探析軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)

王建輝

摘 要：現(xiàn)如今，我國(guó)已經(jīng)加大了關(guān)于軌道交通的資金投入比例，各大城市也紛紛開(kāi)始了新的城市規(guī)劃，面對(duì)現(xiàn)如今軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路線(xiàn)的現(xiàn)象的增多，對(duì)于該項(xiàng)施工技術(shù)的探析也越來(lái)越變得具有現(xiàn)實(shí)意義。結(jié)合實(shí)際情況，該文從四個(gè)方面，詳細(xì)探究了軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu) 穿越 鐵路 施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0084-02

軌道交通盾構(gòu)施工對(duì)既有鐵路產(chǎn)生的影響，主要就是探討因施工出現(xiàn)的位移問(wèn)題。在進(jìn)行實(shí)際施工過(guò)程中，會(huì)影響既有鐵路的地基，因此利用何種方式能夠避免該問(wèn)題的發(fā)生是具有現(xiàn)實(shí)意義的。在開(kāi)展該項(xiàng)工作之前，相關(guān)技術(shù)人員必須要對(duì)其進(jìn)行必要的風(fēng)險(xiǎn)分析。

1 風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)于盾構(gòu)穿越鐵路的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)分析，是一個(gè)十分必要的過(guò)程，依照以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，通過(guò)有限元模型，先對(duì)其進(jìn)行模擬，這樣做的目的在于給以后的風(fēng)險(xiǎn)分析工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，模型的具體規(guī)格，可以依照以前的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行全面斷定，然后對(duì)建設(shè)好的模型進(jìn)行全面，優(yōu)化處理，最后形成一個(gè)網(wǎng)格。對(duì)于土體挖掘之相關(guān)模擬過(guò)程，可以利用最先進(jìn)的軟件來(lái)進(jìn)行模擬工作，有相關(guān)文獻(xiàn)表明[1]，單元死掉的過(guò)程，正是剛度消失的過(guò)程，隨之時(shí)間的變化，剛度最終降為0。在進(jìn)行該項(xiàng)模擬工作的時(shí)候，可以利用時(shí)間效應(yīng)，來(lái)在根本上實(shí)現(xiàn)控制力的釋放。

2 鐵路地基的加固

在對(duì)鐵路進(jìn)行盾構(gòu)施工的過(guò)程中，會(huì)令地基出現(xiàn)一定程度的沉降現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是無(wú)法在根本上加以避免的。面對(duì)這一問(wèn)題，現(xiàn)如今的鐵路施工人員已經(jīng)找到了一定的解決措施，這些解決措施的應(yīng)用在一定程度上解決了地基沉降的問(wèn)題，進(jìn)而在根本上保證了施工的可靠性。鐵路施工人員在進(jìn)行實(shí)際工作的時(shí)候，除了要依照相關(guān)步驟來(lái)進(jìn)行以外，還要利用有效方式對(duì)地基進(jìn)行加固處理[2]：將地基沉降的程度控制在理想范圍內(nèi)，在根本上將土體的損失降到最低。利用有效方式進(jìn)行施工，能夠?qū)⒌鼗目紫侗煌耆畛洌嬲辰Y(jié)顆粒土，進(jìn)而令地基的強(qiáng)度增加。

在一般情況下，地基加固方式主要采用承壓板法，地基加層法或者止墻法來(lái)進(jìn)行具體工作。上述方式的選取原則，要依照工程的具體情況來(lái)進(jìn)行。從效果上來(lái)看，基礎(chǔ)換托法最為有效，但該方式的缺點(diǎn)是工程的規(guī)模龐大，耗費(fèi)資金多[3]。在大型工程中，對(duì)地基加固的方式一般選用承壓板法來(lái)進(jìn)行該項(xiàng)工作，但對(duì)于小型工程來(lái)講卻不適用。

3 關(guān)于掘進(jìn)參數(shù)的相關(guān)優(yōu)化

3.1 掘進(jìn)速度的選取

掘進(jìn)速度的選取原則是切削而非擠壓，如果壓強(qiáng)過(guò)大，會(huì)對(duì)倉(cāng)內(nèi)外環(huán)境造成過(guò)大反差，進(jìn)而加強(qiáng)了對(duì)地表的擾動(dòng)。對(duì)于沒(méi)有結(jié)構(gòu)物的時(shí)候，可以正常推進(jìn)，掘進(jìn)速度要控制在每分鐘20～30mm之間，如果在進(jìn)行實(shí)際工作中，盾構(gòu)發(fā)生的糾偏的現(xiàn)象，應(yīng)該適當(dāng)減緩掘進(jìn)速度。值得注意的是，對(duì)于不同地方的地質(zhì)情況，其掘進(jìn)速度的選取原則也不一樣。以為土壓的平衡度是和排土量相匹配的，因此，施工人員在進(jìn)行實(shí)際工作的時(shí)候，要盡量控制推行速度。

3.2 前倉(cāng)壓力

在進(jìn)行實(shí)際施工的時(shí)候，相關(guān)工作人員可以參照日本的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行具體工作。其方法為：在進(jìn)行盾構(gòu)推進(jìn)的過(guò)程中，在前端挖下來(lái)的土直接填充到刀腔中，通過(guò)調(diào)整排土壓力，令刀腔內(nèi)的圖和其口前土達(dá)到一個(gè)平衡的狀態(tài)。在根本上將挖掘面的穩(wěn)定性加以保持。由此可見(jiàn)，前倉(cāng)壓力的確定是一個(gè)非常重要的步驟。值得一提的是，土層本身有一定的復(fù)雜性存在，可能在進(jìn)行實(shí)際工作中會(huì)出現(xiàn)土壓力設(shè)定和計(jì)算結(jié)果有誤差的現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行實(shí)際掘進(jìn)的過(guò)程中，要將關(guān)于土壓力的設(shè)定值加以全面調(diào)整，在進(jìn)行實(shí)際施工的時(shí)候，要在根本上解決地面沉降的問(wèn)題，一旦發(fā)生沉降的現(xiàn)象，要及時(shí)將壓力值加以全面調(diào)整，在根本上將土壓平衡維持在理想范圍內(nèi)[4]。

3.3 嚴(yán)格控制出土量

排土情況在一定程度上影響了盾構(gòu)施工的開(kāi)挖面和正面土的壓力，因此，為了在根本上防治地表變形的情況出現(xiàn)，相關(guān)工作人員在進(jìn)行具體施工的時(shí)候，要控制好螺旋輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，該設(shè)備餓運(yùn)轉(zhuǎn)速度是依靠盾構(gòu)千斤頂?shù)耐七M(jìn)速度來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的。有國(guó)外文獻(xiàn)指出，在主動(dòng)與被動(dòng)的開(kāi)挖面穩(wěn)定區(qū)域中，其壓力差與排土量呈現(xiàn)出了正比關(guān)系，從理論上來(lái)講，工程的出土量應(yīng)控制在95%以?xún)?nèi)，這樣做的根本目的是為了減少后期沉降。

3.4 灌漿過(guò)程

在利用盾構(gòu)施工的過(guò)程中，進(jìn)行灌漿是一個(gè)非常重要的步驟，同時(shí)該步驟也是與其他工序相互銜接的重要銜接。灌漿方式主要是利用制漿設(shè)備，把漿液送到漿液箱中，后進(jìn)行灌注泵入。在進(jìn)行施工的過(guò)程中相關(guān)工作人員要依照當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)和運(yùn)輸?shù)木嚯x，適當(dāng)調(diào)整漿液的凝結(jié)時(shí)間與配比情況，為了能夠?qū){液完全灌注在縫隙之中，在進(jìn)行漿液輸送的時(shí)候要保證足夠的壓力。在一般情況下，其壓力的大小一般為0.1～0.2兆帕的和[5]。在進(jìn)行壓漿工作的時(shí)候，力道不能過(guò)大，進(jìn)而避免斷裂的情況出現(xiàn)，在進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)該依照土容重，h為隧道上覆土厚度。確定注漿壓力。關(guān)于壁后的灌漿時(shí)刻選取，要在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程時(shí)進(jìn)行灌注，在進(jìn)行實(shí)際工作的過(guò)程中，要本著完全填充尾隙的原則來(lái)進(jìn)行。

3.5 二次灌漿過(guò)程

利用管片中部的注漿孔進(jìn)行二次灌漿，以填充首次灌漿未被填滿(mǎn)部分，在根本上將進(jìn)行完盾構(gòu)機(jī)后的土體后期沉降現(xiàn)象，對(duì)灌漿材料，圍巖以及管片間隙部位產(chǎn)生的剝離空隙進(jìn)行全面填充，能夠?qū)⒃摻Y(jié)構(gòu)的防水效果增強(qiáng)。值得注意的是，灌漿孔位置的選取對(duì)灌漿的實(shí)際效果有著十分密切的聯(lián)系，因此在進(jìn)行實(shí)際工作的時(shí)候，不僅要考慮工程本身的施工問(wèn)題，還要將灌注方面的問(wèn)題進(jìn)行全面考慮。

3.6 糾偏工作

在進(jìn)行施工過(guò)程中，令地表出現(xiàn)沉陷的根本原因在于開(kāi)挖面引起的土體損失與地層的再固結(jié)，地層之所以出現(xiàn)損失，其原因在于糾偏的發(fā)生，盾構(gòu)的圖標(biāo)層在推進(jìn)的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一定的制作誤差，最終令盾構(gòu)發(fā)生變化，對(duì)于該項(xiàng)工作的進(jìn)行，通常利用上下兩組千斤頂來(lái)進(jìn)行詳細(xì)工作，在實(shí)際工作中要注意的是，兩個(gè)糾偏量不能過(guò)大，要將工作做到位，只有這樣才能達(dá)到施工的相關(guān)要求。

4 土體的改良

要想在根本上將土壓管理工作做好，就必須保證螺旋輸送機(jī)的順暢性。對(duì)于這項(xiàng)工作，首先要將已經(jīng)被切削下來(lái)的土加水和泥，或者各種化學(xué)試劑來(lái)強(qiáng)化土體本身的塑性以及流動(dòng)性。在根本上將螺旋輸送機(jī)的排土性調(diào)整到最佳。在進(jìn)行該項(xiàng)工作的過(guò)程中，可以使用加泥盾構(gòu)施工法進(jìn)行， 將具有一定濃度的泥漿混合在掘削下來(lái)的土沙之中，這種方式不但能夠?qū)⒛嗤恋牧鲃?dòng)性變高，同時(shí)還能夠?qū)⑸巴翆?duì)器件的磨損降到最低。依照當(dāng)?shù)厥┕さ刭|(zhì)條件，與盾構(gòu)的機(jī)性進(jìn)行全面結(jié)合。因此在進(jìn)行實(shí)際工作的時(shí)候，且土材料為粘土或者跟粉質(zhì)土的時(shí)候，可以在其中加入一定比例的泥漿，在根本上將螺旋輸送機(jī)的粘性加以全面改善。泥漿的主要是由水和一定比例的膨潤(rùn)土構(gòu)成，在一般情況下，泥漿的濃度應(yīng)該保持在5%～30%之間，且泥漿鏡過(guò)一段時(shí)間的浸泡之后才能夠使用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，通過(guò)對(duì)上文提到的幾個(gè)方面進(jìn)行深入性探討，在一定程度上彌補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白，希望能夠進(jìn)一步的對(duì)軌道交通盾構(gòu)穿越鐵路施工技術(shù)提供理論上的支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭紅遠(yuǎn)，顧振偉.大型盾構(gòu)機(jī)地下穿越滬杭鐵路施工技術(shù)[J].建筑施工，2006（10）：14-15.

[2] 劉英城.盾構(gòu)機(jī)穿越高速鐵路的施工[J].隧道建設(shè)，2006，26（增2）：47-48.

[3] 楊俊龍，孫連元，沈成明.盾構(gòu)機(jī)穿越地鐵隧道施工技術(shù)研究簡(jiǎn)介[J].現(xiàn)代隧術(shù)，2004（z2）：22-24.

[4] 葉耀東，琚娟，王如路，等.盾構(gòu)穿越運(yùn)營(yíng)地鐵隧道施工技術(shù)探討[J].施工技術(shù)，2005（12）：18-20.

[5] 彭波，陽(yáng)征源.盾構(gòu)隧道穿越鐵路群的施工應(yīng)用[J].茂名學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（4）：17-19.