地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施论文_谷风硕1,王克2,房春霞3

地铁隧道盾构法施工质量控制重点及措施论文_谷风硕1,王克2,房春霞3

1青岛市建筑材料研究所有限公司 山东省青岛市 266044;

2青岛市地铁八号线工程有限公司 山东省青岛市 266021;

3青岛市建筑材料研究所有限公司 山东省青岛市 266044

摘要:如今国内地铁隧道工程已经进入到了快速发展阶段,盾构法具有自动化水平高、施工领域广、造价低、工期短的特征,因此在地铁隧道施工中得到了非常广泛的应用。作业人员必须掌握并熟悉隧道施工质量控制的具体方法与控制重点,这对提高隧道安全性具有重要的意义。

关键词:地铁隧道;盾构法;质量控制

盾构施工是近些年在国内非常流行的施工方法,盾构法相较于传统施工法而言,有着工人劳动强度低、自动化水平高、施工过程安全等特征,所以得到了众多施工单位的热烈欢迎。在多年的实践中,盾构法渐渐得到了几乎所有施工单位的认同。不过虽然盾构法有着众多的优点,但也有许多缺点人们不能忽视。如管片破损与错台问题都是需要引起施工单位的重视。加强盾构法研究探索风险控制技术,既能够提高工程质量,同时也可以减少施工成本保障工程安全。

1.工程概况

青岛地铁8号线,青岛胶东国际机场轨道交通结建工程项目位于胶州市东北11公里处,大沽河西岸、周王村附近。主要包括地铁8号线和市域快线机场范围内的预埋车站和区间工程。地铁8号线预埋工程起自胶东国际机场北侧用地界外盾构井,终至胶东机场南侧用地界外盾构井,市域快线预埋工程北起规划胶东机场站,南至机场南垂滑道南侧机场办公区绿地,分南北两侧段。

北侧盾构区间设计里程右CK2+835~右CK5+900,右线全长3065m。在2+835处设1#区间风井兼盾构井,右CK4+500处设2#区间风井。北侧区间起点北侧远期站胶州北站为地下站。起点盾构井施工期间为盾构始发井,远期作为盾构接收井使用。地铁8号线南侧盾构区间及市域快线两部分,地铁8号线南侧盾构区间设计里程CK6+915~CK10+560,右线全长3645m。在CK8+486处设区间风井(兼盾构井)。4#区间风井为两侧盾构区间的始发井,区间起点和终点的盾构井为接收井。市域快线盾构区间起止里程右CK0+500~右CK1+600,右线全长1100m。

2.地铁隧道盾构法施工原理

盾构法主要是法国工程师所发明的一种隧道施工方法,这种施工方法至今已经使用了超过100 多年的,发展速度极为迅速,遍布全球各个国家的地铁隧道工程建设中。

地铁素隧道采用盾构法进行施工,其主要目的就是为了能够在盾构的保护之下安全顺利进行地层开挖以及成衬砌支护工程等。盾构法的构造较为复杂,其主体结构较多,盾构法在实际进行施工的过程中,主要是通过安装和拆卸、地层开挖和推进、衬砌支护拼装以及防水等几个方面的施工工序。

在使用盾构法进行实际施工的过程中,必须要依据地铁的规划来进行设计,也就是首先在隧道内部的一端利用明挖法来建造起基坑,之后在该基坑的内部安装上盾构机,当盾构机完全安装完毕滞洪,必须要在其内部先开挖一条能够容纳装配式衬砌的土体,该土体通常情况下为1.5 米,之后,再安装盾构反力架等设备,使得盾构架能够形成一个稳定的外部支撑,然后在盾构架的盾壳保护之下,使用千斤顶等设备来把切口环向前,嵌入到土层之中去,在盾构架的掩护之下进行地层的开挖工作以及衬砌装配等,当衬砌环上的千斤顶利用自身的推力来帮助盾构架克服掘进过程中的土层阻力,通过这一方式,才能够使盾构架能够保持持续的前进速度。

3.盾构施工中常见的质量问题原因分析

3.1管片渗水的原因分析

(1)管片在生产过程中产生的质量问题,如果垫沟槽部位的混凝土密封不严实,将会产生水泡以及气泡等质量问题。完成管片的拼装连接之后,水将会绕过密封层,通过水泡或者气泡孔渗出之后,从而使得管片渗水。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)管片止水条引发的渗水现象,在生产管片过程中,管片一旦受到碰撞,将会使得止水条断裂或者脱落,从而导致密封垫层很难形成良好的闭水圈,从而引发管片渗水。(3)管片和盾构姿态不正确。管片的拼装质量受管片与盾构姿态的影响,如果管片与盾构姿态不正确,将会使得管片间错位,邻近的管片间也不能很好的压紧吻合,从而导致管片渗漏。

3.2 进出洞段隧道质量问题原因探析

引发进出洞段隧道质量问题的原因有以下几点:(1)负环管片问题。一般情况下使用老旧管片以及配筋效率低的管片来进行代替,因此使得盾构始发时容易产生异常现象,一旦该环节出现故障,将会影响到之前施工环节的管片,使其出现错台以及破损。(2)盾构机进洞环节产生的质量问题。在盾构机组合完成之后,这时候的人机磨合以及机械都没有在理想的状态,盾构机的相关参数还没有经过实践的检验,因此将会存在和实际地层不符合的现象。

4.加强地铁隧道盾构施工质量控制的措施

4.1设置正确的盾构参数,以确保始发掘进系统的稳定性

盾构机的正常运作需要平稳的环境,因此需要实时对相关作用力进行测算,确保作用力大小维持在合理的范围内,确保不超出参考系数。实践中具体的参数应由地质测量而来,唯有保持参数的稳定,才能确保盾构施工的进程与质量。应当以土质、埋深为主要依据,然后依据水土合算方法,计算出理论的土仓压力,与此同时制订出恰当的土仓压力,以设置土仓内平衡的压值。保证盾构机掘进过程的平稳,确保标准参数设计,防止意外发生,确保质量达标。

4.2盾构法施工中避免管片上浮的措施

在地铁施工过程中,常常遇到管片上浮的情况,这就要求施工人员必须深入了解施工现场的地质条件,更加精准的利用相关数据参数来吧工作做好,以数据为参考做好现场实际操作,并以此为盾构施工的基本依据,这也要求相关施工人员素质和技术应该更高。对于地铁隧道的掘进施工,首先必须要对其施工方法、速度及推力做到精确控制,其次还要加强盾构机的操作控制,对千斤的形成差进行调整和优化,从而使千斤顶的作用得以充分发挥,避免超出等问题的出现,最后结合测量得出的最终结果,对盾构机的相关参数等进行进一步优化和调整,这样不仅能对施工进程和质量能够保证,而且还能使设备寿命得到延长。

4.3盾构法施工中控制地面沉降的措施

要控制好注浆时间、注浆量、注浆压力等参数,尤其是要严格的按照试验段采集的参数对浆液的配合比进行控制,使注浆效果得以确保。在实际施工中为了防止地表发生剧烈沉降的情况,可以采用同步注浆和二次注浆相结合的方法;其次,正面均衡、稳定的土仓压力可以使切削的掌子面保持良好的支撑,也可以有效地避免土体发生坍塌。

5.总结

盾构法是一项综合性技术,包括盾构安全技术、地下防水技术、隧道测量技术以及盾构机械技术。在多年的实践和摸索过程中,盾构法已经形成了十分成熟的体系,在地铁施工中得到了非常广泛的应用。盾构法施工在原有基础上实现了不断发展,国内盾构技术获取了十分喜人的成绩。在盾构技术越加成熟的同时,也会对施工人员的专业化水平提出更多的要求,作业人员必须不断实践和学习,掌握相关技术,加强盾构法质量控制研究,为安全施工、质量施工提供保障。

参考文献

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论文作者:谷风硕1,王克2,房春霞3

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期

论文发表时间:2018/12/13

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