1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点

1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点（通用5篇）

1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点 篇1

1k413020掌握盾构法施工的基本技术要点

1k413021各类盾构机掘进控制的要点

盾构的种类按其结构特点和开挖方式可分为:

①手掘式盾构:有敞开式、正面支撑式和棚式，此类盾构辅以气压法或降水法等疏干地层的措施并使用必要的正面支撑后，可适用于各种地层中，特别是地下障碍较多的地层;在精心施工的条件下，亦可将地表变形控制到中等或较小的程度。

②挤压式盾构:有全挤压、局部挤压、网格等形式。仅适用于软弱黏性土层，适用范围较狭窄，在挤压推进时，对地层土体扰动较大，地面产生较大的隆起变化，所以在地面有建筑物的地区不宜使用，只能用在空旷的地区或江河底下、海滩处等区域。

③半机械式盾构:包括正、反铲、螺旋切削、软岩掘进机等，适用范围基本和手掘式一样，可减轻劳动强度。

④机械式盾构:有开胸的大刀盘切削、闭胸式的局部气压、泥水加压、土压平衡等形式，当土质好，能自立，或采用辅助措施后自立时，则可用开胸式机械盾构，如地层土质差，应采用闭胸机械式盾构。

土压平衡盾构推进过程中依靠开挖面切削面板的临时挡土效果、充满于密封仓内的切削土土压，以及螺旋输送机排土机构的综合作用，保证削土土压，以及螺旋输送机排土机构的综合作用，保持开挖面的稳定状态。泥水加压盾构在开挖面和泥水室内充满加压的泥水，通过加压作用和压力保持机构，保证开挖面土体的稳定。

土压平衡系列盾构推进施工时，采用控制螺旋排土机转速和其出土量大小的方法来控制土仓内的平衡压力值。泥水盾构通过调节泥水压力、泥水流量、泥水浓度来达到开挖面的稳定。

土压平衡盾构切口平衡压力值大小与盾构的埋深、土层中土的重度、土层中的内摩擦角有关。

盾构正面稳定的效果将直接影响地层变形，平衡压力过大、过小，进土量过多、过少，平衡压力大小波动过多等情况将导致正面稳定不佳的现象产生。

正面土体稳定控制包含着推力、推进速度和出土量的三者的相互关系，对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用，应在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物，配合监测信息的分析，及时调整平衡点，同时控制每次纠偏的量，减少对土体的扰动，及时调整注浆量，有效地控制轴线和地层变形。

1k413022盾构法施工现场的设施布置

开式和闭式盾构现场的平面布置包括:盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变(配)电间、电机车电瓶充电间等设施以及进出通道。

当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，应设相当规模的水泵房。

当采用气压法施工时，应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。

当采用泥水加压平衡盾构时隧道的施工平面布置中还须设有泥浆处理系统及中央控制室。

当采用土压平衡式盾构时还应设有地面出土设施。

1k413023应该停止盾构掘进的几种情况

盾构掘进时，可能会遇到几种情况:对地层情况了解不细而遇到障碍物;对水文地质条件掌握不全而遇到流砂、暗浜、回填土层、承压水或地层土体软硬不均匀;对盾构自重方句、出土或仪表控制不当;对注浆控制不当;或是盾构处在小半径曲线区间段等情况而出现不良现象。

在这种不良现象的状况下，盾构掘进应该十分小心，随时准备应付意外情况;当遇到以下几种情况时，盾构掘进应该停止，并采取措施:

●盾构前方发生坍塌或遇有障碍;

●盾构自转角度过大;

●盾构位置偏离过大;

●盾构推力比预计的大;

●可能发生危及管片防水、运输及注浆遇有故障等。

1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点 篇2

众所周知, 在现代城市建设中, 地下空间的开发利用[1]已成为一个重要的组成部分。在我国的各大主要城市, 如上海、北京、深圳、广州和南京等地, 已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。盾构法施工作为一种新型隧道工法, 因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术, 使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功, 并被越来越多地应用于城市地铁、越江通道以及地下管线等隧道工程的建设中。采用盾构法施工的隧道, 从工程造价上来看是非常昂贵的, 这在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利[2]用。因此, 如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价, 已成为当前地下空间开发迫切需要解决的问题。

1 盾构法施工阶段过程中的成本控制要点

盾构法施工是一个机械化、连续化及周转化的施工过程, 所以成本控制的重要阶段就是施工过程中的成本控制。为了在该施工过程中有效的控制成本, 就必须考虑当前我国盾构技术发展的现状和特点;在该施工过程中以降低成本、提高施工质量、施工速度、增长使用寿命等为主即通过[3]机械化、智能化、信息化、设计规范化[4]、新材料和新工艺的采用等几个方面来实现。由于整个施工过程实际上就是由[5]人、机、料、法、环五个方面组成, 牵涉到的内容较多, 因此施工中成本控制的[6]重点、难点比较多, 下面本文就从这几个方面对盾构施工过程中的成本控制进行分析。

1.1 人力资源方面

盾构法施工过程中人力资源的控制主要体现在现场的技术管理人员、机械设备维护人员以及盾构法施工作业人员这几方面, 重点在于控制人力资源组织机构。优化盾构施工组织机构, 将施工人员控制到最精简的组合, 可以有效的控制施工管理方面的成本。人力资源流动性的控制就成为盾构法施工工程中成本控制人力资源方面的难点。懂得盾构法施工技术的人员流动性较强, 常因项目结束完工, 出现人员流失现象严重。盾构施工过程中所培养出来的人员容易发生变动, 等到下个项目开工后就需要重新招聘施工人员, 为保证施工顺利就必须进行安全教育培训, 就会出现施工人员与设备磨合的过渡期, 对施工进度有一定的影响。因此, 若能长期将盾构施工人员与盾构机组合起来, 减少施工磨合期, 对施工成本也会有较好的控制。

1.2 机械资源方面

盾构法施工过程中所使用到的机械主要分为盾构机及后配套设备。后配套设备主要包括:电瓶车组、电瓶、龙门吊、风机、搅拌站、装载机、挖掘机、水泵、机修工具等。盾构法施工过程中在机械资源方面的成本控制重点为机械设备的保养。机械设备均有使用寿命年限, 并且主要的机械设备如盾构机、电瓶车龙门吊等价值都较高, 在使用过程中, 若加强机械设备的保养, 可以减少机械的有形磨损, 能有效的提高设备的使用年限, 减少设备的检修费用, 对成本的控制也有较大的提高。盾构法施工过程中在机械资源方面的成本控制难点为机械设备的维护。机械设备的维护主要受维修人员及配件准备的影响。机修人员工作能力及水平较高, 熟悉设备的运转, 则能在较短的时间处理问题, 降低设备及人员闲置, 对施工成本控制来讲是较好的控制措施。施工中的机械设备尤其是关键核心部件, 有部分为进口原件, 大部分为专业公司生产, 因此针对施工中的易损配件应及时与厂家联系, 并且根据需要库存部分原件, 以保证配件的供应, 缩短应配件供应不及时所导致的设备停滞。

1.3 材料资源方面

盾构法施工过程中所使用到的材料主要分为周转材料及消耗材料两种。周转材料主要包括:电缆及电线、钢轨及压板、轨枕、走道板及支架、水管、风筒、始发托架、反力架、型钢等。消耗材料主要包括:钢材、盾尾油脂、刀盘油脂、润滑油脂、泡沫、膨润土、水泥、粉煤灰、砂等。盾构法施工过程中在材料资源方面的成本控制重点为对消耗材料的控制。消耗材料的控制主要体现在, 材料的节约和对材料使用的合理计划。例如, 盾构法施工中油脂的使用, 若经常检查油脂系统保证其运转正常, 并及时清理桶内剩余的油脂并收集起来, 一方面可以减少材料的损耗, 另一方面可以减少材料更换的时间, 提高设备运转效率。盾构法施工过程中在材料资源方面的成本控制的难点为对周转材料的控制。应根据施工需要对周转材料合理计划使用, 降低周转材料的摊销费及闲置所发生的费用等是对其有效的控制措施。

1.4 施工环境方面

盾构法施工大多用于城市轨道交通的建设, 多处于城市中施工, 对施工有较高的要求, 重点主要体现在安全文明施工、节能减排、噪音控制、环境保护等方面, 相应的施工成本及投资也占有较大的比例。在城市轨道建设中, 经常困扰施工单位的较大的难点是征地拆迁及管线改移工作。由于业主方面的原因, 无法按时将施工红线内场地交给施工单位, 造成人员的闲置、设备的停滞及材料价格变化过大的问题, 相应施工过程中的成本控制的难度也会加大。对施工工期也有较大的影响, 也会出现因为要按时竣工增加施工成本的投入, 如若要降低成本, 就需要及时解决该类问题。

1.5 施工技术、施工方法方面

盾构法施工的工法已经比较成熟及完善, 但在不同的地区、不同地层条件的的影响下, 对盾构机的使用要求及施工难度也不同。盾构法施工中在施工技术、施工方法方面成本控制的重点是对盾构机的选型。根据施工地点的地质及水文条件合理的选择适当的盾构机, 避免应盾构机不能满足施工地质条件造成施工缓慢及盾构机的施工能力超过施工地质条件所造成的盾构机资源的浪费。盾构施工中施工技术、施工方法方面成本控制的难点为施工中的技术准备及施工措施。合理的进行技术方案的优化, 精心的组织生产, 对施工成本的控制有非常重要的意义。

2结束语

盾构法施工项目成本控制的根本目的, 在于通过成本管理的各种手段, 不断降低施工项目成本。项目成本的全过程控制要求成本控制工作要随着项目施工进展的各个阶段连续进行, 既不能疏漏, 又不能时紧时松, 应使施工项目成本自始至终置于有效的控制之下;因此从人、机、料、法、环五个方面进行有效的控制将会大大降低盾构法施工过程成本, 同时也达到对盾构法施工成本有效控制的目的, 对今后的类似项目提供了一些参考。

摘要：本文从人、机、料、法、环五个方面对盾构施工成本进行重点、难点的分析, 从而达到施工阶段中的成本控制。

关键词：盾构法,施工阶段,成本控制

参考文献

[1]鞠世建, 竺维彬.复合地层中的盾构施工技术[M].北京:中国科学技术出版社, 2006

[2]项兆池, 楼如月, 傅德明.最新泥水盾构技术[M].上海隧道工程股份有限公司施工技术研究情报室, 2001.

[3]黄景鹏.压气作业在盾构施工中的应用[M].

[4]关宝树.再谈降低地下铁道工程造价问题, 地下铁道新技术文集[C].成都:西南交通大学, 2003.

[5]陈馈, 洪开荣, 吴学松.盾构施工技术[M].北京:人民交通出版社出版, 2009:399.

浅析地铁施工盾构法的施工技术 篇3

【关键词】地铁施工；盾构法；施工技术；方法；应用

引言

现在，城市化水平越来越高，城市在发展过程中，对交通带来了很大的压力，为了缓解交通方面的压力，城市轨道交通成为了主要的方式，在进行发展的过程中，地铁成为了重要的交通工具，在进行地铁建设的时候，施工技术中最常使用的就是盾构法。现在地铁建设速度也是非常快的，很多大城市为了解决城市交通问题将地铁建设作为了规划的重要内容。为了保证地铁工程建设，选择合理的施工方法是非常重要的，在不断的建设中，盾构法施工是效果非常好的施工技术，在很多施工中都得到了应用。在进行地铁建设时，隧道建设是非常重要的，采用盾构法施工技术进行施工，可以使用盾构机作为隧道的掘进设备，同时以盾构机的盾壳作为支护，同时在施工中采用千斤顶作为支撑，这样的施工方式可以取得更好的施工效果。

1.地铁工程盾构施工技术的施工原理

盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。

2.地铁工程盾构施工技术的施工特点

盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术，和传统地铁隧道施工技术相比，盾构施工技术在施工过程中具有如下特点：一是盾构施工大部分过程位于地下，对施工地点周边环境影响很小，非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时，施工活动位于地面以下，施工过程中产生的噪音非常微弱，对周围土层的振动也小，不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排，对地面活动，特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求，为了达到这个目标，在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时，由于盾构机管片制作精度很高，从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外，盾构机发掘作业时，只能向前行进，无法做出后退动作，一旦施工过程中出现后退现象，必然会造成盾构装置受到严重损伤，从而产生不可预估的后果，严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全，在施工前期，施工人员一定要做好充分准备，防止任何可能导致盾构机后退现象的发生。另外，盾构机属于专业设备，其设备参数与施工条件之间具有较为严格的针对性，施工隧道断面不同，盾构机的设备参数也不一样。在进行断面面积大小不同的隧道施工时，必须对盾构机进行相应改造，甚至是专门设计制造，否则无法保证施工质量。

3.地铁工程盾构施工中的技术控制要点

盾构施工技术含量很高，为保障工程质量，必须对各工序和操作予以严格控制，确保施工质量。下面对盾构施工各主要阶段的施工技术控制要点逐一进行分析，以帮助大家更好的理解和把握：

3.1 盾构机进出洞时的作业控制

在使用盾构机进行挖掘作业时，进洞和出洞作业是盾构机工作的基础操作和主要组成，其操作质量对于盾构施工来说具有极其重要的影响。如果进洞或出洞作业出现问题，可能导致整个工程的失败。为此，必须切实做好盾构进出洞作业，确保施工质量。盾构进洞前，首先要正确选择隧道施工路线，防止轴线发生过大偏差。同时，要做好施工路线周围地质环境勘察，针对可能会对盾构施工造成负面影响的因素，提前制定科学可靠的防范措施，避免施工事故发生。在盾构出洞前，也要做好相关准备工作，严格审查各项出洞条件，确认各项条件符合出洞标准后方可出洞。

3.2 盾构机挖掘前进时施工作业控制

盾构机掘进作业是盾构施工的主体，在整个盾构施工过程中占据最大的比例。在进行盾构掘进作业时，最主要的是要尽量减少盾构施工对周围土层的影响，防止对土层产生过大的扰动，确保盾构开挖面的稳定性。为达到这一目的，在施工过程中一般通过调整掘进参数来实现。在盾构机掘进施工过程中，盾构姿态是一个非常重要的概念，其指的是盾构掘进过程中的现状空间位置，盾构姿态是评价盾构轴线与设计轴线之间的偏差是否满足设计要求的重要指标，盾构姿态的好坏，直接影响到盾构掘进施工的顺利进行和后面管片拼装作业的质量高低。所以，在进行盾构掘进作业时，必须严格控制盾构姿态。施工过程中，对盾构姿态的控制是通过对注浆量、注浆方式、盾构坡度等十项参数的控制来实现的。为确保各项参数控制精准，准确可靠的实地测量是必不可少的。施工人员通过一系列规范化的科学测量，并结合盾构掘进过程中地面沉降的情况对掘进参数进行优化，从而保证盾构开挖面的稳定。此外，为保障掘进过程中土体压力波动始终处于允许范围内，必须随时注意盾构机推进速度和排土量的调整。

3.3 盾构穿越粉砂层时施工作业控制

隧道线路周围地质条件对于盾构施工影响巨大。对于盾构施工来说最为理想的施工环境是淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土等软土地层，如果施工线路途经粉砂层，那么施工难度将会大幅提高，必须运用一些特殊的方法。土体液化和出土口喷砂是粉砂层土体盾构施工的主要困难。要解决这个问题，就必须提升正面土体的流动性与止水性。具体施工中，可以通过适当提高土舱压力和向土舱内加泥的方法予以处理。

4.结束语

地铁盾构施工方法是一种综合性较强的施工技术，在应用过程中要不断进行探索和实践，这样才能使这种施工技术更加的成熟，同时也能更好的发展地铁施工方法。盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动，在未来的发展过程中，是离不开各个学科的专家共同努力和合作的，共同研制适合我国地质条件的盾构机械，才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。

参考文献：

[1]张国轩.地铁施工盾构法的施工技术研讨[J].黑龙江科学，2014，03：56.

[2]王小红.小议地铁施工盾构法施工技术[J].科技创新与应用，2013，34：220.

[3]吴江.地铁施工中盾构法应用技术探析[J].科技创新与应用，2015，04：153.

[4]秘川川.地铁施工盾构法的施工技术探析[J].科技创新与应用，2015，13：221.

盾构法施工中的控制测量技术 篇4

(一) 平面控制测量:

1、平面控制测量概述:

地铁施工领域里平面控制网分两级布设, 首级为GPS控制网, 二级为精密导线网。施工前业主会提供一定数量的GPS点和精密导线点以满足施工单位的需要。施工单位需要做的是在业主给定的平面控制点上加密地面精密导线点, 然后是为了向洞内投点定向而做联系测量, 最后是在洞内为了保证隧道的掘进而做施工控制导线测量。不管是地面精密导线还是洞内施工控制导线都是精密导线测量, 虽然边长不满足四等导线的要求, 但是基本上是采用四等导线的技术要求施测, 其中具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。

2、地面平面控制测量:

在业主交接桩后, 施工单位要马上对所交桩位进行复测。业主交桩数量有限, 不一定能很好地满足施工的需要, 所以经常要在业主所交桩的基础上加密精密导线点, 以方便施工。特别是在始发井附近, 一定要保证有足够数量的控制点, 不少于3个。其具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。

3、洞内平面控制测量

洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。但是支导线没有检核条件, 很容易出错, 所以最好采用双支导线的形式向前传递。然后在双支导线的前面连接起来, 构成附合导线的形式, 以便平定测量精度。洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装牵制对中托架, 测量起来非常方便, 且可以提高对中精度, 还不影响洞内运输。强制对中托架尺寸形状要控制好, 以便可以直接安装在管片的螺栓上面, 不需要电钻打眼安装。由于盾构施工一般都是双线隧道错开50环左右掘进, 如果错开环数很大, 后面掘进的盾构机由于推力很大, 会对前面另一个洞的导线点产生影响。特别是在左右线间距较小岩层很软时, 影响很大, 很容易导致测量出大错。还有就是如果在曲线隧道里, 管片上的导线点间的边角关系经常受盾构机的推力和地质条件的影响, 所以要经常复测。

(二) 高程控制测量:

1、高程控制测量概述:

高程控制测量主要包括地面精密水准测量和高程传递测量及洞内精密水准测量, 在广州地铁领域里的精密水准测量也就是城市二等水准测量。不管是地面还是洞内都采用的是城市二等水准测量。其技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。

2、地面高程控制测量

地面水准测量按城市二等水准的要求施测。

3、洞内高程控制测量

洞内由于轨道上钢枕太多, 轨道下的泥水经常盖到钢枕上来了, 立尺很不方便, 用水准仪配因钢尺测量非常麻烦。而采用全站仪三角高程测高差的办法传递高程就很方便。见图1。当然此时一定要保证前后视的棱镜高要不变, 由于不需要量仪器高, 而是通过测量前后两个点的高差来传递高程, 所以往返观测取平均值精度可以满足施工的需要。这在我们仑官区间左、右线都得到证实, 仑官区间约1.5公里, 高程贯通误差左线是8㎜、右线都在11㎜左右。

全站仪三角高程测量传递高程

(三) 联系测量

1、定向测量

地铁施工规定, 在任何贯通面上, 地下测量控制网的贯通中误差, 横向不超过±50㎜, 竖向不超过±25㎜。联系测量主要有一井定向 (联系三角形定向) 、两井定向、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向、导线定向四中方式, 其中我们施工单位一般都没有陀螺经纬仪, 所以很少采用铅垂仪陀螺经纬仪联合定向。用导线定向精度最好且最方便, 但是用导线定向受始发井的长度和深度制约, 一般也很少用。所以一般都采用一井定向 (联系三角形定向) 或两井定向, 其中用两井定向受地面及洞内各种因素的制约要少, 很方便, 但是在同样的始发井长度和深度的情况下最好采用一井定向 (联系三角形定向) , 这样有利于提高井下定向的精度。这在我们仑大始发井的多次联系测量中得到证实。虽然一井定向 (联系三角形定向) 对场地要求较高, 做起来也很麻烦, 但是定向精度很有保证。联系测量向洞内投点时把点间距尽量拉大些, 在始发井底板, 最好投四个点, 保证始发井两端都各有两个控制点。且尽量保证每次联系测量投点时都投在这四个点上。以便取多次联系测量的加权平均值做为最终的始发控制点坐标。

2、高程传递测量

向洞内传递高程一般采用悬挂钢尺的方法, 一定要注意加温度和尺长改正, 才能保证导入井下的水准点的精度。如果有斜井或通道, 也可以用水准测量的方法向井下传递高程。如果全站仪的仰俯角不大的话还可以直接用全站仪三角高程测高差的办法传递高程。

二、结束语

由于盾构机的VMT导向系统必须有控制测量的支持才能运作, 所以控制测量还是盾构隧道测量的基础。为了保证隧道的顺利贯通, 我们首先要做好控制测量, 然后就是保证导向系统的正常运行, 定期对盾构姿态进行人工检测, 保证导向系统的正确可靠。加强管环姿态检测, 及时发现管环的位移趋势, 防止管环安装侵限。加强管环姿态的检测同时也是对导向系统的复核。

摘要：通过对轨道交通专线隧道盾构掘进的实践, 主要介绍了地铁盾构施工中的控制测量。

关键词：平面控制,高程控制

参考文献

[1]袁修孝:《GPS辅助空中三角测量原理与应用》, 测绘出版社, 2001:12-13。

[2]李德仁:《GPS用于摄影测量与遥感》, 测绘出版社, 1996:56-60。

地铁施工中盾构法应用技术浅析 篇5

1 盾构法施工概述

1.1 工作原理

盾构施工使用的机械是盾构机, 指的是利用盾构钢壳的支护作用, 进行挖掘、出渣等流程, 同时在尾部进行衬砌、注浆, 从而保证围岩的稳定性。从字面上理解, 盾是指钢壳, 作用是支护围岩, 保证掘进工作的安全性;构是指衬砌管片、注浆体的构成, 作用是保证开挖后隧道断面的稳定性。

1.2 技术特点

城市地铁施工和普通地铁施工相比, 最大的不同就在于施工条件, 因此盾构法施工期间, 技术特点如下[1]: (1) 对周边建筑和环境的影响小。在竖井施工、基坑施工中, 需要占用地面施工场地, 其余施工阶段不会占用地面场地, 而且不会产生噪音和公害, 不影响正常的交通状况。 (2) 施工精度高。一方面, 盾构的掘进采用先进设备进行测量观测, 对隧道轴线的偏差控制严格;另一方面, 衬砌管片在制作时, 误差控制在0.5mm以内。 (3) 设备专用性。盾构机的制造, 是依据隧道的断面参数进行的, 包括埋深、直径大小、地质条件等, 因此盾构机具有专用性, 隧道完工后, 机械不会重复使用。 (4) 具有一定风险。盾构机在施工期间只可前进、不可后退, 成为施工中的一大风险。如果掘进期间发生重大故障, 会直接影响施工进行, 甚至造成严重的经济损失。

2 盾构法在地铁施工中的应用

2.1 始发竖井

竖井用来拼装盾构机械, 因此在施工前, 应该首先根据拼装工艺要求确定建筑尺寸。一般情况下, 井宽比盾构机的直径多处1.6~2.0m, 长度要满足设备安装和作业空间要求[2]。同时, 还要考虑到覆盖土层的厚度、进发方式等, 土层厚度不同, 进发方式不同, 竖井的施工尺寸也不同。另外, 竖井的护壁材料主要是钢板、喷射混凝土;根据施工需求, 起重设备主要采用货物升降机、龙门式起重机等。盾构在拼装前, 首先将分解的零部件运至始发立坑, 组装后设置反力装置和进发导口。

2.2 盾构拼装

盾构机的头部, 一般是在生产厂商组装完成, 然后将其整体运到现场。然而, 考虑到我国城市道路的运输能力、通过能力, 多采用分体运输方式, 将其分为切削刀盘、上部盾壳、下部盾壳、主机四个部分, 然后在竖井内进行组装。考虑到单件重量在30t左右, 在起重设备的选择上, 可以使用龙门式起重吊机, 或者汽车起重机。具体拼装时: (1) 安装盾构的基座, 对盾构的推进轴线、始发导口进行测量; (2) 吊装盾壳, 将其准确安装在基座上, 保证固定牢靠; (3) 吊装主机, 将刀盘固定在主机上; (4) 安装上部盾壳和下部盾壳, 并对其焊接, 整个拼装工作完成[3]。其中, 反力装置包括两个部分: (1) 固定支撑座; (2) 临时支撑垫, 负环管片常作为支撑反力架使用, 是由预制的隧道管片拼接组装而成的, 而且全部采用闭口环。

2.3 进发导口

进发导口是在开挖方向设置的, 作用包括三个: (1) 保证开挖面的稳定性; (2) 防止土体坍塌; (3) 避免地下水渗出。在掘进前方, 土体加固主要采用注浆法、冷冻法, 加固范围应该比盾构的长度大, 直径控制在盾构直径的2倍左右。

2.4 洞口止水

隧道洞口的外径和盾构的外径之间具有一定的差距, 因此会形成环形空隙, 容易导致水源涌出、土体渗出, 继而造成地表沉降, 影响盾构施工的安全性。为了避免这一现象的发生, 靠近盾构上洞门的土体前方, 会设置环形的橡胶止水带、钢板, 用来封堵空隙[4]。当盾构进入土体之后, 对环形钢板和预埋件管片进行焊接, 将洞口空隙完全封堵。

2.5 盾构始发

完成各项准备工作后, 盾构进行始发工作, 推进油缸顶在反力装置上, 切削刀盘、推进油缸启动后, 即可实现掘进切削工作。盾构的刀盘切入土体时, 为了避免土体因为切削而造成过量流失, 引发断面坍塌现象, 应该在螺旋输送器的辅助下, 在土压舱内加注粘土, 确保满舱后再启动刀盘切削土体。盾构进入隧道以后, 同时还要安装管片、拼接平车, 为后续施工做好准备。推进油缸在管片上推进, 推进工序和拼接工序循环进行, 直至盾构机完全进入隧道。

2.6 盾构掘进

当盾构机完全进入隧道后, 严格按照预定的方向进行掘进, 此时的盾构机由计算机进行控制, 一旦发生左右偏差、上下偏差, 系统会自动控制推进油缸, 保证掘进方向的误差控制在标准范围内。掘进期间, 要保证开挖面土压平衡, 在此基础上合理调整刀盘的转速、推进速度、螺旋输送机的速度等参数, 以确保开挖工作的稳定性[5]。

2.7 衬砌和进洞

先介绍一下衬砌。按照预设目标, 盾构机完成一个节距的施工后, 就要及时使用管片完成衬砌工作。首先在管片运输车的帮助下, 将管片输送到安装台位;然后利用管片衬砌台车, 将其置于预定位置并安装。安装工作完成后, 即可进行下一个循环, 如此反复操作, 直到整个隧道施工完毕。

再介绍一下进洞。盾构在掘进活动中, 从隧道进入竖井时, 首先通过取芯试验, 测试端头土的加固情况、渗水情况, 保证没有大量渗水、土体稳定, 才能够对洞口的混凝土进行凿除处理。具体到凿除工作, 应该遵循分层、分块的原则。当盾构机和洞口的距离为10m时, 就应该清除洞口混凝土;刀盘露出洞口后, 清除带出的土体, 并对接收架进行定位, 准确安设在洞口底板上。完成进洞工序之后, 再次紧固隧道内的管片螺栓, 并进行止水处理。

3 地铁施工中盾构法的技术要点

3.1 进洞出洞技术要点

盾构机进入洞口时, 审核相关技术参数, 控制好进洞技术, 为后续掘进施工提供基础。尤其是动态监测前进轴线, 及时纠正偏差, 为隧洞的长度、方向奠定基础。盾构机在出洞前, 依然要做好相关准备工作, 审查出洞技术和条件, 并对机械进行有效防护。

3.2 掘进施工技术要点

盾构机在掘进施工时, 首要遵循的原则就是减少对周围环境的影响, 尤其是减少周围土体的扰动, 从而保证开挖断面的稳定性。考虑到掘进参数包括盾构姿态、盾构坡度、注浆方式等, 施工中应该进行动态监测, 并结合地表沉降情况, 对掘进参数进行适当调整。

3.3 不良地质施工技术要点

掘进期间可能会遇到不良地质, 常见如淤泥粉质粘土, 对于施工而言具有一定难度。针对于此, 应该采用相应的掘进施工技术, 例如提高土舱压力, 避免土体液化;或者向土舱内加适量泥, 以避免喷砂现象。实践表明, 这两种方法均能够在保证安全性的基础上, 提高施工效率。

4 结语

综上所述, 盾构法应用在城市地铁施工中, 对周边建筑和环境的影响小, 施工精度高, 设备具有专用性, 而且施工具有一定风险。通过分析可知, 盾构法施工的具体流程, 包括始发竖井、盾构拼装、进发导口、洞口止水、盾构始发、盾构掘进、衬砌和进洞。严格把握施工技术要点, 有利于提高掘进效率, 保证施工安全性。

参考文献

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