地鐵隧道盾構法施工質量控制

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地鐵隧道盾構法施工質量控制

摘要:盾構法施工是地鐵隧道施工的核心環節,對于確保地鐵隧道施工進度、施工質量和施工安全具有至關重要的意義。鑒于此,在概述地鐵隧道盾構法施工的基礎上,主要分析了地鐵隧道盾構法施工的質量控制重點,并探究了地鐵隧道盾構法施工質量控制的措施,以期有效保障地鐵隧道施工質量和施工安全,并確保地鐵隧道如期完工。

關鍵詞:盾構法;滲水堵漏;地鐵隧道

0引言

盾構法施工工期較短、施工造價相對較低且具有較高的自動化程度,能在施工現場實現有序的流水施工,在地鐵隧道施工中得到了日漸廣泛的應用。采用盾構法開展地鐵隧道施工,要高度重視強化施工質量控制,要明確盾構法施工質量控制的各項重點,制定具有針對性的控制措施,有效保障地鐵隧道施工質量和施工安全。

1地鐵隧道盾構法施工概述

地鐵隧道盾構法施工,是指借助特殊的鋼制構件,對土體進行挖掘,遵循地鐵隧道設計軸線,實現對地鐵隧道的掘進。在對土體進行開挖的過程中,要借助鋼制構件對土體穩定性進行有效維持,實現對施工作業人員的人身安全保護并促進施工進度加快。在地鐵隧道施工中,借助盾構機,對隧道開挖面及附近土體進行控制,避免失穩坍塌,并對隧道進行掘進和出渣處理,在機內對管片進行拼裝,實現對襯砌的構建并開展壁后注漿,避免對周圍土體造成擾動,實現對隧道的良好修筑。在盾構法中,“盾”是指對隧道開挖面相應的穩定性進行控制的刀盤、壓力艙以及對周圍土體進行支護的盾構鋼殼;“構”是指隧道襯砌相應的構成管片以及壁后注漿體[1]。盾構法施工能盡量避免對圍巖造成擾動。

2地鐵隧道盾構法施工質量控制重點

2.1土體開挖以及開挖面支護

盾構架在對土體進行開挖作業時,將土層鏟除下來,要將其直接儲存在盾構架配置的刀盤后相應的土體存儲倉中,確保刀盤相應的切口位置與刀盤相應的切削面形成相互作用。該過程主要對刀盤自身相應的切口部分進行利用。采用盾構法對土體進行開挖施工,若土層出現了水土壓力失衡,要借助土艙內部存在的土壓力對水土壓力進行平衡。為確保盾構法挖土的施工效率并維持艙體內部壓力平衡,要對螺旋輸送機具備的轉動速度進行調節,并調節千斤頂具備的推進速度。憑借螺旋輸送機相應的調節速度,對輸送機實際輸送土量、千斤頂推力、切削扭矩以及刀盤轉動實際速度等實施有效調節,對開挖土量和體積進行有效控制[2]。

2.2盾構推進以及拼接襯砌管片

借助盾構配置的千斤頂形成巨大推力,不斷推動盾構前進。在此過程中,要克服開挖過程中存在的土體壓力、盾體自身存在的摩擦阻力以及盾構機械設備相應的阻力。其中,要將總阻力值作為依據,并結合機械設備存在的自身推力呈現出的富裕量,對盾構推力進行計算。

2.3盾尾脫空以及襯砌壁后注漿

千斤頂不斷推動盾構機實現向前推進,使盾殼內側存在的襯砌管片逐漸脫離盾殼保護,導致建筑空隙出現在襯砌外圍,形成的地層損失較大。對此,要及時采取有效措施,避免發生嚴重的地面沉降:在盾構機不斷推進時,要對盾尾空隙位置同時實施持續注漿,據此實現對地表沉降的有效控制并降低土層損失;對結構穩定性進行有效增強,并對襯砌管片相應的位移進行限制;增強隧道防水效果??蓪⑺臈l注漿管設置于盾尾內側,并沿注漿管對存在于管片外側上部和下部的注漿孔實施同時注漿。各注漿孔相應的靜止水土壓力的總和要相對于注漿狀態下的壓力值略小,并防止漿液滲入盾構機土艙。可通過理論計算獲取綜合靜止水土壓力,并據此確定起初狀態下的注漿壓力,在施工實際過程中,要對注漿壓力進行實時調整[3]。

2.4管片滲水堵漏

在盾構施工中,若管片發生滲水,要采取如下堵漏措施。(1)二次補漿。采用單液漿,并在一定范圍內對注漿壓力進行控制。要及時觀察,若未能取得明顯的堵漏效果,要灌注雙液漿,并稍微提高注漿壓力。(2)環縱縫注漿堵漏。對環縱縫漏水進行處理,若對環縱縫實施二次補漿后,漏水仍然存在,要注漿實施封堵。采用快干高強度砂漿對環向及縱向縫進行封閉,并向內凹進深度為1~2cm的弧形,垂直對漏水縫進行鉆孔,鉆到止水條處為止,每米設置2~3個鉆孔,將專用注漿嘴裝設在鉆孔上,借助高壓灌漿設備對接縫實施有效灌漿,優先將環氧樹脂作為漿料,在一定范圍內對灌漿壓力進行控制,壓滿整個接縫。(3)對管片緊固螺絲孔滲漏進行處理:將螺絲孔表面存在的污染物清理干凈,找出滲漏位置;借助電鉆實施斜向鉆孔,有效保障鉆孔實現與螺絲孔的相通;借助快干高強砂漿對螺絲孔根部進行封閉,將專用注漿嘴安裝在鉆孔處;借助高壓灌漿設備對鉆孔實施灌漿,優先選用環氧樹脂,并在一定范圍內對灌漿壓力進行控制,將整個螺栓孔壓滿[4-5]。上述注漿處理不僅能有效堵漏,還能實現對螺絲的有效防腐和錨固。

3地鐵隧道盾構法施工質量控制措施

3.1合理設置盾構參數

要創設平穩環境,確保盾構機實現正常運作。要對各項作用力進行實時測算,在合理范圍內對作用力進行控制,避免超出參考系數。在實際施工中,要根據地質測量獲取具體參數,確保參數穩定,有效保障盾構施工的施工質量和施工進度。要依據土質和埋深,借助水土合算的正確方法,計算土倉壓力并設置土倉相應的平衡壓值。要確保平穩的盾構掘進,采用標準的相關參數設計,避免發生意外,有效保障盾構施工質量。

3.2避免管片上浮

對地鐵隧道實施盾構施工,要避免管片發生上浮。施工人員要對施工現場的實際地質狀況和相關條件進行深入了解,并對各項數據參數進行準確使用,實施比對,借助數據對現場施工操作進行指導,以此作為施工依據。施工人員要注重提升自身的技術素質,在盾構掘進的過程中,要對施工方法、施工速度以及千斤頂推力進行準確控制,并有效控制盾構機作業,對千斤頂行程差進行實時調整和合理優化,確保千斤頂正常發揮作用;結合最終測量結果,對盾構機各項參數以及拼裝管片的具體數量和實際時間進行優化調整,有效保障盾構施工的施工質量和施工進程,延長其使用年限。

3.3強化盾構設備進出洞施工

在地鐵隧道盾構施工具體過程中,要強化盾構設備進出洞施工,具體可從以下方面著手:合理確定盾構施工的具體路線,避免軸線出現嚴重偏差,避免資金和工期浪費。盾構設備進出洞施工具有復雜的施工工序,應采用精準設計并做好施工準備。應在一定時期內,對盾構設備進行動態審查,并基于地質環境存在的差異,對設備進出洞的相關條件進行判斷。若不具備進出洞施工的具體條件,要及時更換施工方法,有效保障盾構設備良好的進出洞施工質量。

3.4對地面沉降進行有效控制

在盾構施工過程中,要對地面沉降進行有效控制,避免發生工程事故。要對各項參數,諸如注漿壓力、注漿計量以及注漿時間等進行有效控制,嚴格執行相關標準,控制漿液配合比,有效增強注漿效果。在實際施工過程中,要及時調整注漿壓力,對同步注漿量進行有效控制,并及時實施二次補漿,對地表沉降進行有效控制。同時,要對土倉壓力進行有效控制,實現對掌子面壓力的有效平衡,有效防止土體坍塌。另外,要對開挖面實際出土量進行控制,避免出現多挖、少挖現象;對局部超挖進行及時控制,在可控范圍內對地面沉降進行有效控制。

3.5防止隧道軸線出現偏差

在盾構施工中,要采取如下措施防止隧道軸線出現偏差:(1)對平衡壓力進行有效控制,按照理論值對出土量進行控制,避免超挖及欠挖,對盾構姿態進行有效控制;(2)在盾構施工具體過程中,要開展多次測量并對測量基站進行復核;(3)若盾構姿態發生偏差,要及時對之進行糾正,嚴格遵循隧道設計軸線推進盾構機前進,要按照“少量多次”的原則實施糾偏,避免發生管片錯臺。

4結語

綜上所述,盾構施工法在地鐵隧道工程中得到了日漸廣泛的應用。地鐵隧道盾構法施工質量控制重點主要體現在土體開挖以及開挖面支護、盾構推進以及拼接襯砌管片、盾尾脫空以及襯砌壁后注漿、管片滲水堵漏等方面。在地鐵隧道盾構施工過程中,要高度重視上述施工質量控制難點。另外,要通過合理設置盾構參數、避免管片發生上浮、強化盾構設備進出洞施工、對地面沉降進行有效控制等措施強化對地鐵隧道盾構法施工質量的有效控制。

參考文獻:

[1]孫晶晶.地鐵盾構法施工地表沉降監測與控制[D].淮南:安徽理工大學,2012.

[2]劉曉波.鄭州地鐵隧道盾構法施工表沉降數值模擬研究[D].淮南:安徽理工大學,2018.

[3]趙方彬.盾構法修建地鐵隧道的技術現狀與展望[J].工程建設與設計,2018(20):191-192.

[4]王軍.地鐵盾構法施工對翠屏山隧道的穩定性分析[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2018,31(3):17-22.

[5]賈文愷.地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降問題探析[J].工程技術研究,2017(9):67-68.

作者:劉泉 單位:天津市地下鐵道集團有限公司

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