出现松动或是裂开时,则要停止掘进。注浆完成后,需要对混凝土分块槽中的钢筋进行切割,并将混凝土块吊出洞口,清理相关的碎片与泥土。在此之前,需要做好洞口防水帘幕和接收架自身的安装。
三、地铁盾构法施工的质量控制措施
3.1盾构施工开挖前要做好地质勘探工作
        地铁工程采用盾构法施工过程中,施工区域地质情况对施工进度和施工质量会产生较大影响。所以,施工前必须对盾构机掘进现场进行实地勘测,只有这样才能保证后续施工工序的顺利进行。采用盾构施工技术进行施工操作过程中,还要注意对盾构机进行及时的养护。施工前要用液压钻机对施工现场进行多方面的支撑勘测,获得施工区域具体的地质数据信息,便于对盾构机的施工做出科学合理的参数调整,保证盾构机正常工作。此外,如果盾构每日的施工进度在30 m以上,就要利用雷达对地质进行勘测,及时准确掌握施工现场的地质情况,保证后续作业能顺利进行。
3.2设置正确的盾构参数,以确保始发掘进的稳定性
        设置正确的盾构参数,才能保证盾构机掘进的稳定性。而盾构参数是依据具体的作用力测量和计算来获得的。只有保证盾构参数的科学性和合理性,才能确保盾构工程的稳定性,才能保证工程施工质量。施工前要对埋深和土质信息进行勘测,获得有效数据,然后采取水土合算的方法获得理论土舱压力,在此基础上设置正确的盾构参数。
3.3 盾构法施工中避免管片上浮的措施
        盾构法施工过程中出现管片上浮的情况比较常见。为了避免出现这种情况,施工人员要认真勘察施工区域,依据施工参数制订出符合施工实际要求的正确参数。在施工过程中如果有问题出现,施工技术人员应立刻进行分析,并采取有效措施进行处理。因此,施工技术人员要具有较高的专业知识和专业技术能力。盾构掘进过程中,相关施工人员还要做好推进速度和力度的控制和调整,要依据施工的具体情况确定千斤顶最佳的行程差,提高千斤顶的利用率。同时,要保证推进油缸的动力输出达到管片作业的施工要求。盾构法施工中为了避免出现管片上浮的情况,要依据监测的数据进行科学的分析,制订出盾构施工方案和正确的施工参数,以保证隧道工程的施工质量。
3.4 盾构法施工中控制地面沉降的措施
        土压平衡式盾构法是当前地铁隧道施工中比较常见的施工方法。土压平衡式盾构法就是用前面的全断面切削刀盘让正面切削下来的土进入到密封土舱里。因此,做好平衡才能减少盾构施工对周围土层的影响,从而避免出现地层沉降。此外,地面沉降的发生还与注浆的速度、浆液比例以及注浆量有一定关系故需要合理控制注浆。总之,地铁隧道施工过程中地面沉降情况的出现会受到多种因素的影响,所以,施工前必须对施工区域的土层类型、覆土厚度、地下水文等进行实地勘测,获得准确信息,并进行科学分析和设计,才能避免地面沉降情况的发生。
3.5 地铁施工渗漏的控制措施
        地铁施工渗漏的有效控制措施如下。第一;认真检查施工中纵向和横向的施工缝,同时要保证止水带的质量和规格达到施工标准,这样才能避免因气泡导致的渗漏发生。第二;对嵌入施工缝中的止水钢板进行监测,保证其表面的清洁度。而防水层表面的清洁度又与混凝土的含水量有直接关系,因此必须保证混凝土含水量达到施工标准,才能保证其防水性,从而避免渗漏情况的出现。
四、结束语
        综上所述;盾构法是一项综合性、复杂性的施工技术,已经被广泛应用于当前的地铁隧道工程施工之中。但是盾构法施工技术对施工人员的专业知识和技能要求较高,对施工所用材料和机械设备质量要求较高,而且具有一定的不完善性。因此,盾构法施工技术相关工作人员要进行认真的研究和分析,并在实践中逐渐改进和提高盾构法施工技术,严格控制地铁盾构法隧道施工的工程质量,使盾构法施工技术在地铁隧道工程施工中发挥更大的作用,从而提高地铁工程施工质量。
        参考文献
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