泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工關(guān)鍵技術(shù)研究分析

常 勇

中鐵十四局集團(tuán)大盾構(gòu)工程有限公司，江蘇南京 210000

1 泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中的要點(diǎn)分析

1.1 注重線路的有效設(shè)置

在城市地下通道工程建設(shè)中，為了落實(shí)好泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工作業(yè)，發(fā)揮出其施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，則需要注重施工中隧道線路的有效設(shè)置。具體表現(xiàn)為：（1） 結(jié)合工程的實(shí)際情況及隧道線路的功能特性，落實(shí)好其線路有效設(shè)置分析工作，從而為隧道線路實(shí)際作用發(fā)揮提供保障；（2） 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的支持下，通過對(duì)計(jì)算機(jī)三維空間中動(dòng)態(tài)模擬分析法的合理使用，實(shí)現(xiàn)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中隧道線路布置的科學(xué)分析，促使最終得到的線路布置方案更具科學(xué)性；（3） 泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中對(duì)隧道縱斷面進(jìn)行布置時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員能夠設(shè)置好隧道縱坡的坡度、盾構(gòu)始發(fā)段的最小覆土厚度、正常掘進(jìn)段厚土等，并在計(jì)算機(jī)三維空間中繪制出隧道縱斷面布置圖，從而為泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工作業(yè)開展提供科學(xué)指導(dǎo)。

1.2 加強(qiáng)施工區(qū)域的地質(zhì)狀況分析

在泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中，因盾構(gòu)隧道穿越地層可能包含著砂質(zhì)粉土夾粉砂、淤泥質(zhì)黏土層等，使得項(xiàng)目施工難度加大，影響著施工進(jìn)度及施工效率。因此，需要在專業(yè)的設(shè)備、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及理論知識(shí)等要素支持下，加強(qiáng)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工區(qū)域的地質(zhì)狀況分析，以便為工程后期施工作業(yè)開展提供支持，進(jìn)而降低工程施工風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 施工中的重難點(diǎn)

（1） 盾構(gòu)始發(fā)。在不同類型土質(zhì)、地下水位等要素的影響下，使得泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中的始發(fā)端頭地層施工風(fēng)險(xiǎn)加大，影響盾構(gòu)設(shè)備性能可靠性的同時(shí)可能會(huì)引發(fā)工程施工安全及質(zhì)量問題。因此，在泥水盾構(gòu)施工中需要加強(qiáng)其始發(fā)安全狀況分析，避免給后期施工計(jì)劃實(shí)施埋下安全隱患。

（2） 盾構(gòu)隧道下穿路橋。在泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中，若其需要下穿路橋，則會(huì)受到路橋段復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，可能會(huì)引發(fā)地面沉降問題，影響路橋交通安全的同時(shí)會(huì)加大泥水盾構(gòu)施工中的問題發(fā)生率。因此，需要加強(qiáng)盾構(gòu)隧道下穿路橋中的控制分析，避免給路橋交安全帶來(lái)潛在威脅。

（3） 泥水處理系統(tǒng)的有效選型及凈化處理。在落實(shí)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工作業(yè)的過程中，受到細(xì)顆粒土體的影響，會(huì)降低分離設(shè)備中旋流器與振動(dòng)篩的性能，致使工程施工中難以實(shí)現(xiàn)旋流分離。針對(duì)這種情況，需要在工程施工中注重泥漿處理系統(tǒng)的有效選型，且在性能可靠的泥水分離設(shè)備支持下，實(shí)現(xiàn)泥漿的凈化處理。

2 泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工始發(fā)技術(shù)

2.1 確定端頭加固設(shè)計(jì)方案

在泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工過程中，受到粉砂土、淤泥黏土等不同土質(zhì)的影響，會(huì)降低工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且在地下水滲漏問題的作用下，會(huì)導(dǎo)致地面塌陷現(xiàn)象出現(xiàn)。針對(duì)這種情況，為了提高泥水盾構(gòu)施工質(zhì)量，確保施工區(qū)域的交通安全，則需要做好盾構(gòu)施工始發(fā)處理工作，確定其端頭加固設(shè)計(jì)方案。該方案形成中應(yīng)做到：（1） 為了降低泥水盾構(gòu)施工中塌陷事故出現(xiàn)的概率，需要確定最佳的端頭加固范圍，滿足盾構(gòu)穿越淺覆透水層的施工要求；（2） 選擇有效的施工工藝。在隧道盾構(gòu)施工中，需要在施工區(qū)域地質(zhì)勘查作業(yè)的基礎(chǔ)上，從施工場(chǎng)地、環(huán)境狀況、施工成本經(jīng)濟(jì)性等方面入手，加強(qiáng)三重高壓旋噴樁加固施工工藝使用，使得項(xiàng)目施工中的安全問題發(fā)生率得以下降，完善工程施工中的端頭加固設(shè)計(jì)方案；（3） 注重加固效果檢測(cè)與評(píng)估。實(shí)踐中應(yīng)通過對(duì)加固功能的深入分析，確保盾構(gòu)刀盤作用下的切削作業(yè)得以順利進(jìn)行。

在此期間，為了增強(qiáng)端頭加工設(shè)計(jì)方案適用性，則需要對(duì)該方案作用下的端頭加固體強(qiáng)度、抗?jié)B系數(shù)等實(shí)踐作用效果進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估，并在鉆孔取芯試驗(yàn)、水平探孔試驗(yàn)的配合作用下，確保端頭加固后能夠達(dá)到盾構(gòu)始發(fā)要求。某泥水盾構(gòu)施工中的鉆孔取芯試樣示意圖如圖1所示。

圖1 某泥水盾構(gòu)施工中的鉆孔取芯試樣示意圖

2.2 實(shí)踐中的洞門密封優(yōu)化改造分析

在提升泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工水平的過程中，需要在其始發(fā)技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)洞門密封優(yōu)化改造，確保其性能可靠性。具體表現(xiàn)為：（1） 加強(qiáng)鋼板焊接加工制作方式使用，得到所需的預(yù)埋洞門鋼環(huán)，且在錨固鋼筋的作用下，避免鋼環(huán)吊裝過程中出現(xiàn)變形問題，進(jìn)而通過對(duì)槽鋼的合理設(shè)置及焊接處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)板的有效加固；（2） 結(jié)合實(shí)際情況，確定洞門密封優(yōu)化改造方案，從而為相應(yīng)的改造工作開展提供科學(xué)指導(dǎo)，從而提高泥水盾構(gòu)施工質(zhì)量。

2.3 加強(qiáng)始發(fā)段掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化及注漿技術(shù)分析

在對(duì)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工始發(fā)段進(jìn)行分析時(shí)，需要了解其掘進(jìn)參數(shù)，落實(shí)好相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化分析工作。具體表現(xiàn)為：（1） 通過對(duì)始發(fā)段開挖面松弛狀況及滲水量的分析，確定盾構(gòu)施工中的泥水壓力；（2） 加大泥漿測(cè)試力度，實(shí)現(xiàn)泥水質(zhì)量控制；（3） 通過對(duì)掘進(jìn)中刀盤扭矩變化情況的分析，調(diào)整好推進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)參數(shù)的有效控制。在注漿技術(shù)使用中，應(yīng)做到：（1）在盾構(gòu)全部進(jìn)洞后，開始對(duì)管片和土體的間隙采用雙泵四管路（四注入點(diǎn)） 對(duì)稱、智能化同步注入水泥砂漿，并根據(jù)地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果，合理調(diào)整同步注漿量；（2） 洞門封堵注漿以雙液漿為主，洞門封堵二次注漿采用延長(zhǎng)洞門和洞門鋼環(huán)上預(yù)留的注漿孔進(jìn)行注漿，建立有效注漿壓力的同時(shí)降低盾構(gòu)施工作業(yè)完成后地面塌陷事故發(fā)生的概率。

3 泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工的路橋變形預(yù)測(cè)

為了避免泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工中引發(fā)路橋變形問題，則需要加強(qiáng)其施工中的路橋變形預(yù)測(cè)分析。具體表現(xiàn)為：（1）在有限元計(jì)算分析方法及理論的支持下，在計(jì)算機(jī)三維空間中實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工中的隧道與路橋關(guān)系的建立，并得出相應(yīng)的仿真模型，使得有限元模型支持下的路橋變形預(yù)測(cè)分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，進(jìn)而保持良好的盾構(gòu)施工狀況；（2） 通過對(duì)分段掘進(jìn)的增量法的合理使用，并考慮同步注漿壓力和盾構(gòu)掌子面壓力等因素，在計(jì)算機(jī)三維空間中實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)開挖過程模擬，并建立路橋?qū)嶓w模型，從而為盾構(gòu)施工中路橋變形預(yù)測(cè)分析工作落實(shí)提供參考信息；（3） 通過對(duì)路橋沉降情況、受力狀況的分析，對(duì)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工是否對(duì)路橋結(jié)構(gòu)造成損壞做出科學(xué)評(píng)價(jià)，從而提升盾構(gòu)施工技術(shù)水平。

4 泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工的泥水分類系統(tǒng)及適應(yīng)性改造

為了使泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工作業(yè)開展能夠達(dá)到預(yù)期效果，增強(qiáng)其施工中的泥水分離效果，則需要在其施工中加強(qiáng)泥水分離系統(tǒng)及適應(yīng)性改造分析。具體表現(xiàn)為：（1） 結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際工況及成本經(jīng)濟(jì)性，選用性能可靠的泥水處理系統(tǒng)，且將其一級(jí)旋流器處理顆粒粒徑及二級(jí)旋流器處理顆粒粒徑大小控制在合理的范圍內(nèi)，保持泥水分離系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中良好的功能特性；（2） 針對(duì)泥水篩分不充分和過流能力不足等工程實(shí)際問題，對(duì)泥水分離設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造。改造過程中應(yīng)從這些方面入手：在預(yù)分篩上層增加棒條，同時(shí)增加高壓水沖洗管路，確保泥水篩分有效性；（3） 把下層篩板改成豎向，安裝一定斜度的棒條，提高過流能力； （4） 延伸篩板的長(zhǎng)度，其運(yùn)動(dòng)面均設(shè)置為棒條，在棒條的下方設(shè)置回漿槽，從而增強(qiáng)旋流分離效果，提高渣土運(yùn)輸效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，實(shí)踐中若能加強(qiáng)泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工關(guān)鍵技術(shù)研究分析，提高這類施工技術(shù)的利用效率，則能為泥水盾構(gòu)施工質(zhì)量提供保障，實(shí)現(xiàn)對(duì)泥水分離系統(tǒng)的高效利用，并完善該系統(tǒng)的服務(wù)功能。因此，實(shí)踐中在進(jìn)行泥水盾構(gòu)穿越淺覆透水層施工時(shí)，施工企業(yè)及人員應(yīng)強(qiáng)化自身的責(zé)任意識(shí)，提升其所需施工關(guān)鍵技術(shù)的整體認(rèn)識(shí)水平，并將這類施工關(guān)鍵技術(shù)滲透于項(xiàng)目施工全過程中，增加工程施工中的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

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