城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工技術(shù)特點(diǎn)分析與應(yīng)用

衛(wèi)澤亮

摘要：盾構(gòu)法在城市軌道交通建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，不同地區(qū)地質(zhì)水文條件下地下交通建設(shè)極大地促進(jìn)了我國盾構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐。本文對(duì)城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工技術(shù)特點(diǎn)分析與應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道;交通隧道;盾構(gòu)施工

引言

盾構(gòu)施工技術(shù)在鐵路運(yùn)輸隧道施工中得到廣泛應(yīng)用，確保了工程在所有施工過程中的順利進(jìn)行，促進(jìn)了城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展。為此，需要嚴(yán)格控制鐵路交通施工中的盾構(gòu)施工質(zhì)量，提高所有施工技術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性，并減少施工力量，這對(duì)執(zhí)行單位十分重要。

1盾構(gòu)施工技術(shù)

盾構(gòu)施工技術(shù)是一種快速安全的掘進(jìn)技術(shù)，根據(jù)城市軌道交通工程的地層特征，將盾構(gòu)施工技術(shù)分為基于砂礫層的軌道交通施工、基于巖層的軌道交通施工、基于巖層改造和低土層改造的軌道交通施工、建設(shè)各區(qū)域的自然環(huán)境和地質(zhì)條件各不相同，建造防護(hù)墻也是如此。對(duì)于盾構(gòu)施工來說，最重要的是盾構(gòu)的性能能否滿足施工要求我們目前使用的主要施工方法是隱蔽開挖法、采礦法、盾構(gòu)法和多次復(fù)蓋法，關(guān)鍵在于選擇適當(dāng)?shù)亩軜?gòu)類型，以確保工程順利進(jìn)行。盾構(gòu)結(jié)構(gòu)前機(jī)構(gòu)的形狀決定隧道工程盾構(gòu)的類型。根據(jù)地層條件和施工方法，我們將隧道盾構(gòu)分為硬隧穿和軟隧穿，視開挖面封閉程度而定，可分為開、半開和閉層，以便在盾構(gòu)結(jié)構(gòu)前進(jìn)行機(jī)器施工。因此，在選擇盾構(gòu)結(jié)構(gòu)類型時(shí)要非常謹(jǐn)慎，直接影響整個(gè)隧道工程的順利施工。在這方面，我們需要注意以下三種保護(hù)技術(shù)：（1）支持。為保護(hù)護(hù)盾結(jié)構(gòu)前體和土層所選擇的技術(shù)，確保土層不會(huì)流失，保證土層整體穩(wěn)定，防止倒塌，避免工程事故的發(fā)生，因此需要配套技術(shù)。（2）挖掘。因此，在防護(hù)板正面的有限空間內(nèi)，挖掘技術(shù)的選擇十分重要，主要是從土層中提取土壤，形成一定的空間，并在空間中建造隧道。（3）免責(zé)聲明。只有選擇適當(dāng)?shù)那宄夹g(shù)，才能確保下一階段的地面挖掘工作得到更好的恢復(fù)上述三種技術(shù)的合理應(yīng)用要求有關(guān)施工技術(shù)人員充分了解施工區(qū)內(nèi)的整個(gè)防護(hù)墻結(jié)構(gòu)，并能夠在了解防護(hù)墻切割體的性能和特點(diǎn)后選擇合理的施工方法。

2盾構(gòu)施工要點(diǎn)

2.1采取合理施工技術(shù)

為了在盾構(gòu)法實(shí)施過程中取得理想的施工效果，同時(shí)確保施工質(zhì)量和安全，進(jìn)行盾構(gòu)施工、選擇盾構(gòu)機(jī)時(shí)必須要關(guān)注以下性能：一是支護(hù)的穩(wěn)定性。采用合理技術(shù)對(duì)地層及盾構(gòu)正面土體進(jìn)行支護(hù)，可以在保證結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定的同時(shí)，能夠保證土體不出現(xiàn)流失現(xiàn)象。二是挖土掘進(jìn)性能。在盾構(gòu)正面有限空間內(nèi)采用合理技術(shù)進(jìn)行挖土，在促進(jìn)順利掘進(jìn)的同時(shí)，有利于節(jié)省施工空間。三是排土運(yùn)輸性能。在盾構(gòu)機(jī)后采用科學(xué)合理技術(shù)進(jìn)行土艙罐裝、排土，能實(shí)現(xiàn)土體的高效收集、快速運(yùn)輸，避免土體大量堆積，影響后續(xù)工序的順利推進(jìn)。

2.2關(guān)注盾構(gòu)設(shè)備靈敏度

實(shí)際使用盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)行隧道施工時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注盾構(gòu)設(shè)備靈敏度。當(dāng)前，采用盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)行軌道交通工程隧道施工項(xiàng)目建設(shè)，需要根據(jù)盾構(gòu)管片和盾尾之間存在的空間比例，確定盾構(gòu)頭部活動(dòng)的靈活性。盾構(gòu)機(jī)在地下巖土層中使用時(shí)，正面部分被土層包裹而僅有少許的活動(dòng)空間。相對(duì)而言，盾構(gòu)機(jī)尾部的活動(dòng)空間較大，因此進(jìn)行盾構(gòu)技術(shù)施工時(shí)，需要根據(jù)盾構(gòu)機(jī)尾部的空間范圍進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)角和航向的調(diào)整，以滿足使用需求。同時(shí)，設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)尾部長度時(shí)需要考慮可調(diào)整性，以便施工操作人員根據(jù)地下空間的大小，調(diào)整盾構(gòu)機(jī)尾部的長度，實(shí)現(xiàn)對(duì)靈敏度的調(diào)整。

3盾構(gòu)機(jī)使用管理

做好盾構(gòu)機(jī)油壓驅(qū)動(dòng)裝置定期檢查，盾構(gòu)機(jī)油壓驅(qū)動(dòng)裝置是盾構(gòu)機(jī)的主要?jiǎng)恿碓矗谑褂眠^程中需要做好定期檢查工作。液壓油要每隔一到兩個(gè)月要采集一次，經(jīng)權(quán)威的檢測機(jī)構(gòu)對(duì)液壓油的質(zhì)量進(jìn)行檢測，必要時(shí)更換液壓油。部分型號(hào)的盾構(gòu)機(jī)中，主油箱的進(jìn)出油口都配有過濾網(wǎng)，用于過濾液壓油中的雜質(zhì)，并且有壓力表和壓力傳感器顯示過濾網(wǎng)的工作狀況，每個(gè)班組都要對(duì)過濾網(wǎng)的情況進(jìn)行檢查。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，更換液壓系統(tǒng)的過濾網(wǎng)。只有保持盾構(gòu)機(jī)油壓驅(qū)動(dòng)裝置的清潔度和額定的壓力，才能確保盾構(gòu)機(jī)始終處于良好的工作狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效施工。

4盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)

4.1江底常壓換刀

中國幅員遼闊，水系遼闊，沿海城市、湖泊城市軌道交通建設(shè)、高水壓力下跨江盾構(gòu)隧道等復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，工具磨損不可避免常規(guī)手段選擇在壓力倉庫檢查和更換工具，但其操作風(fēng)險(xiǎn)很高，耗時(shí)很長，甚至危及技術(shù)人員的生命和健康，特別是在河底。它能夠控制和降低工具的積載風(fēng)險(xiǎn)，確保驗(yàn)證和更換過程中的安全，減少停機(jī)時(shí)間，提高工具更換效率。{ 1 }恒壓變化工具的工作流程如下：{ 2 }①工具板轉(zhuǎn)動(dòng)到位;②安裝桿-導(dǎo)向和閥門啟閉油缸;③安裝沖洗水管;④拆下緊固螺栓退出工具;⑤沖洗刀腔并關(guān)閉門;⑥更換工具。

4.2盾構(gòu)施工沉降控制———克泥效的應(yīng)用

城市軌道交通的建設(shè)不可避免地要經(jīng)過密集建筑、高速鐵路、橋梁等重要建筑（結(jié)構(gòu)）。，特別是在當(dāng)前加快城市建設(shè)趨勢的背景下，城市地鐵建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn)，地鐵隧道與現(xiàn)有建筑（結(jié)構(gòu)）的狹窄斜交等問題正在對(duì)施工倉庫和結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成挑戰(zhàn)。盾構(gòu)結(jié)構(gòu)在地下開挖過程中造成土層擾動(dòng)和變形，同時(shí)在護(hù)盾后部注入面糊，并在護(hù)盾外殼和管板之間填充年表空間，可改善土層沉積。但是，防護(hù)板的外徑一般大于防護(hù)板外殼的外徑，在防護(hù)板防護(hù)板領(lǐng)域形成的開挖輪廓與防護(hù)板本體之間存在著年表空間，防護(hù)板尾部同步注入不能抑制防護(hù)板本體周圍的地面變形如果新隧道穿過電纜或嚴(yán)重危險(xiǎn)的源頭，則沉積要求很高，必須采取有針對(duì)性的措施，以確保施工安全，否則會(huì)增加地表變形。

5襯砌拼裝完成后沉降分析

為了清楚地了解車輛移動(dòng)載荷在涂料裝配后同步元件的流動(dòng)和運(yùn)行階段對(duì)土層變形的影響，初始階段應(yīng)是上述階段完成后的運(yùn)行狀態(tài)，車輛移動(dòng)載荷應(yīng)添加到涂料結(jié)構(gòu)中車輛的標(biāo)準(zhǔn)載荷值是根據(jù)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范定義的，每條道路的載荷為10.6 kn/m，該元素中的主要載荷是厚度為0.5m、寬度為12.8m的軌道板。bec元素載荷的增加，包括支承、管道元素、整個(gè)管道，最終應(yīng)相當(dāng)于環(huán)上半部的載荷6kN/m，環(huán)下半部的載荷16kN/m。此時(shí)不考慮防護(hù)板推進(jìn)的相對(duì)影響，因此只需分析部件和車輛載荷恒定造成的土層沉降。通過分析，施工荷載造成的土層沉降與護(hù)盾推進(jìn)造成的土層沉降不同。本隧道工程上方土層沉降計(jì)算值為8.0毫米防護(hù)板推進(jìn)過程中產(chǎn)生的土層沉降應(yīng)在防護(hù)板推進(jìn)完成后加入沉降，以得出隧道作業(yè)過程中土層的累積沉降;及根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，護(hù)盾推進(jìn)端與裝飾件裝配端的截面沉降累積變化為0.6mm，實(shí)際沉降量大于理論分析結(jié)果，主要原因是裝飾件裝配后的沉降理論分析不正確。

結(jié)束語

盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展需要先進(jìn)的理念作指引，在后續(xù)的研究中，應(yīng)該圍繞盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)，開展特定型號(hào)盾構(gòu)機(jī)在特定區(qū)域地質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)用研究，進(jìn)一步拓寬盾構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用范圍，以促進(jìn)城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的整體提升。

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