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        盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用

        2014-10-21 20:03:07李瀚林
        建筑遺產 2014年7期
        關鍵詞:刀盤管片油缸

        李瀚林

        摘要:隨著我國城市軌道交通建設的發(fā)展,各地大力興建地鐵,使我國地鐵施工技術不斷發(fā)展和提高。為適應這一實際條件,安全、快速、高質量的盾構新技術應運而生,現已成為我國城市地鐵隧道的主要施工方法。本文分析了地鐵盾構法施工的技術原理及優(yōu)勢,并詳細闡述了盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用要點。

        關鍵詞:盾構法;地鐵施工;始發(fā);掘進;襯砌

        一、地鐵盾構法施工的技術原理及優(yōu)勢

        (一)技術原理

        盾構施工技術是指使用盾構機,在盾構鋼殼之內保持開挖面穩(wěn)定的同時,安全向前掘進、出渣,在尾部拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿以使圍巖基礎穩(wěn)定,用千斤頂頂住已拼裝好的襯砌并利用其反力推動盾構前進的方法。

        盾構機施工主要由穩(wěn)定開挖面、挖掘包括排土、襯砌包括壁后注漿三大要素組成。開挖面的穩(wěn)定根據土質及地下水等情況的不同而有不同的處理方法,主要有開挖面的自然穩(wěn)定即敞口放坡、機械式支撐穩(wěn)定、壓縮空氣支撐穩(wěn)定、泥水式支撐穩(wěn)定以及土壓平衡式支撐穩(wěn)定等。

        盾構機的“盾”是指保持開挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護圍巖的盾型鋼殼;“構”是指構成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。

        (二)技術優(yōu)勢

        區(qū)別于其他的地鐵隧道施工技術,盾構法施工新技術具有以下的特點:

        1、對城市地面建筑物和周圍環(huán)境影響小。除了在盾構豎井或基坑處需要一定的施工場地外,地鐵隧道沿線不需要施工場地,施工無噪音、無振動公害,對地面交通基本無干擾。適用于埋深較大、不宜明挖的松散地層。

        2、施工精度要求高。管片的制作精度幾乎相當于機械制造的程度,誤差范圍要求控制在0.5mm以內;盾構前進過程中要求嚴格控制對隧道軸線的偏差。

        3、盾構施工過程有單行前進、不可后退的強制性,具有較大的風險。盾構施工開始便無法后退,一旦盾構本身出現致命故障,則可能產生災難性的后果;所以,盾構施工的前期準備工作非常重要。

        4、盾構機是適合于某一特定區(qū)間的專用設備,如需根據施工隧道的斷面大小、埋深、地質條件等進行設計、制造或者改造。

        二、盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用要點

        (一)盾構掘進的施工準備

        1、盾構機選型

        盾構機的類型選擇對保證工程施工質量、加快施工效率尤為重要,因此需要根據實際工程的地質、水文地質條件、施工環(huán)境、工期、機器壽命和經濟性等因素進行綜合平衡后確定,并保證盾構機開挖尺寸滿足地鐵隧道設計斷面的尺寸要求,而且其開挖功能適用于整條路線的地質條件,從而最大限度地提高工程施工的安全性、可靠性和經濟性。

        2、端頭加固和盾構機調試

        在盾構機掘進施工前,需做好始發(fā)及到達端頭的加固和盾構機的調試工作。由于我國許多城市地鐵建設工程均處在土體自穩(wěn)能力較差地段,特別是線路經過透水性強的松散砂土和含水粘土時必須對盾構始發(fā)及到達端頭采用注漿、旋噴、深層攪拌、井點降水、凍結法等多種方法進行加固處理,并對加固土體的范圍、強度、透水性及均質性進行檢查,確保加固后土體的自立性、防水性和強度符合工程施工要求。盾構機下井前,需要對主拼裝區(qū)場地面的基礎進行加固,并進行混凝土硬化處理,確保主拼裝區(qū)場地能夠承受盾構機的荷載重量。為確保盾構在

        洞內的移動安全,盾構托架必須具有足夠的剛度和強度,保證盾構推進方向。

        (二)盾構的始發(fā)

        以上準備工作完畢后,盾構即可始發(fā),將推進油缸頂在反力裝置上,啟動切削刀盤和推進油缸即可進行掘削推進,推進油缸推進到一個行程,收回推進油缸,在推進油缸與反力裝置間加墊臨時支撐墊(負環(huán)管片),即可進行推進。在盾構刀盤切人土體前,為防止正面土體突然被切削而過量流失引起工作面坍塌,應通過螺旋輸送器倒轉方式向土壓艙內加注粘土,至滿艙后才起動刀盤切削土體和出土。盾體進人隧道后,進行管片安裝和后部輔助設備平車的拼接,推進油缸頂在管片上繼續(xù)推進,這樣,推進一節(jié),拼接一節(jié),直至盾構設備完全進入隧道。

        (三)盾構初始掘進

        盾構開始掘進的45m稱為初始掘進段。掘進完成90米后開始拆除負環(huán)管片,通過初始掘進段擬達到以下目的:

        1、用最短的時間對盾構機進行調試。

        2、了解和認識該工程的地質條件,掌握該地質條件下盾構的施工方法。

        3、收集、整理、分析及歸納總結各地層的掘進參數,制定正常掘進各地層操作規(guī)程,推力、推進速度和排泥量三者的相互關系,實現快速、連續(xù)、高效的正常掘進。

        4、熟悉管片拼裝的操作工序,提高拼裝質量,加快施工進度。

        5、通過該段施工,加強對地面變形情況的監(jiān)測分析,反映盾構機出洞時以

        參考文獻:

        [1]富康峰,張信其.淺談盾構法施工地鐵區(qū)間隧道的施工工藝[J].甘肅科技2009.10.

        [2]樓順峰,劉嘉斌.地鐵施工用盾構機選型及施工組織[J].價值工程,2010.15.

        [3]陳永鐘.淺談盾構進洞施工技術[J].河南建材,2010.5.

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