劉 偉 鄒 蕾
(重慶能源職業(yè)學院, 重慶 402260)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、人們生活結(jié)構(gòu)與水平的改變與提升,修建地鐵已成為解決交通壓力、提高交通效率、保障人們生活質(zhì)量的有效措施之一。盾構(gòu)法是一種安全快捷的修建隧道方法,也是修建地鐵隧道的主要工程環(huán)節(jié)。此外,盾構(gòu)法施工還是高自動化、高安全性能、低勞動強度的現(xiàn)代機械化施工作業(yè)方式。運用盾構(gòu)法進行地鐵隧道施工是國內(nèi)近幾年流行的機械化施工作業(yè)方式,由于盾構(gòu)工法較傳統(tǒng)的礦山法施工作業(yè)方式具有明顯的各方面性能優(yōu)越性,因此愈來愈受施工單位歡迎。雖然盾構(gòu)工法經(jīng)過在國內(nèi)已有多年的施工實踐經(jīng)驗,盾構(gòu)法施工工藝已逐步被人們所熟識和了解,但盾構(gòu)法是一種無法返工的施工作業(yè)方式,它對施工中使用的材料以及工程技術(shù)的要求比較高,在施工過程中容易發(fā)生錯臺、管片破損等質(zhì)量問題。因此,采用盾構(gòu)法進行地鐵隧道施工,必須做好嚴格的質(zhì)量控制管理過程。
盾構(gòu)法的施工地點通常在地下,這使得整個施工過程受地面情況和季節(jié)因素的影響較小,可以隨時隨地安排施工。與其他城市建設(shè)工程施工容易受到地面交通、氣候等外部因素的影響不同,城市地鐵隧道工程采用盾構(gòu)法施工可以避免這些外部因素的干擾,進而可以有效確保施工進度。
隨著盾構(gòu)法施工技術(shù)本身的進步,盾構(gòu)法施工中應(yīng)用到的各種施工機械的先進性也越來越高,這些機械設(shè)備的應(yīng)用使得應(yīng)用盾構(gòu)法一次性就可以完成開挖、支護、出土、襯砌等工作,從而使施工速度得到了極大提高。
因為盾構(gòu)法的施工地點主要在地下空間,而且距離地面還有一段不小的距離,所以對于城市地鐵的隧道施工而言,采用盾構(gòu)法施工幾乎不會對地面建筑群造成影響,即使是需要穿越河底的一些工程,也不會對地面、水面交通帶來任何影響,具有危害性低的優(yōu)勢。
我國的地域跨度較大,不同城市的地質(zhì)條件可能存在一定的差異,而無論是哪種地質(zhì)條件,盾構(gòu)法施工技術(shù)都具有較好的適用性,是多種施工技術(shù)中性價比較高的一種城市隧道施工技術(shù),值得在城市地鐵施工作業(yè)中進行廣泛推廣和應(yīng)用。
盾構(gòu)機系統(tǒng)主要由挖掘系統(tǒng)、穩(wěn)定支撐系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)等構(gòu)成,為了提升地鐵項目的整體施工技術(shù),必須優(yōu)化盾構(gòu)機掘進方案,這需要把握盾構(gòu)機掘進技術(shù)的各個要點,降低盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境的影響,提升盾構(gòu)開挖面的整體穩(wěn)定性。通過對盾構(gòu)姿態(tài)的控制,可以有效提升盾構(gòu)的掘進效益,這需要深入分析具體的施工環(huán)境,進行注漿量、區(qū)間半徑、注漿方式等的綜合性考慮。需要積極展開施工現(xiàn)場實測工作,實現(xiàn)各類施工技術(shù)參數(shù)的最優(yōu)化,根據(jù)地表沉降水平,開展各類參數(shù)優(yōu)化試驗。
盾構(gòu)機在始發(fā)前,必須要做好盾構(gòu)機相關(guān)技術(shù)及參數(shù)的確定工作,實現(xiàn)進洞技術(shù)和盾構(gòu)機自身質(zhì)量的嚴格性控制。盾構(gòu)機在掘進過程中,需要進行盾構(gòu)機軸線的不斷糾偏,進行隧道方向及地質(zhì)情況的確定。在盾構(gòu)機接收前,需要提前做好相應(yīng)的準備工作,優(yōu)化盾構(gòu)機防護水平,從而降低盾構(gòu)施工技術(shù)對周邊施工場地環(huán)境的影響,提升盾構(gòu)開挖面的整體穩(wěn)定性。這需要進行盾構(gòu)姿態(tài)的優(yōu)化控制,將盾構(gòu)軸線的設(shè)計偏差控制在允許范圍內(nèi),實現(xiàn)盾構(gòu)推進軸線環(huán)節(jié)及后續(xù)工序管片拼裝環(huán)節(jié)等的協(xié)調(diào)性運作。
在不良地質(zhì)施工過程中,需要應(yīng)用特殊的盾構(gòu)法,比較常見的不良地質(zhì)包括淤泥質(zhì)土層、粉質(zhì)粘土層等。在不良地質(zhì)掘進過程中,需要相應(yīng)的提升土艙的壓力,防止地面沉降,可以根據(jù)實際情況,適當向土艙內(nèi)加泥,避免出現(xiàn)掘進過程中的噴涌現(xiàn)象,實現(xiàn)各項施工技術(shù)程序的協(xié)調(diào),增強城市地鐵盾構(gòu)法的整體施工效率。
管片生產(chǎn)主要從管片生產(chǎn)方案、管模質(zhì)量、原材料質(zhì)量、管片的脫模、組模、混凝土澆筑、混凝土配合比、養(yǎng)護及堆放、成品試驗等方面進行質(zhì)量控制。首先,在管片生產(chǎn)前 3個月的時候,就要對生產(chǎn)施工組織進行審查,確保施工單位以及施工人員的專業(yè)性;其次,嚴格控制管片試片的生產(chǎn)階段,必須在完成三環(huán)拼裝和管片檢漏試驗后,才能進行正式批量生產(chǎn)。與此同時,嚴格把控混凝土的配合比,隨時抽檢混凝土的配合比數(shù)據(jù),以確?;炷恋呐浜媳仍诜腺|(zhì)量標準的范圍內(nèi)。并且,當進行混泥土澆筑工作時,必須實施旁站監(jiān)理,及時對混凝土抗壓、抗?jié)B試驗和管片檢漏試驗進行抽樣檢查,以達到全程質(zhì)量控制的目的;最后,對于成品管片來說,嚴格把控廠內(nèi)檢查和進場檢查兩道關(guān)卡,確保成品管片的進場與拼裝符合地鐵隧道管片質(zhì)量標準要求。除此之外,嚴格控制管片的蒸養(yǎng)溫度和升溫、恒溫、降溫以及養(yǎng)護時間、嚴格掌控現(xiàn)場原材料(鋼筋、水泥、砂、石料)的質(zhì)量水平,對地鐵盾構(gòu)隧道施工的整體質(zhì)量具有重要意義。總而言之,在盾構(gòu)隧道工程的初期,嚴格把控管片生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),堅決執(zhí)行問題管片必須報廢制度,才能保障整個地鐵盾構(gòu)隧道施工的工程質(zhì)量。
盾構(gòu)掘進與管片拼裝質(zhì)量的好壞與盾構(gòu)機姿態(tài)、管片選型、拼裝工人熟練和細心程度有很大關(guān)系。質(zhì)量監(jiān)管人員做好每天日常巡視檢查,如對管片發(fā)生錯臺、滲漏、破損、裂縫等現(xiàn)象做好詳細記錄,及時要求施工單位立即拆除或更換問題管片,對盾構(gòu)推力、扭矩、油缸行程、管片選型、地質(zhì)情況等施工參數(shù)之間的關(guān)系進行詳細分析,從而更好地控制成型隧道的管片拼裝效果。
目前,大部分的隧道都是使用土壓平衡式盾構(gòu)方法。土壓平衡式盾構(gòu)主要施工原理是充分地利用最前面的全斷面切削刀盤,然后將正面土體切削下來的土進入刀盤后面的密封艙內(nèi)。在這個過程中,還需要做好平衡過程,從而能夠降低盾構(gòu)對土層的影響,防止地層發(fā)生沉降現(xiàn)象。因此,在進行盾構(gòu)施工的時候,需要合理地選擇盾構(gòu)機,從而有效控制沉降現(xiàn)象的發(fā)生。地面沉降還受到注漿的影響,因此在盾構(gòu)施工時要加強注漿方面的控制,包括注漿的速度、調(diào)和比例、注漿量等方面,將其控制在合理的范圍內(nèi),從而防止發(fā)生地層變形情況。地面的沉降主要是受到內(nèi)在和外在的因素影響,對于地質(zhì)條件,需要進行實際的勘察,從土體性質(zhì)、覆土厚度、地下水變化等方面進行判斷,從而能夠有效掌握上述情況,防止發(fā)生地層變形現(xiàn)象。
地鐵施工中滲漏問題會不可避免,需要及時堵漏滲漏點。首先,需要重點檢查縱向施工縫和橫向施工縫,同時檢查止水帶的性能指標和規(guī)格,以防止由于氣泡的出現(xiàn)而發(fā)生滲漏。其次,將止水鋼板嵌入到施工縫中,定期檢查止水鋼板表面的清潔程度和焊接質(zhì)量。為了保證防水層表面的清潔,在施工前需要檢測混凝土的含水量,對其防水性能提供保障,規(guī)避滲透問題的出現(xiàn)。
地鐵盾構(gòu)法隧道施工具有悠久的歷史來源,通過多年的探索與實踐已經(jīng)逐漸形成了完整的盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)要則,在當前的地鐵交通運輸業(yè)得到了廣泛的運用。要嚴格控制好地鐵盾構(gòu)法隧道施工工程的質(zhì)量,還需要從提高工程質(zhì)量控制意識、完善人員培訓體制、健全工程質(zhì)量控制體系以及加強工程質(zhì)量控制力度等多方面做起,逐漸掌握好地鐵盾構(gòu)法隧道施工的工程技術(shù),為今后盾構(gòu)法隧道施工質(zhì)量、施工安全提供有力的保證。