地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)研究論文
引言
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)進程的逐步加快，城市建設(shè)水平逐步提高，與之相對應(yīng)的龐大的城市人群給城市交通帶來巨大壓力。為了緩解城市交通壓力，保障人們出行正常，各級政府千方百計尋找新的交通解決方案。地下鐵路就是其中重要一項內(nèi)容。地鐵以其低碳環(huán)保、高效便捷的優(yōu)點有效緩解了大型城市人群出行交通困難的問題，廣泛應(yīng)用于世界各國大型都市中，已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化水平的一個重要標志。我國第一條地鐵于上世紀70 年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已經(jīng)或正在實施地鐵工程，地鐵建設(shè)已經(jīng)成為我國城市建設(shè)的一項重要組成部分，受到社會各界的普遍關(guān)注。由于地鐵工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性給地鐵項目工程建設(shè)帶來很多與其它交通工程截然不同的特點和問題。作為地鐵工程中的關(guān)鍵部分，隧道施工目前普遍使用盾構(gòu)法進行施工。該技術(shù)相對成熟，其以盾構(gòu)機為主要施工設(shè)備，在土層中實施迅速的挖掘作業(yè)。在盾構(gòu)機外殼強大的支護作用和千斤頂?shù)绕渌O(shè)備的配合下，盾構(gòu)挖掘作業(yè)施工速度快，安全系數(shù)高，受到世界各地地鐵工程建設(shè)單位的普遍歡迎，進而廣泛應(yīng)用于地下工程隧道挖掘施工中。我國地鐵事業(yè)正處于高速發(fā)展階段，加強盾構(gòu)施工技術(shù)研究，深入把握盾構(gòu)施工技術(shù)特點，對于改進我國地鐵工程建設(shè)質(zhì)量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程成本，促進地鐵事業(yè)順暢健康發(fā)展具有極為有利的促進作用。
1 地鐵工程盾構(gòu)施工技術(shù)的施工原理
盾構(gòu)施工技術(shù)，顧名思義，其以盾構(gòu)機為主要施工設(shè)備進行施工。盾構(gòu)機具有堅強的盾構(gòu)鋼殼，可以為地下挖掘施工提供極為可靠的安全保障。在盾構(gòu)機挖掘行進過程中，盾構(gòu)機的尾部同步進行持續(xù)的注漿作業(yè)。注漿作業(yè)可以最大限度降低盾構(gòu)機挖掘過程中對周圍土層的擾動，從而保障隧道的穩(wěn)定。盾構(gòu)機由刀盤、壓力艙、盾型鋼殼、管片和注漿體等部分組成，各部分各有作用，又相互配合，協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，使得盾構(gòu)機挖掘作業(yè)得以順利實施。盾構(gòu)機在土層中的挖掘作業(yè)實際上包括三方面內(nèi)容，一是確保開挖面穩(wěn)定，二是挖掘并排出土壤，三是進行補砌和注漿作業(yè)。
2 地鐵工程盾構(gòu)施工技術(shù)的施工特點
盾構(gòu)施工技術(shù)屬于較為先進的隧道挖掘技術(shù)，和傳統(tǒng)地鐵隧道施工技術(shù)相比，盾構(gòu)施工技術(shù)在施工過程中具有如下特點：一是盾構(gòu)施工大部分過程位于地下，對施工地點周邊環(huán)境影響很小，非常適合建筑密集、人群活動頻繁的城市環(huán)境施工。在采用盾構(gòu)機進行地鐵隧道施工時，施工活動位于地面以下，施工過程中產(chǎn)生的噪音非常微弱，對周圍土層的振動也小，不必像其它工程施工那樣需要線路沿線施工現(xiàn)場進行特殊的布置安排，對地面活動，特別是交通運輸和周邊環(huán)境影響微弱。二是施工精度要求高。地鐵工程對于施工質(zhì)量和工程安全可靠性有著很高的要求，為了達到這個目標，在工程施工時必須嚴格控制施工精度。在使用盾構(gòu)機進行施工時，由于盾構(gòu)機管片制作精度很高，從而保障了施工誤差能夠控制在一個極小的范圍內(nèi)。此外，盾構(gòu)機發(fā)掘作業(yè)時，只能向前行進，無法做出后退動作，一旦施工過程中出現(xiàn)后退現(xiàn)象，必然會造成盾構(gòu)裝置受到嚴重損傷，從而產(chǎn)生不可預估的后果，嚴重影響工程進度和施工安全。為確保施工安全，在施工前期，施工人員一定要做好充分準備，防止任何可能導致盾構(gòu)機后退現(xiàn)象的發(fā)生。另外，盾構(gòu)機屬于專業(yè)設(shè)備，其設(shè)備參數(shù)與施工條件之間具有較為嚴格的針對性，施工隧道斷面不同，盾構(gòu)機的設(shè)備參數(shù)也不一樣。在進行斷面面積大小不同的隧道施工時，必須對盾構(gòu)機進行相應(yīng)改造，甚至是專門設(shè)計制造，否則無法保證施工質(zhì)量。
3 地鐵工程盾構(gòu)施工中的技術(shù)控制要點
盾構(gòu)施工技術(shù)含量很高，為保障工程質(zhì)量，必須對各工序和操作予以嚴格控制，確保施工質(zhì)量。下面對盾構(gòu)施工各主要階段的施工技術(shù)控制要點逐一進行分析，以幫助大家更好的理解和把握：
3.1 盾構(gòu)機進出洞時的作業(yè)控制
在使用盾構(gòu)機進行挖掘作業(yè)時，進洞和出洞作業(yè)是盾構(gòu)機工作的基礎(chǔ)操作和主要組成，其操作質(zhì)量對于盾構(gòu)施工來說具有極其重要的影響。如果進洞或出洞作業(yè)出現(xiàn)問題，藉由可能導致整個工程的失敗。為此，必須切實做好盾構(gòu)進出洞作業(yè)，確保施工質(zhì)量。盾構(gòu)進洞前，首先要正確選擇隧道施工路線，防止軸線發(fā)生過大偏差。同時，要做好施工路線周圍地質(zhì)環(huán)境勘察，針對可能會對盾構(gòu)施工造成負面影響的因素，提前制定科學可靠的防范措施，避免施工事故發(fā)生。在盾構(gòu)出洞前，也要做好相關(guān)準備工作，嚴格審查各項出洞條件，確認各項條件符合出洞標準后方可出洞。
3.2 盾構(gòu)機挖掘前進時施工作業(yè)控制
盾構(gòu)機掘進作業(yè)是盾構(gòu)施工的主體，在整個盾構(gòu)施工過程中占據(jù)最大的比例。在進行盾構(gòu)掘進作業(yè)時，最主要的是要盡量減少盾構(gòu)施工對周圍土層的影響，防止對土層產(chǎn)生過大的擾動，確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定性。為達到這一目的，在施工過程中一般通過調(diào)整掘進參數(shù)來實現(xiàn)。在盾構(gòu)機掘進施工過程中，盾構(gòu)姿態(tài)是一個非常重要的概念，其指的是盾構(gòu)掘進過程中的現(xiàn)狀空間位置，盾構(gòu)姿態(tài)是評價盾構(gòu)軸線與設(shè)計軸線之間的偏差是否滿足設(shè)計要求的重要指標，盾構(gòu)姿態(tài)的.好壞，直接影響到盾構(gòu)掘進施工的順利進行和后面管片拼裝作業(yè)的質(zhì)量高低。所以，在進行盾構(gòu)掘進作業(yè)時，必須嚴格控制盾構(gòu)姿態(tài)。施工過程中，對盾構(gòu)姿態(tài)的控制是通過對注漿量、注漿方式、盾構(gòu)坡度等十項參數(shù)的控制來實現(xiàn)的。為確保各項參數(shù)控制精準，準確可靠的實地測量是必不可少的。施工人員通過一系列規(guī)范化的科學測量，并結(jié)合盾構(gòu)掘進過程中地面沉降的情況對掘進參數(shù)進行優(yōu)化，從而保證盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定。此外，為保障掘進過程中土體壓力波動始終處于允許范圍內(nèi)，必須隨時注意盾構(gòu)機推進速度和排土量的調(diào)整。
3.3 盾構(gòu)穿越粉砂層時施工作業(yè)控制
隧道線路周圍地質(zhì)條件對于盾構(gòu)施工影響巨大。對于盾構(gòu)施工來說最為理想的施工環(huán)境是淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土地層，如果施工線路途經(jīng)粉砂層，那么施工難度將會大幅提高，必須運用一些特殊的方法。土體液化和出土口噴砂是粉砂層土體盾構(gòu)施工的主要困難。要解決這個問題，就必須提升正面土體的流動性與止水性。具體施工中，可以通過適當提高土艙壓力和向土艙內(nèi)加泥的方法予以處理。
4 結(jié)束語
盾構(gòu)施工技術(shù)是目前地鐵隧道施工應(yīng)用最為普遍的施工技術(shù)。隨著我國地鐵建設(shè)事業(yè)的逐步推進，盾構(gòu)施工技術(shù)勢必發(fā)揮出更大的積極作用。技術(shù)人員要注意加強盾構(gòu)施工技術(shù)的深入研究。在進行盾構(gòu)施工時，要注意觀察各項參數(shù)和周圍環(huán)境的變化，結(jié)合以往的實踐經(jīng)驗，及時排除異常情況，將施工參數(shù)始終控制在工程運行范圍內(nèi)，確保工程質(zhì)量和施工安全。
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