盾構(gòu)機泥巖地層管片上浮控制技術(shù)研究

黃益盤

摘 要：隨著時代的進步，我國經(jīng)濟社會正在不斷的進步，人民群眾的生活水平也在不斷的提高，作為我國經(jīng)濟建設(shè)和民生建設(shè)的重要支撐，城市交通建設(shè)近年來也取得了相當(dāng)大的建設(shè)成果，而且隨著城市交通需求的不斷增長，我國越來越重視城市地鐵建設(shè)，相應(yīng)的建設(shè)技術(shù)也在不斷的完善。目前在我國城市地鐵建設(shè)中普遍使用盾構(gòu)法進行施工，為了有效的確保盾構(gòu)法施工的質(zhì)量和效率，就必須要對盾構(gòu)機泥巖地層管片上浮進行有效的控制。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工法;管片上浮;原因分析;控制技術(shù)

盾構(gòu)施工法對于地面的影響相對較小，而且在施工的過程中具有極大的安全性，相應(yīng)的施工質(zhì)量和效率也較高，因此近年來盾構(gòu)施工法在為我國城市地下交通建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)的施工技術(shù)也在不斷的完善，已經(jīng)逐漸成為了我國地下交通建設(shè)的重要技術(shù)之一。在盾構(gòu)施工法中，管片上浮控制非常重要，關(guān)系著整個地下工程施工的質(zhì)量，關(guān)乎著人民群眾的生命財產(chǎn)安全。本文分析了在盾構(gòu)施工法中管片上浮的原因，并且根據(jù)其原因提出了管片上浮控制的相關(guān)措施，希望可以為我國的地下工程施工提供一定的幫助。

1管片上浮的危害

近年來，我國經(jīng)濟社會取得了相當(dāng)大的進步，城市化建設(shè)的進程也在不斷的推進，越來越多城市將盾構(gòu)施工法用于地下工程建設(shè)，這是因為盾構(gòu)施工法的施工效率較高，并且具有較高的安全性能，較其他的施工方法來說更環(huán)保。但是在進行盾構(gòu)施工時，必須要嚴(yán)格的控制好管片安裝的質(zhì)量，如果管片安裝的質(zhì)量較差，管片在脫出尾盾之后，容易受到各種因素影響，使管片出現(xiàn)上浮的情況。一般來說，在地下工程中管片高度應(yīng)該與水平高度之間的偏差在100mm左右，才能夠有效的確保成型隧道的質(zhì)量。如果管片出現(xiàn)上浮，就會影響管片成型的質(zhì)量，也就是出現(xiàn)管片錯臺現(xiàn)象，一旦管片錯臺大于15mm，管片螺栓的鏈接處就可能會出現(xiàn)較大的破損，還會對成型隧道管片止水膠帶的效能產(chǎn)生極為不利的影響，進而出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。另外，管片上浮之后，就會使管片的姿態(tài)超出設(shè)計限制，使成型隧道不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，也會影響成型隧道的施工質(zhì)量。因此說，在城市地鐵或是地下工程施工中，必須要嚴(yán)格的控制好盾構(gòu)施工法中的管片安裝質(zhì)量，進而保障地下工程施工的質(zhì)量。

2管片上浮的原因

2.1管片與圍巖之間存在一定的縫隙

在運用盾構(gòu)施工法進行地下工程建設(shè)中，管片在安裝完成后，其外緣的直徑與圍巖之間存在著一定的縫隙，這是因為使用盾構(gòu)機對圍巖進行切割后，就會不可避免的形成一定的差異。在這種情況下，管片從盾尾中脫出之后，其外緣就不能與與成型隧道的圍巖完全的貼合上，中間存在著環(huán)向型的空隙，如果施工人員沒有將中間的縫隙及時填充，管片就會沿著縫隙上浮，進而影響工程施工的質(zhì)量。

2.2盾構(gòu)機掘進超挖的影響

盾構(gòu)機在對圍巖進行切割時，盾構(gòu)機切割盤的軸線與管片外緣之間不可避免的會出現(xiàn)一定的偏差，所以盾構(gòu)機在前進的過程中需要不斷的進行相應(yīng)的調(diào)整，所以盾構(gòu)機在前進的過程中并不是一個直線型的運動軌跡，因此管片外緣直徑與圍巖之間就會存在著不均勻的縫隙，為管片上浮提供了充足的上浮空間。而且盾構(gòu)機在強度較高的地質(zhì)中掘進時，可能會出現(xiàn)一定的抬頭現(xiàn)象，也為成型隧道管片的上升提供了較大的上升空間。

2.3地質(zhì)強度和線路坡度的影響

當(dāng)盾構(gòu)機在一些硬度較軟的地質(zhì)中掘進時，由于圍巖的硬度較軟，就會增加塑性變形的力度，而且圍巖的穩(wěn)定能力也較差，當(dāng)管片脫出盾尾之后，由于圍巖的強度較軟，就會出現(xiàn)一定的變形現(xiàn)象，拱頂圍巖與管片之間存在的縫隙就會相應(yīng)的縮小，雖然有利于對管片上浮進行一定的控制，但是由于處于泥質(zhì)粉砂層，其自身的穩(wěn)定性較高，并不能夠有效的縮小圍巖與管片之間的縫隙空間，如果相關(guān)的施工人員不對其進行有效的約束，就會為管片上浮提供較大的運動空間。而且在這種地形中進行施工時，如果圍巖內(nèi)的裂縫較多，就可能會造成地下水滲漏，進而為管片上浮提供一定的浮力。

2.4漿液的影響

由于使用盾構(gòu)機施工之后，管片外緣直徑與圍巖之間存在著一定的縫隙，這時候施工人員就需要使用水泥砂漿對這些縫隙進行填充，如果水泥砂漿填充的密實度較差，就不能夠有效的避免管片上浮，進而影響成型隧道施工的質(zhì)量。

3如何在盾構(gòu)施工中有效的控制管片上??？

3.1優(yōu)化注漿過程和手段

一般來說，在采用盾構(gòu)機施工的地下工程中，相應(yīng)的施工人員都會在管片外緣與圍巖之間縫隙中進行注漿填充，所以說管片上浮的實際原因就是填充的水泥砂漿還沒有提供相應(yīng)的強度，管片便出現(xiàn)了上浮現(xiàn)象。所以說，可以從這方面入手有效的避免管片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，可以在盾構(gòu)機進行掘進的過程中，及時的對管片外緣直徑與圍巖之間的縫隙進行填充，這樣能夠有效的減少注漿產(chǎn)生強度與管片上浮之間存在的時間差異，使填充的水泥砂漿盡早產(chǎn)生強度，使管片與隧道圍巖形成一個緊密貼合的整體，有效的避免管片出現(xiàn)上浮。

3.2優(yōu)化盾構(gòu)機前進的姿態(tài)

為了有效的避免管片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，還需要對盾構(gòu)機的前進姿態(tài)進行相應(yīng)的優(yōu)化，盡量縮小盾構(gòu)機前進過程中蛇形運動的幅度，根據(jù)相應(yīng)的施工規(guī)范，盾構(gòu)機在掘進的過程中必須要嚴(yán)格的控制好軌道軸線與切割盤之間的距離，重點需要控制好坡度較大的區(qū)域，根據(jù)掘進地形之間的差異對盾構(gòu)機的千斤頂油壓進行相應(yīng)的調(diào)整，但是還需要避免千斤頂?shù)挠蛪禾螅苊庥绊懝芷饩壙p隙的距離。

3.3優(yōu)化盾構(gòu)機掘進的速度

在盾構(gòu)機前進的過程中，還要嚴(yán)格的控制好盾構(gòu)機前進的速度，一般應(yīng)該將盾構(gòu)機緩慢的推進，推進的速度不應(yīng)該大于每分鐘4厘米，這樣當(dāng)管片脫出盾尾之后，注漿量就會與相應(yīng)的縫隙產(chǎn)生一定的平衡，進而有效的避免地下水對水泥砂漿強度造成不利的影響。

3.4優(yōu)化管片上浮的處理技術(shù)

一般來說，當(dāng)管片出現(xiàn)上浮，施工人員需要在隧道底部進行相應(yīng)的泄壓措施，及時的對管片底部的水泥漿液進行相應(yīng)的釋放，根據(jù)實踐經(jīng)驗，這種處理方法的效果較差，而且會對成型隧道造成一定的污染。所以說，當(dāng)出現(xiàn)管片上浮之后，需要立即將盾構(gòu)機停止運行，并且對上浮的管片再次灌注水泥砂漿，最好選擇瞬凝雙液漿進行灌注，并且從拱頂向兩腰依次的進行灌注，最后將其進行壓實，有效的避免管片再次出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

結(jié)束語：綜上所述，管片上浮的原因有很多，在運用盾構(gòu)施工法進行地下工程建設(shè)時，施工人員需要根據(jù)不同的地形因素進行相應(yīng)的調(diào)整，并且及時的采取相應(yīng)的科學(xué)措施，有效的確保地下工程建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]郭李剛. 全斷面泥巖地層盾構(gòu)施工管片上浮控制研究[J]. 鐵道建筑技術(shù)， 2017（7）：75-77.

[2]牛廣軍[1]. 對盾構(gòu)機硬巖掘進管片上浮問題及解決方法的探討[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）， 2018， 267（21）：67-68.

[3]舒瑤， 周順華， 季昌，等. 多變復(fù)合地層盾構(gòu)隧道施工期管片上浮實測數(shù)據(jù)分析與量值預(yù)測[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報， 2017（S1）：3464-3474.

（浙江省建投交通基礎(chǔ)建設(shè)集團有限公司，浙江 杭州 310000）