盾构法在地铁施工过程中的应用探究

[摘 要]城市的发展导致了过大的交通运载压力的产生,当前的平面交通已经远远不能维持城市的交通运转,为此,就需要利用地铁交通来改善当前的状况,而地铁施工的工法中,盾构法是一个十分重要的方面,只有加强对盾构法的了解,认识其在地铁施工中的应用,才能更好地促进地铁施工的发展.本文对盾构法的施工类型进行了分析,并阐述了盾构法对地铁建设的重要的作用以及影响,最后提出了利用盾构法进行施工的相关的建议,希望能够更好的促进盾构法在地铁施工中的应用.

[关 键 词]盾构法地铁施工类型作用建议

中图分类号：U452.17文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01

暗挖施工是盾构法的一个重要的特征,这种方法是地铁施工非常常用的一个方法,其不但安全快捷,而且不会对地面造成很大的影响.所谓的盾构实际上就是防护支撑,材质为钢铁,主要是为了支撑地层的压力,还可以在地层中推进.盾构是一种大型暗挖隧道施工机械,软弱、复杂地层的隧道施工往往利用这种机械.

1.盾构法施工的类型分析

为了更好地分析地铁施工中盾构法的应用,就需要对其适于施工的类型进行分析,各种复杂的地质、水文,盾构苟能适应,不论是第四纪淤泥土层,还是风化岩层都可以作为施工的环境.具体的施工中,其不但能够完成小断面区间隧道的修建,还可以进行大断面车站隧道的修建.这种机械对于地面沉降具有很强的把控能力,这主要是其施工的速度比较快,能够达到5-40m/d,这样就能减少对土层的影响,保持土层的稳定性.然而,我们必须要看到的是相关的附属设备需要花费大量的时间、财力来完成设计,初始掘进工作井亦然,这是其一个劣势.总的来说,和其他的施工方法相比,这种方法安全便捷,能够以此完成衬砌工作,对围堰具有较强的依赖性,故而若是需要利用这种施工方式进行工作,需要做好事前的勘探工作,既要弄清楚当地的工程地质条件,还需要了解清楚本地的水文地质条件,在此基础上根据围岩的复杂度,完成相应的准备工作.显然的,城市的地铁建筑密集、管线错杂,沉降控制要求高,明挖法不适于在这样的条件下进行,而利用盾构法则能够很好地完成使命.

2.盾构法对地铁建设的重要的作用

分析了盾构法施工的类型,还需要了解到盾构法对地铁建设的重要作用,以下主要就盾构法施工的重要作用展开了分析：其一,在二环衬砌的以盾构壳体进行支护,这样就能更好地进行隧道衬砌的装配以及开挖地层.其二,内部结构是支撑盾构壳体的基础,为了保障支撑的效力,可以在内部添设水平及竖向隔板,这样就使得盾构分为了若干部分,这样不但使其刚度得到了很好地保证,操作起来也更加便利.其三,内部支撑结构并未在盾构后部以及尾部,为此拼装隧道衬砌的工作可以在其掩护下完成.其四,液压千斤顶在隧道衬砌推进是盾构掘进的主要方式.具体你来工艺流程可以分为如下几个方面：其一,在施工之前建立工作井,主要是在起点以及终点部分；其二,将盾构设备安装在起点工作井内；其三,将起点工作井推出,主要依靠盾构自带千斤顶；其四,根据设计的要求使盾构设备不断前进,并完成衬砌管片的安装工作；其五,衬砌背后空隙的注浆,这样做主要是对衬砌环的位置进行固定,防止围岩的移动.

3.盾构法对地铁施工的影响

在地铁施工中,盾构法的施工主要存在有利的影响和不利的影响两个方面,以下分别就这两个方面进行分析：

3.1有利影响

盾构法在地铁施工中比较常见,这主要是因为其具备一些有利的影响,具体来说,主要包括如下几个方面：其一,安全性高,盾构法属于暗挖法施工,这种方法具有很好地隐蔽性,受河道、季节潮汐等方面的影响并不是很大,对保障隧道的安全施工有很大的促进作用,相关的开挖、衬砌工作能够在盾构支护下很好地完成.其二,施工效率高,盾构设备具有很强的先进性,其不但能够完成开挖、出土作业,还能进行支付以及衬砌等,机械化操作方式,也使其操作简便、效率较高.其三,环境影响小,无论是产生的振动,还是噪声,都不会对周围的环境产生很大的影响,航道的通行、地面建筑使用也不会受到这种方法的影响.其四,经济适用性高,在不同的颗粒条件下,这种方法都能够进行施工,可以分期施工多车道的隧道,分期进行运营,这样一次性的投资能够很大程度地避免.

3.2不利影响

在施工的过程中,施工的土体会产生变形,这主要可以体现在如下方面：其一,若是在粘性土层中利用盾构进行施工掘进的话,土体很快就会变形移动；其二,利用盾构进行施工的时候,由于盾构的推进作用,土体会产生水平位移,这使得土体的原始水平应力发生了改变,沉降和水平位移就出现了；此外盾构和土体之间的摩擦也会导致水平位移的产生；若是对地层造成损害的话,就会造成土体卸载,水平位移也会发生.一旦发生水平位移的话,就会对临近构筑物产生水平荷载力,为此需要对这种影响加以重视,予以减弱.

4.盾构法施工的相关建议

分析了盾构法对地铁施工的影响,就需要针对其中的不利影响,提出相应的意见和建议,具体来说,主要包括如下几个方面的内容：

4.1进行同步注浆

利用盾构法进行地铁施工,当其推进的时候,会产生“建筑空隙”,所谓的“建筑空隙”产生于推进过程中脱离盾尾管片与土体之间,这里我们需要认识到的是压入衬砌背面的浆液会有所收缩,理论建筑空隙体积和实际注浆量相比要小,直线隧道浆量一般也要小于转弯隧道注浆量.在进行时候的时候,要进行同步注浆,保证注浆量、注浆压力以及浆液配合比,这样才能达到良好的施工效果.

4.2完善二次注浆

建筑空隙填补的时候,会产生一定的空隙,注浆随着收缩会产生一定的地面沉降,为此,我们需要及时对数据进行检测,对注浆量以及其参数进行调整,对建筑空隙进行二次注浆.在进行二次注浆的时候,需要把握如下几个方面的要点：其一,选择注浆孔,在第一阶段的时候为了减少沉降,往往会在隧道的顶部、下部安置注浆孔,到了第二、三阶段的时候,以顶部、下部为主,可以适当两侧展开,这样能够进一步稳定沉降,到了第四阶段的时候,可以沿着隧道四周进行注浆孔的布置,采用置换注浆或是土体加固的方式来完成对运营线路的稳定.其二,注浆流量以及压力控制,在实际的施工过程中,需要密切监控注浆压力,注浆的量以及速度,这样才能达到更好地效果.

4.3监控盾构正面平衡

盾构在推进的时候会对地面产生一定的影响,为了将影响降低,需要对切口平衡压力、推进力等参数进行必要的监控,以便确定隧道埋深以及地质情况等,进而设定出压力值,根据实际情况做出相应的调整.

4.4注重纠偏和进度

在盾构设备推进的过程中,需要进行相应的纠偏工作,需要分片、分段进行,对相关的数据、参数进行密切检测,减少涂层损失、围岩干扰,以使得线路能够避免受到影响,对盾构的姿态不能进行过度的调整.一般来说,进度应该保持在持4R/d.施工中,需要对施工参数进行密切的监控,对最大隆起量限定在一定的范围内,这样才能更好地对地铁隧道的运行进行保护.

5.总结

当前的平面交通已经远远不能维持城市的交通运转,为此,就需要利用地铁交通来改善当前的状况,而地铁施工的工法中,盾构法是一个十分重要的方面,这种方法是地铁施工非常常用的一个方法,其不但安全快捷,而且不会对地面造成很大的影响.本文对盾构法的施工类型进行了分析,并阐述了盾构法对地铁建设的重要的作用以及影响,最后提出了利用盾构法进行施工的相关的建议,希望能够更好的促进盾构法在地铁施工中的应用.