陳海東
摘要:盾構(gòu)法隧道施工在我國(guó)地鐵建設(shè)中應(yīng)用為廣泛,其中盾構(gòu)機(jī)穿越河流的情況比較常見。在實(shí)施盾構(gòu)法隧道施工安全工作中施工人員應(yīng)熟悉和掌握施工安全監(jiān)控重點(diǎn)及相應(yīng)措施,從而為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的工程產(chǎn)品。本文旨在盾構(gòu)穿越河流施工技術(shù)措施和施工中注意的事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。
關(guān)鍵詞:盾構(gòu)機(jī);下穿河流;施工措施;安全措施
前言
隨著城市化建設(shè)步伐的加快,軌道交通建設(shè)的緊迫性也在增加。城市地鐵工程盾構(gòu)法施工對(duì)各種地形的適應(yīng)性也在施工中日益突顯,如何把對(duì)環(huán)境的影響減小到最低限度,便成為了盾構(gòu)施工中的核心問(wèn)題。地鐵施工以來(lái),盾構(gòu)法施工在穿越河流過(guò)程中已有成熟的經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合某區(qū)間隧道成功穿越河流為例來(lái)探討穿越過(guò)程中盾構(gòu)施工技術(shù)措施控制,希望為以后盾構(gòu)穿越河流施工技術(shù)提供一些參考。
1.施工技術(shù)措施
為確保盾構(gòu)機(jī)下穿河流時(shí)土體穩(wěn)定,保證盾構(gòu)機(jī)能夠順利地穿越河道,安全地完成盾構(gòu)施工,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)盾構(gòu)穿越河流施工期間的工作進(jìn)行。
1.1全面進(jìn)行設(shè)備檢查及維護(hù)
在盾構(gòu)機(jī)穿越河流前,準(zhǔn)備停止掘進(jìn),對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行專門的檢查和維護(hù)保養(yǎng),目的是保證盾構(gòu)機(jī)無(wú)故障地進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)掘進(jìn),快速通過(guò)河道,主要項(xiàng)目如下:
1、螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門及控制系統(tǒng)。在河道下掘進(jìn),為防止在施工過(guò)程出現(xiàn)螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門密封失效后控制系統(tǒng)失靈,導(dǎo)致涌水涌泥情況。要求對(duì)螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門及控制系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查,保證螺旋輸送機(jī)及倉(cāng)門的完好。
2、鉸接密封。在穿越掘進(jìn)期間,為保證盾構(gòu)機(jī)較小的糾偏量,擬開啟盾構(gòu)機(jī)鉸接裝置。為保證鉸接密封效果,在維護(hù)檢查過(guò)程中,對(duì)鉸接裝置的密封情況做重點(diǎn)檢查。
3、盾尾密封。在掘進(jìn)時(shí)保證盾構(gòu)后部在會(huì)發(fā)生漏水漏砂現(xiàn)象,做好盾尾油脂的壓注工作,在掘進(jìn)過(guò)程中及時(shí)加注盾尾密封油脂,保持盾尾密封良好。
4、停機(jī)檢查期間,對(duì)電瓶車、龍門吊、拌漿系統(tǒng)、漿車等配套設(shè)備做好維護(hù)保養(yǎng),保證完好率。
1.2人員準(zhǔn)備充分
盾構(gòu)掘進(jìn)實(shí)行二班作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn),即甲乙兩班每天24小時(shí)輪流作業(yè)。
1.3保證開挖面穩(wěn)定的措施
為保證開挖面的穩(wěn)定和上部土體不開裂,根據(jù)所處位置的土質(zhì)情況、水位、覆土厚度、上部負(fù)載等條件計(jì)算出土壓力,并作為盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)的設(shè)定壓力。
在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中,由覆土厚度、土質(zhì)狀況計(jì)算出理論設(shè)定值,根據(jù)信息反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,保持掘進(jìn)中的開挖面穩(wěn)定,對(duì)周邊天然土層的干擾控制在最小限度。
1.4防止河底冒漿
控制同步注漿壓力,保證盾構(gòu)上方土體穩(wěn)定,壓漿引起的泥水壓力不大于盾構(gòu)頂部的垂直壓力。嚴(yán)格控制同步注漿壓力,并在注漿管路中安裝安全閥,避免壓力過(guò)高而頂破覆土。
施工中加強(qiáng)監(jiān)控,在覆土層較薄的條件下,超量出土引起河底沉降,形成漏斗通道,危及盾構(gòu)施工安全。盾構(gòu)停止掘進(jìn)時(shí),控制千斤頂位置不后縮,避免因盾構(gòu)正面土壓力降低造成河底坍塌。
1.5人、機(jī)、物等的保證措施
在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入河流前,組織人員對(duì)盾構(gòu)及相應(yīng)輔助設(shè)備、施工人員及物資儲(chǔ)備等進(jìn)行充分檢查,以確保在穿越過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)能24小時(shí)連續(xù)推進(jìn)。
在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入河流床范圍內(nèi)時(shí),應(yīng)保持低速運(yùn)行。為防止由于盾構(gòu)上部覆土層較薄造成盾構(gòu)上浮及覆蓋土冒頂,可適當(dāng)“叩頭”推進(jìn),保持24小時(shí)連續(xù)作業(yè),并適當(dāng)減少盾構(gòu)出土量,以減少過(guò)程中對(duì)河床底部土體的擾動(dòng)。
2.施工管理
2.1盾構(gòu)掘進(jìn)管理
1、推進(jìn)過(guò)程中,嚴(yán)格控制好推進(jìn)里程,將測(cè)量結(jié)果不斷地與計(jì)算的三維坐標(biāo)相校核,及時(shí)調(diào)整。
2、盾構(gòu)應(yīng)根據(jù)當(dāng)班指令設(shè)定的參數(shù)推進(jìn),推進(jìn)出土與襯砌外注漿同步進(jìn)行。不斷完善施工工藝,控制施工后地表最大變形量在允許范圍內(nèi)。
3、盾構(gòu)掘進(jìn)施工全過(guò)程須嚴(yán)格受控,根據(jù)地質(zhì)變化、隧道埋深、地面荷載、地表沉降、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、刀盤扭矩、千斤頂推力等各種勘探、測(cè)量數(shù)據(jù)信息,下達(dá)每班掘進(jìn)指令,即時(shí)跟蹤調(diào)整。盾構(gòu)機(jī)操作人員須嚴(yán)格執(zhí)行指令,謹(jǐn)慎操作,對(duì)初始出現(xiàn)的小偏差應(yīng)及時(shí)糾正,應(yīng)盡量避免盾構(gòu)機(jī)走蛇形,盾構(gòu)機(jī)一次糾偏量不宜過(guò)大,以減少對(duì)地層的擾動(dòng)。
4、施工人員應(yīng)逐項(xiàng)、逐環(huán)、逐日做好施工記錄,記錄內(nèi)容。
2.2盾構(gòu)同步注漿
穿越過(guò)程中的同步注漿控制,也是保證盾構(gòu)順利通過(guò)河流的重要因素。其目的在于控制盾構(gòu)通過(guò)后的沉降,防止管片上浮。
1、同步注漿配比
盾構(gòu)穿越時(shí)的同步注漿需要保證以下性能:①漿液充填性好,保證盾構(gòu)機(jī)通過(guò)后的沉降能夠得到有效控制;②漿液初凝時(shí)間適當(dāng),后期強(qiáng)度高,漿液硬化后體積收縮率??;③漿液稠度合適,過(guò)稠容易造成管路堵塞,過(guò)稀容易造成管片上浮。
2、注漿量及注漿壓力
在掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),注意注漿施工數(shù)據(jù)的積累,為穿越河流做好技術(shù)準(zhǔn)備;主要考慮到盾構(gòu)在河底的淺覆土內(nèi)穿越,為了防止?jié){液擊穿上部的覆土層,注漿量不可過(guò)大。
2.3襯壁后二次注漿
為防止掘進(jìn)后的后期沉降,在盾構(gòu)機(jī)整體(包括設(shè)備臺(tái)車)通過(guò)穿越段后,立即對(duì)管片后的空隙進(jìn)行二次注漿。
2.4監(jiān)測(cè)管理
通過(guò)監(jiān)測(cè),達(dá)到信息化施工的目的。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整各項(xiàng)施工參數(shù),使施工處于最佳狀態(tài),保障河堤、河床、隧道本身的安全。從進(jìn)入河堤開始,監(jiān)測(cè)頻率適當(dāng)增加,做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。
3.施工安全保證措施
3.1穿越前做好盾構(gòu)設(shè)備的維修保養(yǎng)
在盾構(gòu)機(jī)穿越河流前,準(zhǔn)備停止掘進(jìn),對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行專門的檢查和維護(hù)保養(yǎng),目的是保證盾構(gòu)機(jī)無(wú)故障地進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)掘進(jìn),快速通過(guò)河道,主要項(xiàng)目如下:
1、螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門及控制系統(tǒng)。在河道下掘進(jìn),為防止在施工過(guò)程出現(xiàn)螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門密封失效后控制系統(tǒng)失靈,導(dǎo)致大量涌水涌泥情況。要求對(duì)螺旋輸送機(jī)倉(cāng)門及控制系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查,保證螺旋輸送機(jī)及倉(cāng)門的完好。
2、鉸接密封。在穿越掘進(jìn)期間,為保證盾構(gòu)機(jī)較小的糾偏量,擬開啟盾構(gòu)機(jī)鉸接裝置。為保證鉸接密封效果,在維護(hù)檢查過(guò)程中,對(duì)裝置的密封情況作重點(diǎn)檢查。
3、盾尾密封。在掘進(jìn)時(shí)保證盾構(gòu)后部不會(huì)改制漏水漏砂現(xiàn)象,做好盾尾油脂的壓注工作,在掘進(jìn)過(guò)程中及時(shí)加注盾尾密封油脂,保持盾尾密封良好。
4、停機(jī)檢查期間,對(duì)電瓶車、龍門吊、拌漿系統(tǒng)、漿車等配套設(shè)備做好維護(hù)保養(yǎng),保證完好率。
3.2掘進(jìn)施工與控制
同步注漿。必須按照要求進(jìn)行漿液拌制、注入,保證漿液滿足要求、填充飽滿。加強(qiáng)對(duì)注漿管的清洗,保持四管同時(shí)注入,不得因?yàn)樽{管堵塞造成停機(jī)等情況。
管片選型。加強(qiáng)管片選型控制,保證管片姿態(tài)良好,保持好盾尾間隙,避免導(dǎo)致管片和破損,導(dǎo)致管片接縫滲漏水。
掘進(jìn)控制。加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)控制,在穿越過(guò)程中適時(shí)掌握出碴量,并對(duì)出碴量進(jìn)行有效的控制。在采取土壓平衡模式掘進(jìn)時(shí),必須嚴(yán)格保持好出碴量與掘進(jìn)速度之間的關(guān)系,避免壓力發(fā)生突高突低變化。
加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)施工狀態(tài)的監(jiān)控。監(jiān)控重點(diǎn)為:碴土狀態(tài)、成分及溫度,刀盤前方響聲,及時(shí)掌握地質(zhì)情況,分析碴土改良情況,并綜合施工過(guò)程中反映的情況對(duì)掘進(jìn)施工控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。
對(duì)施工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)和監(jiān)控對(duì)象情況,全面做好施工記錄,由專人進(jìn)行分析,并根據(jù)施工情況對(duì)掘進(jìn)施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。
4.總結(jié)語(yǔ)
盾構(gòu)穿越大型河流等特殊地段作為盾構(gòu)施工過(guò)程中的重點(diǎn),其施工技術(shù)控制措施的合理性影響到盾構(gòu)隧道的安全性及時(shí)效性,將是盾構(gòu)隧道施工發(fā)展最主要的研究方向。本文中所探討的施工技術(shù)控制措施確保了該盾構(gòu)隧道在施工過(guò)程中的安全性、快速性,為以后類似工程的施工提供了參考依照。
參考文獻(xiàn):
[1]盾構(gòu)機(jī)圖紙,盾構(gòu)機(jī)使用維護(hù)技術(shù)文件;
[2]《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003);
[3]《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50299-2003);
[4]《盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)等。