大型隧道工程精益施工技術研究

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大型隧道工程精益施工技術研究

摘要

本文以杭州錢塘江流域某大型越江隧道工程為例,結合盾構隧道精益施工理論,對大直徑盾構隧道精益施工進行了分析研究,總結了優化施工和管理的方法,為大型盾構隧道工程尋求改善方法。

關鍵詞

盾構施工;越江隧道;精益施工

1、引言

盾構作為具有高效、安全優點的盾構隧道施工方法,已經成功的運用于眾多工程中,尤其是近年來隧道工程正朝著大直徑、長距離、大埋設的方向發展。本文將在大型盾構隧道的建設中引入精益思想,建立盾構隧道精益施工理論,并結合錢江盾構隧道工程,分析在實際工程對盾構隧道的精益施工的運用,以便能夠為大型盾構隧道工程尋求改善方法。

2、盾構隧道精益施工理論基礎

從精益思想的基本原則和大型盾構隧道面臨的施工特點、工程挑戰出發,盾構隧道精益施工的定義為:在大型盾構隧道施工中有效融合精益思想,使隧道施工中的一切浪費得到有效減少,確保隧道盾構得到有效推進,使各工序的施工能夠及時進行。

3、錢江隧道精益施工運用研究

3.1錢江隧道施工方法及特點

(1)工程施工方法根據主要技術標準及工程地質條件,經過多方研究及專家評審,錢江隧道采用一臺德國海瑞克生產的Φ15.43m大直徑泥水平衡盾構進行掘進施工。盾構隧道襯砌結構設計尺寸為內徑13.7m,外徑15m,襯砌厚0.65m,環寬2m。采用通用環管片(雙楔形)錯縫拼裝。每環由10塊管片構成,其中標準塊7塊,鄰接塊2塊,封頂塊1塊。根據現場地形、地貌、環境條件和施工方法的不同,錢江隧道工程劃分為三大施工段:1)江南段:包括江南暗埋段和引道段,還有附屬的風塔、管理中心用房等。2)江中段:由于僅有一臺盾構機可使用,工程先從江南掘進西線隧道至江北后調頭,再沿東線掘進回江南。3)江北段:江北工作井、暗埋段、引道段和接線道路等。(2)施工特點錢江隧道工程的主要施工特點有:1)僅由一臺15.43m大直徑泥水平衡盾構往返進行總長超過8km的隧道施工,而錢江通道及接線工程是浙江省的重點工程,工期要求高。2)施工場地的限制:由于地理條件的限制,工程的大部分設施及盾構段的所有配套設施,如泥水系統、預制構件加工、施工場地等均只能布置在江南。江北僅考慮江北工作井、暗埋段、風塔及管理站的建設。3)材料運輸距離長:由于主要的施工配套設施均布置在江南,東線隧道自江北向江南掘進時,泥水、管片以及各種原材料均需要從江南利用已建成的西線隧道運輸到東線施工隧道,短運輸距離約4.5km,隨著東線隧道掘進,最長的運輸距離將超過8km。

3.2隧道精益施工應用研究

(1)內部同步施工由于錢江隧道施工僅采用一臺盾構,工期較為緊張,根據錢江隧道工程的具體情況,采用隧道內部結構和隧道掘進的同步施工方法。隧道完成內部施工后的隧道斷面如圖1,完成管片拼裝后,放置預制口字件,然后澆筑兩側的壓重塊,再現澆牛腿,后澆筑路面板。一個斷面上除了少數工序可以進行立體化同時施工以外,大部分工序均需按照一定的先后順序來進行。只有同時不同斷面的施工,形成不間斷的價值流動才能避免工作不連貫造成的浪費。(2)現場規劃管理由于江北條件的限制,錢江隧道的主要施工場地只能布置于江南,功能設置包括生活、辦公、泥水處理、商品混凝土生產、鋼筋處理、管片堆放等部分。結合江南現場的形狀特點,遵循盾構隧道精益施工的原則.經過現場實地調查,發現錢江隧道的總體現場規劃較為合理,在施工中顯示出主要的優點突出表現在:1)不同功能區的合理位置安排使得現場未出現往返運輸。2)道路規劃合理,雖然施工現場有多種大型運輸車輛,但在地面未發生運輸沖突,即使在工程施工高峰時期,工地現場也未出現運輸車輛堵塞、排隊的現象。3)鋼筋車間、構件生產場地和混凝土攪拌站位于場地西南角,形成構件生產的完整功能區,消除了對其他施工作業的干擾。4)推行盾構隧道精益施工錢江隧道內各種施工工具擺放整齊,隨施工推進移動,減少占用道路的面積,創造了整潔、舒適的施工環境。(3)運輸管理隧道施工期間的材料運輸主要模式有:有軌運輸和無軌運輸。從供應鏈成本考慮,長距離運輸采用有軌方式更加經濟,但有軌運輸靈活性較差,難以使內部結構同步施工。盾構隧道精益施工要求從隧道施工全局出發,采用無軌運輸模式可同時滿足隧道掘進和內部施工的要求。錢江隧道精益施工運輸要求遵循以下原則:1)首選在盾構機維修保養時間段進行的是混凝土澆搗,混凝土攪拌車和管片車不可同時運行,根據內部施工需要其他小型車輛可隨時運輸。2)由于在混凝土初凝之前必須完成混凝土運輸、澆筑,因此應優先讓混凝土攪拌車通行;管片車和雙頭車在雙向通行處等待,待混凝土攪拌車讓出通道后再駛入。錢江隧道現場,混凝土攪拌站根據每天收到的內部施工計劃進行生產,然后在同步施工隊發出運輸指令后,拉動混凝土攪拌車的運輸;管片、同步注漿漿液及口字件的運輸則由盾構推進控制室發出指令拉動進行,滿足盾構隧道精益施工反映盾構掘進實時需求的思想。

4、小結

從錢江隧道工程的分析可以看到,盾構隧道工程的場地安排、施工方法選擇等都受到各種因素的影響和制約,并不能都按照理想化的方式來安排。采用盾構隧道精益施工可大程度減輕各限制因素造成的影響,優化施工及管理,達到更好的社會、經濟效益。

作者:汪濤 單位:上??邓具d建設管理有限公司

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