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        地鐵盾構(gòu)機穿越復(fù)雜地質(zhì)施工技術(shù)

        2017-10-21 12:41:32孔玉琦
        名城繪 2017年5期
        關(guān)鍵詞:泥水盾構(gòu)土層

        孔玉琦

        摘要:地鐵項目與一般建筑工程比較,其操作難度更大,需要消耗大量的人力、物力和資金。并且由于其在地下開展施工,必將面臨十分復(fù)雜的地質(zhì)問題,若缺少合理的操作技術(shù)容易出現(xiàn)安全問題。在現(xiàn)代技術(shù)的支撐下,盾構(gòu)技術(shù)廣泛運用在地鐵項目中,有效化解操作問題。因此,本文結(jié)合地鐵的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境,科學(xué)分析了盾構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用問題,希望可以為類似施工提供較好的借鑒。

        關(guān)鍵詞:地鐵;盾構(gòu)施工技術(shù);復(fù)雜地質(zhì)

        地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)體現(xiàn)出創(chuàng)新特點,在實際操作中,尚未積累豐富的操作經(jīng)驗。因此,在實際研究過程中應(yīng)密切聯(lián)系本地水文、地質(zhì)和地形特點,最大程度保證盾構(gòu)操作水平。在這樣的環(huán)境中,對復(fù)雜地質(zhì)深刻研究盾構(gòu)施工技術(shù)具有一定的現(xiàn)實意義。

        一、地鐵盾構(gòu)機施工技術(shù)

        (一)土壓式平衡施工

        1.選擇模式

        具體包括三種模式,在科學(xué)選擇掘進模式時,結(jié)合不同地層特點開展施工。一般情況下,掘進操作全斷面巖層時,優(yōu)先采取敞開式,采取泡沫劑有效改進渣土;針對軟弱層產(chǎn)生的復(fù)雜地質(zhì),建議采取土壓平衡模式,選擇泡沫與一定的膨脹土有效改進渣土。應(yīng)用該種模式的過程中,應(yīng)避免反復(fù)調(diào)整入倉壓力,只要其明顯超出掌子面水土壓力即可;對砂卵石或上軟下硬土層科學(xué)處置時,由于土層體現(xiàn)出的復(fù)雜特點,依然采取土壓平衡掘進模式,由于不能輕松控制土倉形成的壓力,應(yīng)嚴格處理各個階段[1]。

        2.明確掘進參數(shù)

        正式操作之前,應(yīng)結(jié)合工地環(huán)境特點和埋置隧道深度對關(guān)鍵參數(shù)有效明確。并且按照監(jiān)測掘進試驗段情況,科學(xué)調(diào)節(jié)工地實際參數(shù)。采取土壓平衡模式,應(yīng)利用螺旋機保持出土平衡,因此還應(yīng)嚴控設(shè)備操作速度和壓力。

        3.控制設(shè)備狀態(tài)

        掘進操作復(fù)雜地層時,應(yīng)嚴控設(shè)備狀態(tài),尤其是相對改變較大的硬巖地層與土層區(qū)域,糾正設(shè)備狀態(tài)比較困難。若采取對千斤頂推力調(diào)節(jié)對狀態(tài)有效調(diào)節(jié),效果一般不理想,并且增加了道具磨損程度,甚至發(fā)生管片錯臺的不良結(jié)果。所以在操作中,應(yīng)認真按照相關(guān)準則,防止集中較大用力[2]。

        (二)泥水加壓式平衡施工

        1.明確泥水性能

        首先明確泥水形成密度,在開挖操作時,利用泥水可以對開挖面有效控制。一般泥水擁有較大密度,滿足開挖土體的密度要求。但在具體操作中,泥水產(chǎn)生的較大密度,容易威脅泥漿泵操作運行以及增加處置難度,所以需要根據(jù)土層構(gòu)成和設(shè)備使用性能,科學(xué)明確泥水密度;泥水將含砂量作為另一關(guān)鍵因素,當(dāng)針對較強透水性土體實施操作時,含砂量以及最大粒徑都會嚴重影響形成泥膜的速度。

        2.明確掘進參數(shù)

        在復(fù)雜地質(zhì)下開展操作時,應(yīng)保證獲得穩(wěn)定的切口壓力,推力與刀盤采取相對較低的轉(zhuǎn)速。憑借對導(dǎo)向油缸長度和推進壓力科學(xué)調(diào)節(jié),對設(shè)備狀態(tài)嚴控。當(dāng)掘進操作上軟下硬土層時,由于上部砂層缺少較強的穩(wěn)定性,減少了切削形成的扭矩,形成較高的土層硬度,隨之增加了刀具阻力,尤其是在軟硬土壤交接位置,會發(fā)生更加嚴重的磨損,要想成功消除巨大的沖擊荷載,適度控制刀盤旋轉(zhuǎn)速度;若掘進速度相對較快,則影響處理和輸送水泥的情況,形成嚴重的超挖問題。

        3.控制盾構(gòu)姿態(tài)

        良好的姿態(tài)能夠降低操作阻力以及有效擾動地層,提高操作水平。在保證掘進操作速度的前提下,憑借降低推力的方式對姿態(tài)有效控制。若發(fā)生問題,避免迅速糾正,防止產(chǎn)生較大的蛇形開挖面;可以憑借控制油壓與調(diào)整油缸形成對其嚴格控制;并科學(xué)調(diào)節(jié)差異數(shù)值,進一步嚴控壓力差值。

        二、施工組織管理

        (一)準備工作

        在實際操作中,容易產(chǎn)生各種風(fēng)險,應(yīng)認真做好準備工作。首先勘察需要操作的地質(zhì)環(huán)境,經(jīng)過對路基整體勘察,把握地質(zhì)出現(xiàn)改變的情況,根據(jù)實際變化狀況提升決策的準確性,加固處理始發(fā)路段,只有掌握充分的數(shù)據(jù)信息,才可以更好地開展操作。同時,要想順利開展施工,應(yīng)科學(xué)設(shè)計操作方案,并安排好技術(shù)交底工作,牽涉到加固技術(shù)方案等,整體思考突發(fā)事故和風(fēng)險問題。

        (二)控制加固區(qū)域盾構(gòu)掘進參數(shù)

        當(dāng)接收端頭加固區(qū)域進入盾構(gòu)后,由于提高加固區(qū)域土體強度,產(chǎn)生較大盾構(gòu)扭矩,要想對推進軸線嚴格控制,應(yīng)綜合把握整體推力,從而降低掘進速度,保持在10mm/min之內(nèi),相應(yīng)降低刀盤轉(zhuǎn)速0.8r/min,在與操作區(qū)接近盾構(gòu)機掘進操作中飽滿注漿每一環(huán),并開展二次注漿操作。

        當(dāng)盾構(gòu)機與圍護結(jié)構(gòu)接近時,應(yīng)嚴格注意盤扭矩、總推力等參數(shù)嚴格控制,防止過度擠壓刀盤前方土體。

        (三)科學(xué)管理方案與工序

        這項操作表現(xiàn)出顯著的持續(xù)性,對機械化操作產(chǎn)生極高的要。同時表現(xiàn)出高消耗、大投資特性。當(dāng)正式操作以后,消耗電力、材料等方面的成本也隨之增加,要想壓縮費用,應(yīng)對方案不斷改進。比如,當(dāng)盾構(gòu)機進場以后,應(yīng)迅速設(shè)計加固和換刀等操作方案,安排有關(guān)的人員配置工作,并做好設(shè)備與材料組織工作,進一步順利開啟盾構(gòu)機。

        (四)嚴格遵守技術(shù)要求

        通過調(diào)查可知,開展盾構(gòu)操作體現(xiàn)出較強的復(fù)雜性,這部分操作環(huán)節(jié)之間出現(xiàn)了密切關(guān)聯(lián),若其中一個操作環(huán)節(jié)難以達到質(zhì)量要求,必將嚴重威脅整體操作質(zhì)量。

        (五)追蹤監(jiān)測盾構(gòu)操作

        要想提升操作的安全水平,應(yīng)追蹤服務(wù)施工監(jiān)測工作,不僅要整體獲取監(jiān)測點信息,還應(yīng)根據(jù)建設(shè)要求開展追蹤監(jiān)測。需要注意的是,每一次測量都應(yīng)重視施工操作的凹凸需求,并認真監(jiān)測盾構(gòu)出洞操作。第一,在盾構(gòu)出洞之前設(shè)計監(jiān)測點,并持續(xù)追蹤監(jiān)測,積極改進操作參數(shù)。第二,長時間追蹤監(jiān)測沉降井,穿越盾構(gòu)過程中,增加監(jiān)測次數(shù),并始終保持跟蹤監(jiān)測,直到獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)才可以終止監(jiān)測。

        針對大多數(shù)盾構(gòu)機操作來講,由于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境造成的影響,產(chǎn)生不同的建設(shè)情況,不僅需要項目建設(shè)人員嚴控技術(shù),還應(yīng)深刻探索操作工藝。

        三、結(jié)束語

        綜合分析,我國社會主義經(jīng)濟迅速發(fā)展的過程中,出現(xiàn)了大量地鐵類項目,傳統(tǒng)操作方法不能有效滿足復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的操作要求,作為有機結(jié)合了先進技術(shù)與機械設(shè)備的盾構(gòu)施工,可以很好適應(yīng)各種復(fù)雜的操作環(huán)境。本文高度聯(lián)系理論和實踐,從若干角度深刻分析復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中采取的施工技術(shù),為有關(guān)工作提供參考。

        參考文獻:

        [1]吳家興.昆明地鐵1號線下穿復(fù)雜地段盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].云南科技管理,2016(12):62-65.

        [2]王全,林成.芻議復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵施工技術(shù)探討[J].中國建材科技,2016(10):167.

        (作者單位:中鐵十四局集團有限公司)

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