地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)分析

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摘要：隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步，地鐵隧道工程技術(shù)的使用也更為專業(yè)化和精細化。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工過程是整個工程系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分。盾構(gòu)始發(fā)工作不僅與工程的進度、質(zhì)量、安全等息息相關(guān)，還與其整個工程的使用壽命緊緊相連，影響經(jīng)濟效益和長久發(fā)展。本文將就地鐵隧道盾構(gòu)法概述、地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)的前、中、后工作準備和過程等進行闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道工程；盾構(gòu)法；施工技術(shù)；安全

地鐵隧道是目前城市交通區(qū)間投入相對較大的一部分，但其工程的開展，不僅需要資金鏈的支持還需要相應(yīng)條件下的技術(shù)施加。地鐵隧道一般常修建于繁華人流量較大的路段或是周圍地勢對于普通公路不易施工的路段，所以從地質(zhì)、地勢條件等方面而言，地鐵隧道的施工比其他交通區(qū)間更具有難度。而盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)則是在地鐵隧道工程技術(shù)應(yīng)用中最為重要的環(huán)節(jié)，在利用一定施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，大大降低了施工的難度。

1地鐵隧道盾構(gòu)法概述

在地鐵隧道施工工程中，盾構(gòu)法相對于其他工程方法而言，更具有工程安全的保障且其在施工的過程中對其周圍的環(huán)境的影響是極小的，大大提高了其施工速度。就工程內(nèi)部施工計劃而言，首先，地鐵隧道等工程采用的盾構(gòu)施工方法是為了工程的安全性。眾所周知，地層開挖是地鐵隧道工程最為基本的環(huán)節(jié)，但同時也是安全隱患較大的一個環(huán)節(jié)，使用盾構(gòu)法對地層開挖工作進行防護支撐，既是對地層開挖工作的幫助也是為整個工程順利進行、長久發(fā)展做鋪墊。其次，需要根據(jù)地質(zhì)土層要求，設(shè)計挖法。在明確挖法的基礎(chǔ)上，不僅需要多次地對土層進行測量還要建造基坑并保證合理性。一般而言，基坑的內(nèi)部都會安裝盾構(gòu)機，而在盾構(gòu)機的滯洪等設(shè)備安裝完畢后，則需要在其內(nèi)部進行土體護砌的工作準備。通常情況下，土體襯砌的厚度在1.4米到1.7米之間，不會太厚更不會太薄，當然具體的施工數(shù)據(jù)要根據(jù)地形地勢地質(zhì)條件等來決定[2]。再然后，是保持工程進程的可持續(xù)發(fā)展。將盾構(gòu)反力架安裝在砌完備的土層處，用盾構(gòu)反力架對相匹配的內(nèi)容進行裝配，從而減少各環(huán)節(jié)在時間上的浪費，保證工程施工進程的進展速度。

2地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工工作

地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工，首先需要對端頭進行加固措施，在加固之后，再進行洞門的施工。而盾構(gòu)始發(fā)的施工地層的加固則需要使用攪拌樁和旋噴樁注漿相結(jié)合的加固方案。在多方面進行加固之后再進行依次的施工，以確保在此環(huán)節(jié)的施工過程中，可以在自穩(wěn)性和防水等方面對土層有較好的保護。盾構(gòu)始發(fā)，指的是在整個環(huán)節(jié)完全進入?yún)^(qū)間隧道之前從組裝調(diào)試到試掘進的施工過程[5]。盾構(gòu)始發(fā)施工流程一般如下，第一步，在對始發(fā)端頭地層進行加固防水等環(huán)節(jié)施工；第二步，需要對上一步的端頭進行鑿除；第三步，鑿除之后，在相應(yīng)的位置，安裝始發(fā)基座；第四步，也是最為重要的一部分，需要對盾構(gòu)機進行組裝并調(diào)試，然后再投入使用；第五步，需要對洞口進行密封并安裝反力架；第六步，是需要安裝負環(huán)管片并進行盾構(gòu)機負載調(diào)試；第七步，是對盾尾的完善，通過對洞口進行密封并進行注漿、回填來保證盾尾的施工安全。最后一步，便是盾構(gòu)的掘進與安裝[3]。2.1地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)前的準備工作。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)前的準備工作，分為加固端頭土層和鑿除洞門圍護結(jié)構(gòu)、密封洞口以及安裝反力架等幾個方面。首先，是對端頭的土層進行加固防護。盾構(gòu)始發(fā)前，需要依據(jù)自然條件等對端頭土層進行加固處理，在加固確保無安全隱患之后，再進行洞門的施工。盾構(gòu)始發(fā)的土層加固主要是為安全起點做準備。其次，是鑿除洞門圍護結(jié)構(gòu)。在盾構(gòu)設(shè)備組裝、調(diào)試并下井投入使用的同時，需要利用對洞口圍護結(jié)構(gòu)打一定的探孔來確認這一方面所要施工的地質(zhì)條件以及其土層加固的質(zhì)量，確保土層不滲水、不滲漏。除此之外，鑿除洞門圍護結(jié)構(gòu)還需要把握時間上的安排，需要根據(jù)吊裝能力、吊裝空間等方面對需要鑿除的部分等進行合理的分模塊施工。鑿除圍護樁之后，還需要針對于所出現(xiàn)的問題進行補救處理。如斷面土層穩(wěn)定的情況以及其暴露的時間的長短，決定了土層再次加固的工作安排，以及決定是否進行防范噴漿的加固處理[1]。然后，是密封洞口的工作。對洞口進行密封實際上是為安全防護設(shè)施做出的多層準備。洞口密封按其安裝種類可分為壓板式和折葉式兩大類，其中折葉式是適用于多種土層環(huán)境的，所以是較為常用的[3]。對密封洞口這個環(huán)節(jié)的施工過程一般分為兩個部分，首先是在施工的過程中要提前做好洞口預(yù)埋的埋設(shè)工作。其次，是要在盾構(gòu)正式始發(fā)施工之前，先清理洞口的碎土，然后再去對洞口進行密封保護。最后，是安裝反力架的工作。安裝反力架這一工作環(huán)節(jié)，主要是在盾構(gòu)設(shè)備的主機和配套機器設(shè)備連接之前，這樣安裝好的反力架能使連接部位的間隙更為堅實，不至于滲漏，更能夠保證反力架腳板有足夠的抗壓力度，不至于塌陷。2.2地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工過程。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工工作，主要分為三個大的環(huán)節(jié)進行施工處理。主要分為對始發(fā)臺、盾構(gòu)等進行加固處理、對負環(huán)管片的安裝準備工作，然后才是盾構(gòu)的始發(fā)以及掘進等。第一部分，是對始發(fā)臺的加固工作。由于盾構(gòu)始發(fā)施工過程是極為重要的，其始發(fā)臺在盾構(gòu)始發(fā)時不僅要承受各方面的壓力、推力，還要對盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)的扭矩工作進行約束，所以這就需要在盾構(gòu)始發(fā)工作中對始發(fā)臺的兩側(cè)進行更為細致的加固工作[4]。第二部分，是對負環(huán)管片的安裝工作。從做好安裝準備到對管片支撐方木的管理，再到負環(huán)管片后移工作和負環(huán)管片和負環(huán)鋼管片的連接工作實施，再然后是對負環(huán)管片進行拼裝。其一，關(guān)于負環(huán)管片的安裝準備。為保證負環(huán)管片的適用性以及無損傷性，通常在對負環(huán)管片和尾盾刷進行擦刷實驗之后進行安裝使用，保證安裝的過程中負環(huán)管片在拼裝完成后可以進行有效的向后推進工作而不對尾盾刷產(chǎn)生不良的影響[6]。如果在測試的過程中有所影響，則需要在盾殼之內(nèi)安設(shè)一定厚度的方木或是型鋼，而具體的厚度選取，則取決于盾尾間隙的大小。其二，是負環(huán)管片的后移工作。由第一部分內(nèi)容可知，負環(huán)管片與盾殼聯(lián)系較為密切，所以在負環(huán)管片后移的過程中要注意方木或是型鋼位置的影響，不可使管片從上面滑落。一般來說，將第一環(huán)的負環(huán)管片拼裝完備之后，需要用4或5組的油缸來輔助管片的后移工作，且在后移的過程中要嚴格控制油缸的推動大小，推進的行程長度差距應(yīng)小于10毫米。其三，是負環(huán)管片與負環(huán)鋼管片的連接工作。對兩個管片進行連接調(diào)試依然需要油缸的作用輔助，負環(huán)管片的最終工作位置是以油缸行程的推進加以控制的。在連接的過程中，不論是否有滲漏的事故出現(xiàn)，一般常在負環(huán)管片與負環(huán)鋼管片之間的縫隙用砂漿、鋼板等填滿。其四，是負環(huán)管片的拼裝工作。為保證工作的順利開展，在工程的每一個環(huán)節(jié)中，都需要采用適當?shù)姆椒?，所以負環(huán)管片的拼裝一般采用的是錯縫拼裝的方法，不僅可以保證在施工的過程中能夠有效地出渣、進管片，還能保證快速地對負環(huán)管片進行撤除。第三部分，是盾構(gòu)的始發(fā)工作。盾構(gòu)的始發(fā)工作，一方面是盾構(gòu)初始的掘進，另一方面是盾構(gòu)始發(fā)工作運行中的掘進，最后是對盾構(gòu)機的掘進控制。首先，是盾構(gòu)的初始掘進。盾構(gòu)開始掘進的階段稱為初始掘進，一般保持在開始掘進的45米左右，當掘進工作進程進行到90米時，則需要對負環(huán)管片進行拆除。其初始掘進階段的主要目的是通過了解和認識地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，以收集、整理、分析以及歸納總結(jié)各地層的掘進數(shù)據(jù)，制定適合該地質(zhì)條件的盾構(gòu)施工方法，確保后續(xù)正常掘進工作[7]。其次，是盾構(gòu)的正常掘進工作。由以上可知，在掘進45米之前屬于初始掘進工作階段的內(nèi)容，主要是為了后續(xù)工作開展所進行的測驗。那么，如果初始掘進已經(jīng)達到了測驗的要求，為了正常掘進工作的最優(yōu)化開展，則需要根據(jù)地質(zhì)條件進一步優(yōu)化掘進的各項參數(shù)，不斷加強工程監(jiān)測并完善其中發(fā)展的不足或是可以更加精細化的地方。經(jīng)多方監(jiān)測研究，在盾構(gòu)掘進的過程中，坡度要求盡可能緩沖變化，而隧道折線和折角的變化不能超過0.4%。最后，是對盾構(gòu)機掘進控制。在盾構(gòu)機進行掘進工作的過程中，受多方面的地質(zhì)條件的影響，它的推力、出土量以及工作進行中的最佳速度等都是需要嚴格控制的內(nèi)容。所以在盾構(gòu)機工作的過程中，技術(shù)人員會根據(jù)地形、地勢、地質(zhì)以及人群活動區(qū)間等對盾構(gòu)機的掘進方向、推進路線等進行參數(shù)分析，而后投入工作。

3結(jié)語

綜上所述，盾構(gòu)始發(fā)施工過程是整個工程系統(tǒng)中最為重要的一部分，同時盾構(gòu)始發(fā)試掘進等措施，是有利于地鐵隧道盾構(gòu)環(huán)節(jié)可快速、安全進行施工的重要施工起點。在地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工過程中，盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)都展現(xiàn)出了獨特的安全防護作用，并在工作開展的前、中、后等各個小環(huán)節(jié)都有不一樣的使用發(fā)展。雖然地鐵隧道盾構(gòu)法都有方方面面的技術(shù)智慧措施進行保護，但地質(zhì)是復(fù)雜多樣的，所以，地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)在地鐵隧道工程依然需要根據(jù)自然條件、工程所需等進行合理利用。

參考文獻：

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[7]仲曉慧.地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全風險管理的措施[J].城市道橋與防洪，2017（8）：207-209.

作者:岳承歡 單位:中建交通建設(shè)集團有限公司