地铁盾构隧道施工的质量控制分析论文_周保江

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摘要:地铁是城市发展过程中的重要基础设施,大大便利了人们的出行。盾构法建设是安全快速成型隧道的重要方法,也是地铁隧道建设的主要工程环节,更是一种具有高自动化,高安全率和低劳动强度的重要建设方式。在地铁隧道的建设过程中需要严格的管控好质量控制过程。

关键词:地铁盾构隧道;质量控制;措施

1国内地铁盾构隧道施工原理阐述

盾构法施工是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。如图1所示。

图1盾构法施工示意图

国内地铁盾构隧道施工由安装和拆卸、地层开挖和推进、衬砌支护拼装以及防水五道工序组成。具体步骤:首先利用地下连续墙修建地铁车站,然后通过车站两端竖井将盾构组件吊入站内进行安装,接着从车站一端竖井的洞门处开始挖掘土体,并按照着既定的设计路线掘进到达下一车站的端口处。此外,为了确保开挖坑道(采煤、采矿或隧道工程中)不断向前推进的工作面维持稳,防止该面出现土地塌方,通常采用盾构机进行隧道土地开挖工序,并安装盾构反力架等设备,使盾构架构成一个稳定的外部支撑环境。与此同时,在进行地层开挖工作以及衬砌装配等工序时,借助千斤顶的自身推力来克服盾构架在掘进过程中的土层阻力,以此保持盾构架的前进速度。采用盾构进行开挖隧道主要具有挖掘速度快、工程干扰因素小、信息化程度高、以及施工作业相对安全等优点。

2地铁盾构隧道施工常见的质量问题

2.1盾构姿态与设计轴线偏差

(1)盾构超挖或欠挖,造成盾构在土体内的姿态不好,导致盾构轴线产生过量的偏离,尤其在曲线段施工过程中,对轴线偏差富人控制难度加大。

(2)盾构测量误差导致轴线的偏差。

(3)盾构纠偏不及时或纠偏不到位,导致轴线偏差。

(4)盾构在非常软弱的土层中推进时,如果停止推进的间隙过长时,正面平衡压力严重损失时,会导致盾构下沉,引起姿态偏差。

(5)拼装管片时,拱底块部位盾壳内清理不干净,有杂质夹杂在相邻两环管片的接缝内,使得管片下部超前,轴线产生向上的趋势,影响盾构推进轴线的控制。

(6)同步注浆量不够或浆液质量不好,引起隧道沉降,而影响推进轴线的控制。

2.2隧道渗漏水

(1)盾构机始发、接收过程中洞门防水措施没做好,环梁施工质量不到位导致洞门处漏水;

(2)管片自身质量缺陷,在管片生产过程中,设置密封垫的沟槽部位混凝土不密实有水泡、气泡等缺陷,管片拼装完成后,水从绕过密封垫,从水泡、气泡孔处渗漏进来;

(3)壁后注浆不饱满、不连续导致密封效果差,管片顶部积水在密封垫压实比较薄弱的地方产生渗漏;

(4)管片错台、破损导致管片密封条破损,密封效果不好,从而出现渗漏水现象;

(5)盾构前进反力不足,易导致管片接缝不严,致使管片渗漏。

2.3管片错台、破损

(1)由于拼装工技术水平有差异,拼装过程中操作不当导致管片拼装出现错台、破损等问题;

(2)管片质量不满足要求,形状有偏差,在运输途中出现破损,裂缝等现象导致在管片拼装过程中出现错台、破损等问题;

(3)由于拼装机性能不同且机械精度不够、盾尾间隙过小、千斤顶布置不合理、各千斤顶推力相差过大等,导致管片拼装或盾构推进过程中出现错台、破损等问题。

3地铁盾构隧道施工质量控制措施

3.1管片生产质量控制

首先,在管片生产前3个月的时候,就要对生产施工组织进行审查,确保施工单位以及施工人员的专业性;其次,严格控制管片试片的生产阶段,必须在完成三环拼装和管片检漏试验后,才能进行正式批量生产。与此同时,严格把控混凝土的配合比,随时抽检混凝土的配合比数据,以确保混凝土的配合比在符合质量标准的范围内。并且,当进行混泥土浇筑工作时,必须实施旁站监理,及时对混凝土抗压、抗渗试验和管片检漏试验进行抽样检查,以达到全程质量控制的目的;最后,对于成品管片来说,严格把控厂内检查和进场检查两道关卡,确保成品管片的进场与拼装符合地铁隧道管片质量标准要求。除此之外,严格控制管片的蒸养温度和升温、恒温、降温以及养护时间、严格掌控现场原材料(钢筋、水泥、砂、石料)的质量水平,对地铁盾构隧道施工的整体质量具有重要意义。总而言之,在盾构隧道工程的初期,严格把控管片生产的各个环节,坚决执行问题管片必须报废制度,才能保障整个地铁盾构隧道施工的工程质量。

3.2控制地面沉降的措施

目前,大多数隧道使用地面压力保护。设计土压力平衡板的基本原则是充分利用前切割器,然后在切割头后面的压力下将土壤碎片从前土壤切割到腔室中。该过程还需要平衡过程以减少护罩对土壤层的影响并防止在储层中沉积。因此,在创建屏幕时,必须选择一种设备来有效地智能检查移民控制。填料也取决于填料,因此有必要在装甲施工期间加强填料控制,包括填料速度,混合比,石膏量等,并在合理范围内控制以防止填料,基坑变形,另外,内外因素主要影响土壤沉积。对于地质条件,进行土壤特性,土壤厚度和地下水变化的实际研究和评估,因此可以有效地限定上述条件以防止组合物变形。

3.3防水工程质量控制

首先,合理地提高混凝土的标号和抗渗等级,选用合适的外加剂,改善混凝土本身的不密实性,补偿混凝土因徐变等原因产生的收缩,以增加其抗裂性和抗渗性。其次,加强盾构施工过程中的盾尾注浆工作。壁后注浆实施的好与坏,直接影响到隧道的施工质量,这已被工程实际所证实。尽管它主要用来控制地面沉降,但客观上是隧道防水的第一道防水防线。且注浆量不足也会引起隧道后期产生较大沉降变形而漏水。再次,严控掘进过程控制不当所引起的漏水情况。通常掘进过程影响的漏水情况如下:1)盾构与管片的姿态不好,影响到管片的拼装质量,造成管片间错位,相邻管片止水带不能正常吻合压紧,从而引起漏水。2)掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水。3)在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。同时,对防水材料进行严格的质量控制检查,及时核实成品管片的防水材料的施工质量,确保所有不符合施工现场质量标准的防水材料进场。通过以上四个方面进行质量控制,以确保整个地铁隧道的防水能力,提高地铁隧道的整体质量。

结语

地铁盾构法隧道施工具有悠久的历史来源,通过多年的探索与实践已经逐渐形成了完整的盾构法隧道施工技术要则,在当前的地铁交通运输业得到了广泛的运用。要严格控制好地铁盾构法隧道施工工程的质量,逐渐掌握好地铁盾构法隧道施工的工程技术,为今后盾构法隧道施工质量、施工安全提供有力的保证。

参考文献

[1]刘伟,邹蕾.地铁盾构隧道施工的质量控制分析[J].四川水泥,2018(09):271.

[2]叶小.地铁盾构隧道施工技术现状[J].四川水泥,2018(05):146.

[3]邓国忠.地铁盾构隧道施工的质量控制分析[J].工程技术研究,2018(02):164-165.

论文作者:周保江

论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期

论文发表时间:2019/7/4

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