地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件的盾構(gòu)施工技術(shù)分析

余梓

摘 要：隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化城市軌道建設(shè)速度不斷加快，全國(guó)各地興建了大量的地鐵工程，而地鐵施工需要面臨許多復(fù)雜的地層條件，這些復(fù)雜地質(zhì)條件給地鐵施工帶來(lái)了較大的難度。因此，必須結(jié)合實(shí)際施工情況合理應(yīng)用盾構(gòu)施工技術(shù)，科學(xué)、合理地控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工參數(shù)，按照相應(yīng)的技術(shù)流程來(lái)進(jìn)行操作，才能有效提升地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工質(zhì)量，確保地鐵隧道掘進(jìn)施工的安全性。本文主要針對(duì)地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，并提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：地鐵 復(fù)雜地質(zhì)條件 盾構(gòu)施工

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（a）-0036-02

近些年以來(lái)，我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，全國(guó)各大一二線城市紛紛建設(shè)地鐵工程，地鐵工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量逐漸增加，通過(guò)開發(fā)建設(shè)地鐵工程，能夠使城市的交通壓力得到有效降低，提高交通出行效率。但是地鐵施工與普通的建筑工程施工相比較而言，具有更大的難度，需要投入大量的資金、人力和物力。而且地鐵工程屬于地下工程，需要在地下環(huán)境中進(jìn)行施工操作，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件，如果沒(méi)有采用合適的施工技術(shù)，將會(huì)帶來(lái)許多安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持下，盾構(gòu)施工技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，并且在地鐵施工中得到廣泛應(yīng)用，能夠有效提升地鐵施工的整體質(zhì)量和安全性，解決施工中存在的問(wèn)題。因此，本文對(duì)地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入研究，以期能夠起到理論參考的作用。

1 工程概況

本文選擇武漢市地鐵交通七號(hào)線一期施工工程來(lái)展開研究，整個(gè)地鐵工程的總施工長(zhǎng)度達(dá)到30.9km。該地鐵工程的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，包含了多種不同的巖土類型，在局部巖土地區(qū)存在球狀風(fēng)化體以及微風(fēng)化花崗巖，這種巖層土體具有較高的抗壓強(qiáng)度，所以，給盾構(gòu)施工帶來(lái)了較高的難度，而且地鐵軌道作為電氣化鐵路，必須設(shè)置鐵路路基，導(dǎo)致地鐵施工的地質(zhì)條件更加復(fù)雜。

2 地鐵盾構(gòu)施工中面臨的風(fēng)險(xiǎn)和解決措施

2.1 自然風(fēng)險(xiǎn)

由于地鐵盾構(gòu)施工大多在地下環(huán)境中進(jìn)行施工操作，所以面臨著各種地質(zhì)災(zāi)害以及氣象災(zāi)害等自然風(fēng)險(xiǎn)，在施工中遇到不良地質(zhì)條件，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的幾率增大。但是在地下施工環(huán)境下，許多不良的地質(zhì)條件都能夠及時(shí)探測(cè)出來(lái)，并制定相關(guān)的處理措施，及時(shí)規(guī)避自然風(fēng)險(xiǎn)，防止自然風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)危害。

2.2 人為風(fēng)險(xiǎn)

人為風(fēng)險(xiǎn)也是影響地鐵盾構(gòu)施工的重要因素，其主要指的是地鐵盾構(gòu)施工的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)方案不合理，施工技術(shù)問(wèn)題、施工合同問(wèn)題、財(cái)務(wù)資金投入問(wèn)題、這些因素所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，所以，在施工之前，必須做好充足的準(zhǔn)備工作，及時(shí)預(yù)測(cè)這些人為風(fēng)險(xiǎn)，并制定相應(yīng)的解決措施。

2.3 盾構(gòu)選型風(fēng)險(xiǎn)

在選擇盾構(gòu)機(jī)的過(guò)程中，必須結(jié)合實(shí)際情況慎重選擇合用的盾構(gòu)機(jī)。首先，盾構(gòu)機(jī)主要利用刀盤道具來(lái)控制掌子面穩(wěn)定，所以必須結(jié)合地質(zhì)情況合理設(shè)計(jì)刀盤、配置刀具，刀盤和刀具容易磨損，需要提高刀盤刀具的強(qiáng)度，采用耐磨焊接技術(shù)來(lái)焊接刀盤面板，選擇刀具時(shí)可以選擇單刃滾刀、寬刃齒刀以及刮刀，而且要合理控制刀具之間的間距和高度。其次，盾尾密封容易出現(xiàn)失效風(fēng)險(xiǎn)，泥水泄露會(huì)帶來(lái)沉降問(wèn)題，所以必須采用密封性比較好的盾尾油脂，并且均勻涂抹在盾尾上，使其起到密封的作用。盾尾刷和管片也要選擇優(yōu)質(zhì)信號(hào)，避免盾尾在工作中出現(xiàn)擠壓破損的問(wèn)題。

3 地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工的組織管理工作

3.1 選擇合適的盾構(gòu)機(jī)和盾構(gòu)施工工藝

由于該地鐵工程的地下地質(zhì)條件非常復(fù)雜，為了提高地鐵工程的施工質(zhì)量，滿足地鐵施工的處理需求，最終決定選擇使用2臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)相互配合輔助施工。同時(shí)，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件，施工范圍比較廣泛，其中包含了許多復(fù)雜的程序，必須嚴(yán)格按照施工流程來(lái)進(jìn)行操作，才能提高地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量。在本次地鐵工程施工中，采用的施工工藝要求比較高，不僅需要控制地面沉降反應(yīng)，而且需要把沉降值控制在合適的范圍之內(nèi)，盾構(gòu)掘進(jìn)施工需要和洞內(nèi)輔助施工同步進(jìn)行。

3.2 施工前的準(zhǔn)備工作

在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行盾構(gòu)施工，會(huì)出現(xiàn)許多不必要的風(fēng)險(xiǎn)，所以必須做好施工前的準(zhǔn)備工作。首先需要對(duì)施工線路的地質(zhì)條件進(jìn)行仔細(xì)勘探，通過(guò)勘探鐵路路基，能夠了解地質(zhì)條件所發(fā)生的變化，針對(duì)具體的變化情況做出正確的決策，對(duì)于始發(fā)路段以及加固地段，更需要進(jìn)行仔細(xì)勘測(cè)，只有掌握充足的數(shù)據(jù)資料，才能為地鐵盾構(gòu)施工提供充足的依據(jù)。同時(shí)，為了保障地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工順利進(jìn)行，必須提前設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的技術(shù)方案，并做好技術(shù)交底工作，其中包括技術(shù)加固方案以及穿越鐵路的施工方案，把所有的突發(fā)事故和風(fēng)險(xiǎn)因素考慮在內(nèi)，才能確保技術(shù)方案順利實(shí)施。

3.3 全面了解和掌握盾構(gòu)機(jī)工作性能

由于盾構(gòu)機(jī)在地下盾構(gòu)施工過(guò)程中，需要消耗大量的燃油，造成大量的成本支出，而且在盾構(gòu)機(jī)負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行操作，消耗的燃油量會(huì)急劇增加。因此，作為盾構(gòu)機(jī)操作人員，需要全面對(duì)盾構(gòu)機(jī)的工作性能進(jìn)行了解，為盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行操作準(zhǔn)備充足的燃油能源，避免出現(xiàn)燃油使用不足的情況，而且也能控制成本損耗。

3.4 盾構(gòu)施工需要嚴(yán)格按照技術(shù)方案要求

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行盾構(gòu)施工，具有非常復(fù)雜的施工工藝，這些施工工藝細(xì)節(jié)之間具有較大的聯(lián)系，如果一個(gè)環(huán)節(jié)施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將會(huì)影響整體施工質(zhì)量。因此，在盾構(gòu)施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照技術(shù)方案要求進(jìn)行操作，必須滿足施工規(guī)定要求，這樣才能控制整體施工質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)于地鐵隧道的中心線需要進(jìn)行合理控制，防止出現(xiàn)施工安全隱患。在選擇管片以及拼裝盾尾時(shí)，需要嚴(yán)格檢驗(yàn)盾構(gòu)機(jī)拼裝質(zhì)量，保障盾構(gòu)機(jī)能夠順利完成作業(yè)。

4 地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 土壓式平衡盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)

在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下使用土壓式平衡盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)時(shí)，主要?jiǎng)澐譃槌ㄩ_式、半敞開式以及土壓平衡3種模式，具體的模式應(yīng)用需要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件。例如：在全斷面巖層條件下，運(yùn)用敞開式盾構(gòu)均金模式。在一些軟弱土層條件下，應(yīng)用土壓平衡模式，并及時(shí)改良土層。只有結(jié)合土層面的實(shí)際情況，綜合使用各種盾構(gòu)掘進(jìn)模式，才能起到更好的效果。同時(shí)，對(duì)于盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)也要進(jìn)行科學(xué)選擇，這些掘進(jìn)參數(shù)指的是盾構(gòu)機(jī)的盾構(gòu)姿態(tài)、掘進(jìn)速度、推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及扭矩，針對(duì)土層的變化，需要及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，合理控制螺旋機(jī)壓力以及轉(zhuǎn)速。在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中，需要合理控制注漿壓力、速度，確保盾構(gòu)機(jī)管片不會(huì)出現(xiàn)上浮問(wèn)題，提高注漿質(zhì)量。

4.2 泥水加壓式平衡盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)

這種盾構(gòu)施工技術(shù)也是應(yīng)用比較普遍的施工技術(shù)，在應(yīng)用之前需要確定泥水性能，也就是檢測(cè)泥水密度。當(dāng)泥水的密度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)之后，將會(huì)給泥漿泵運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)較大的阻力，所以，需要根據(jù)土層結(jié)構(gòu)和設(shè)備性能，來(lái)確定合適的泥水密度。在泥水加壓式平衡盾構(gòu)施工中，需要確保切口壓力穩(wěn)定，而且要降低推力與刀盤轉(zhuǎn)速，不斷調(diào)整導(dǎo)向油缸的長(zhǎng)度和推進(jìn)壓力，能夠使盾構(gòu)施工質(zhì)量得到合理控制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵盾構(gòu)施工面臨許多復(fù)雜的地質(zhì)條件，作為施工技術(shù)人員，必須充分考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，仔細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，選擇應(yīng)用合適的盾構(gòu)施工技術(shù)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)狀態(tài)和參數(shù)，才能提高盾構(gòu)施工質(zhì)量。

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