淺談軌道交通盾構(gòu)機(jī)試掘進(jìn)施工的重要性
試推進(jìn)階段是全過(guò)程的前奏，所以施工監(jiān)測(cè)顯得更為重要，下面是小編搜集整理的一篇探究軌道交通盾構(gòu)機(jī)試掘進(jìn)施工重要性的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘 要：地鐵盾構(gòu)區(qū)間施工中，通過(guò)一定距離的試掘進(jìn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)掌握盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備的操作性能，確定盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)設(shè)定范圍及取值，對(duì)整個(gè)隧道的各項(xiàng)控制指標(biāo)的圓滿(mǎn)實(shí)現(xiàn)，具有非常重要的意義。
關(guān)鍵詞：地鐵;盾構(gòu)機(jī);試掘進(jìn)
1 概述
在地鐵盾構(gòu)區(qū)間施工中，盾構(gòu)進(jìn)洞后，為了更好地掌握盾構(gòu)的各類(lèi)參數(shù)，施工時(shí)注意對(duì)推進(jìn)參數(shù)的實(shí)時(shí)設(shè)定優(yōu)化，地面沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，并對(duì)推進(jìn)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分析，爭(zhēng)取在較短時(shí)間內(nèi)掌握盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備的操作性能，確定盾構(gòu)推進(jìn)的施工參數(shù)設(shè)定范圍，將開(kāi)始掘進(jìn)的一段距離作為試推段。
2 試掘進(jìn)重點(diǎn)工作
試推進(jìn)階段重點(diǎn)是做好以下幾方面的工作：
(1)用最短的時(shí)間掌握盾構(gòu)機(jī)的操作方法，機(jī)械性能，改進(jìn)盾構(gòu)的不完善部分。
(2)了解和認(rèn)識(shí)隧道穿越的土層的地質(zhì)條件，掌握這種地質(zhì)下的各式盾構(gòu)的施工方法。
(3)通過(guò)本段施工，加強(qiáng)對(duì)地面變形情況的監(jiān)測(cè)分析，掌握盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)及同步注漿量參數(shù)。
3 試掘進(jìn)階段的參數(shù)確定
3.1 參數(shù)確定
盾構(gòu)初始掘進(jìn)是從理論和經(jīng)驗(yàn)上選取各項(xiàng)施工參數(shù)，在施工過(guò)程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及反饋的各種信息，對(duì)施工參數(shù)及時(shí)加以調(diào)整。
盾構(gòu)機(jī)出洞后，初始掘進(jìn)分以下幾個(gè)階段實(shí)施。
首先在盾構(gòu)機(jī)穿越加固土層后，以日進(jìn)度3～4m的速度推進(jìn)，對(duì)密封倉(cāng)土壓力、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速及壓力，推進(jìn)速度，千斤頂推力，注漿壓力及注漿量等，分別采用幾組不同施工參數(shù)進(jìn)行試掘進(jìn)。通過(guò)地表沉降的測(cè)量和數(shù)據(jù)反饋，確定一組適用的施工參數(shù)。
然后提高日進(jìn)度為4～5m，通過(guò)施工監(jiān)測(cè)，根據(jù)地層條件、地表管線、周邊建筑情況，對(duì)施工參數(shù)作慎密細(xì)微的調(diào)整，以取得最佳施工參數(shù)。
完成上述的工作要點(diǎn)后，將推進(jìn)速度提高到正常的計(jì)劃進(jìn)度6環(huán)/日，但以滿(mǎn)足地表沉降要求為標(biāo)準(zhǔn)，以確保建(構(gòu))筑物、管線的安全為準(zhǔn)則。
通過(guò)此階段的試掘進(jìn)，對(duì)隧道的軸線控制，襯砌安裝質(zhì)量均有了各項(xiàng)具體的保證措施，進(jìn)一步掌握施工參數(shù)，能根據(jù)地下隧道覆土厚度、地質(zhì)條件、地面附加荷載等變化情況，適時(shí)地調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，為整個(gè)區(qū)間隧道施工進(jìn)度、質(zhì)量管理奠定了良好的基礎(chǔ)。對(duì)區(qū)間沿線建(構(gòu))筑物、管線的保護(hù)也掌握了初步的規(guī)律，并以此指導(dǎo)全過(guò)程施工。
試推進(jìn)是相對(duì)于正常掘進(jìn)而言，在此期間，試推進(jìn)也是對(duì)盾構(gòu)機(jī)的整機(jī)性能進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，通過(guò)試推進(jìn)檢驗(yàn)配套設(shè)備的配合能力，可及時(shí)修正和加強(qiáng)。
另外，管片與土體的摩擦力可提供進(jìn)入正常掘進(jìn)推進(jìn)千斤頂足夠的反力，以隧道襯砌后內(nèi)徑為5500mm，管片的厚度為350mm，外徑6200mm，試推進(jìn)100m為例，估算如下：
F=S×f=(3.14×6×100×2.5)t=4710t
其中：
S- 100m管片外表面面積;
f-管片與襯背壓漿形成的水泥土之間的綜合摩擦系數(shù)，取2.5t/m2。
大于一般推進(jìn)時(shí)用到的推進(jìn)力(約1000-2000t)，足夠提供推進(jìn)需要的反力。
3.2 控制要點(diǎn)
在盾構(gòu)未進(jìn)入加固土體區(qū)時(shí)就應(yīng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的操作，適當(dāng)對(duì)開(kāi)挖面注水或注入膨潤(rùn)土泥漿等，并低速推進(jìn)、低速轉(zhuǎn)動(dòng)大刀盤(pán)，嚴(yán)防超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生盾構(gòu)進(jìn)入接收井之前，刀盤(pán)被水泥土攪拌樁卡住而強(qiáng)行推進(jìn)的'不利現(xiàn)象，亦減少盾構(gòu)刀盤(pán)磨損。
通過(guò)初始掘進(jìn)，完善施工組織設(shè)計(jì)方案;完善盾構(gòu)施工各個(gè)工種工序崗位的操作規(guī)程、作業(yè)工法;通過(guò)施工監(jiān)測(cè)反饋回的數(shù)據(jù)及分析成果，總結(jié)出最佳掘進(jìn)參數(shù)，包括推進(jìn)力、推進(jìn)速度與螺旋輸送器轉(zhuǎn)速的關(guān)系、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、土壓力上限下限值，掌握控制土體沉降的方法。
3.2 注意事項(xiàng)
(1)盾構(gòu)靠近洞門(mén)。待出洞裝置、導(dǎo)軌安裝完畢后，盾構(gòu)以最快速度靠上洞門(mén)，縮短洞門(mén)暴露時(shí)間。
(2)防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)、上飄。盾構(gòu)出洞時(shí)，正面加固土體強(qiáng)度較高，由于盾構(gòu)與地層間無(wú)摩擦力，盾構(gòu)易旋轉(zhuǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)的測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)有較大轉(zhuǎn)角，可以采用大刀盤(pán)正反轉(zhuǎn)的措施進(jìn)行調(diào)整。盾構(gòu)剛出洞時(shí)，推進(jìn)速度宜緩慢，大刀盤(pán)切削土體中可加水降低盾構(gòu)正面壓力，防止盾構(gòu)上飄，加強(qiáng)后盾支撐觀測(cè)，盡快完善后盾鋼支撐。
(3)洞圈封堵。盾構(gòu)全部進(jìn)入洞門(mén)，立即封堵洞圈，焊接扇形鋼板，以防洞口漏漿，盾尾離開(kāi)洞門(mén)約3m時(shí)，應(yīng)對(duì)洞口壓注聚胺酯或雙液漿封堵，并同時(shí)開(kāi)啟同步注漿及盾尾油脂系統(tǒng)，以免注漿液倒灌，堵死漿管。
4 試掘進(jìn)階段的施工監(jiān)測(cè)
盾構(gòu)在推進(jìn)階段，做好盾構(gòu)出洞后地表面、地下管線、地面建(構(gòu))筑物的施工監(jiān)測(cè)，對(duì)施工中可能產(chǎn)生的各種地表隆沉、變形，及時(shí)采取相應(yīng)的措施及保護(hù)手段。
試推進(jìn)階段是全過(guò)程的前奏，所以施工監(jiān)測(cè)顯得更為重要。對(duì)地表變形監(jiān)測(cè)，采用沿軸線方向布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，包括深層沉降點(diǎn)，并加設(shè)橫斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn);對(duì)地下管線，按要求的距離布設(shè)沉降點(diǎn);對(duì)建筑物在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對(duì)軸線兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)影響區(qū)域范圍的建筑物，布設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。并布設(shè)相應(yīng)的傾斜、裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)。上述測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，每天不少于2次，并根據(jù)需要，適時(shí)加密監(jiān)測(cè)頻度。
由于上述各類(lèi)變形往往不是即時(shí)出現(xiàn)的，也就是說(shuō)待到變形時(shí)，盾構(gòu)已越過(guò)原本造成變形的地下對(duì)應(yīng)作業(yè)區(qū)，故需及時(shí)地進(jìn)行分類(lèi)監(jiān)測(cè)，掌握盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)與地下土層變形、地表變形和地下管線、建筑物沉降等的內(nèi)在規(guī)律，及時(shí)反饋信息數(shù)據(jù)，指導(dǎo)盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)。監(jiān)測(cè)工作在盾構(gòu)作業(yè)即將進(jìn)入影響區(qū)開(kāi)始，直至盾構(gòu)作業(yè)脫離影響區(qū)，且地表滯后變形漸趨穩(wěn)定的整個(gè)期間內(nèi)跟蹤測(cè)量與監(jiān)測(cè)。
5 試驗(yàn)段掘進(jìn)參數(shù)的選擇分析
5.1 擬達(dá)到的目的
盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的前一段距離作為試掘進(jìn)段，通過(guò)試掘進(jìn)段擬達(dá)到以下目的：
(1)用最短的時(shí)間對(duì)新盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行調(diào)試、熟悉機(jī)械性能。
(2)了解和認(rèn)識(shí)本工程地質(zhì)條件，掌握各地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工方法。
(3)收集、整理、分析及歸納總結(jié)各地層的掘進(jìn)參數(shù)，制定正常掘進(jìn)的操作規(guī)程。
(4)熟練管片拼裝的操作工序，提高拼裝質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。
(5)通過(guò)本段施工，加強(qiáng)對(duì)地面變形情況的監(jiān)測(cè)分析，反映盾構(gòu)機(jī)出洞時(shí)以及推進(jìn)時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，掌握盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)及同步注漿量。
5.2 施工記錄
盾構(gòu)機(jī)在完成前試掘進(jìn)后，將對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，為后續(xù)的正常掘進(jìn)提供條件。并做好施工記錄，記錄內(nèi)容有：
(1)隧道掘進(jìn)：施工進(jìn)度，油缸行程、掘進(jìn)速度，盾構(gòu)推力、土壓力，刀盤(pán)、螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速，盾構(gòu)內(nèi)壁與管片外側(cè)環(huán)形空隙(上、下、左、右)等等
(2)同步注漿：注漿壓力、數(shù)量、稠度，注漿材料配比、注漿試塊強(qiáng)度。
(3)測(cè)量：盾構(gòu)傾斜度、隧道橢圓度、推進(jìn)總距離、隧道每環(huán)襯砌環(huán)軸心的確切位置。
6 結(jié)論
通過(guò)對(duì)盾構(gòu)一定距離的試推進(jìn)，并加強(qiáng)過(guò)程控制，用最短的時(shí)間掌握了盾構(gòu)機(jī)的操作方法和機(jī)械性能，并改進(jìn)了盾構(gòu)的不完善部分，同時(shí)了解和認(rèn)識(shí)了隧道穿越的土層的地質(zhì)條件，掌握這種地質(zhì)下的各式盾構(gòu)的施工方法和施工參數(shù)。盾構(gòu)機(jī)完成試掘進(jìn)施工后，將要進(jìn)行整體驗(yàn)收。驗(yàn)收之后，盾構(gòu)施工將進(jìn)入新的階段。
參考文獻(xiàn)
[1]王吉華.土壓平衡盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)施工技術(shù)[J].山西建筑，2009,(9).
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