賀劍飛
摘要:盾構(gòu)法具有安全性好、適應(yīng)性廣、施工速度快、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點,目前在地鐵工程建設(shè)過程中,盾構(gòu)法廣泛運用,而盾構(gòu)始發(fā)與接收是盾構(gòu)隧道建設(shè)中風險最集中的地方,本文對端頭加固、托架、反力架、施工測量、洞門密封等盾構(gòu)始發(fā)與接收的關(guān)鍵施工技術(shù)進行了闡述。
關(guān)鍵詞:盾構(gòu)施工;始發(fā)接收;施工技術(shù)
引言
隨著建設(shè)科技日新月異的發(fā)展,乘坐地鐵出行已經(jīng)成為許多人外出的首選方式,城市地下隧道施工也越發(fā)普遍,而盾構(gòu)法施工是目前最常用的方法之一。盾構(gòu)機是進行地下隧道挖掘的專用設(shè)備,機電自動一體化,能夠在高效施工的同時,不受到地上交通流量和外界環(huán)境帶來的影響,能夠適應(yīng)絕大多數(shù)城市的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境,而且施工精確度很高,相比其他挖掘措施不僅質(zhì)量突出而且成本也較為節(jié)省。
1盾構(gòu)施工存在的風險
1.1盾構(gòu)的始發(fā)、接收風險
盾構(gòu)施工的地方稱為盾構(gòu)區(qū)間,在區(qū)間的兩個站臺之間,盾構(gòu)從一個站臺掘進到另一站臺。在始發(fā)及接收的期間,經(jīng)常存在工作井的井壁土體的失穩(wěn)破壞問題,同時由于盾構(gòu)端頭加固不善引起的洞口滲水進一步破壞土體穩(wěn)定性,重則引起地面坍塌。
1.2盾構(gòu)施工面失穩(wěn)風險
盾構(gòu)在施工中常常由于以下幾方面的原因?qū)е率┕っ媸Х€(wěn):地層空洞導(dǎo)致的軸線偏移、涌水造成的塌方、漿液未達要求造成土體不穩(wěn)定、流砂和管涌造成的盾構(gòu)機突沉等,給施工帶來困難。
1.3引起建筑的不均勻沉降風險
在城市中施工,通常盾構(gòu)的掘進要側(cè)穿、下穿眾多建筑物,盾構(gòu)掘進時引發(fā)的土體變形、坍塌等問題,使周圍建筑不均勻沉降而造成不同程度的傾斜甚至破壞等現(xiàn)象。
2盾構(gòu)始發(fā)、接收施工技術(shù)
2.1始發(fā)、接收測量
1)鋼環(huán)定位測量:盾構(gòu)始發(fā)、接收時,一般需要在隧道洞口設(shè)置洞門鋼環(huán),設(shè)置洞門鋼環(huán)有利于車站與區(qū)間的節(jié)點防水,而在盾構(gòu)始發(fā)、接收時需從洞門鋼環(huán)內(nèi)穿過,所以洞門鋼環(huán)中心位置與盾構(gòu)姿態(tài)是否一致是盾構(gòu)順利進出洞的關(guān)鍵。在施工過程中,鋼環(huán)中心位置可能發(fā)生偏移,導(dǎo)致鋼環(huán)實際中心位置與鋼環(huán)設(shè)計中心位置不一致,故在盾構(gòu)始發(fā)、接收時需要對鋼環(huán)中心位置進行測量。
2)始發(fā)托架定位測量:主要任務(wù)是始發(fā)托架中線、高程測量、基礎(chǔ)平整度測量。始發(fā)架定位測量須保證始發(fā)架中心線與設(shè)計軸線、始發(fā)架高程與設(shè)計高程均在允許偏差范圍內(nèi)。
3)反力架定位測量:包括反力架的高程、垂直度、與隧道中心線的關(guān)系,反力架為盾構(gòu)始發(fā)時提供反推力,在安裝反力架時,反力架端面應(yīng)與始發(fā)托架水平軸垂直,以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計軸線保持平行。反力架定位好以后,我們還需要檢查盾構(gòu)機尾端上下兩點S、X以及左右點距反力架前端的距離是否相等或接近。盾構(gòu)機的水平偏航、俯仰角用于判定盾構(gòu)機在以后掘進過程中是否在隧道設(shè)計中線上前進,滾動角測量用于判定盾構(gòu)機是否在容許范圍內(nèi)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
4)盾構(gòu)接收測量:隧道掘進至最后100環(huán)時,暫停掘進,進行隧道測量定位復(fù)核、洞門中心偏差聯(lián)測等,根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài),確保盾構(gòu)順利駛上盾構(gòu)接收托架。
2.2接收洞門及密封裝置施工
當端頭加固長度不能滿足規(guī)范要求且無法進行鋼套筒接收,可采用內(nèi)嵌式密封裝置進行盾構(gòu)接收。內(nèi)嵌式密封裝置包括預(yù)埋在結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的洞門鋼環(huán),2道環(huán)板、2道洞門鋼刷、2道鋼刷之間的油脂倉及油脂注入系統(tǒng)。盾構(gòu)接收前將2道鋼刷及鋼刷之間的油脂倉內(nèi)涂抹盾尾油脂;盾構(gòu)機抵達內(nèi)側(cè)鋼刷時快速將盾體推入鋼刷內(nèi),利用彈性鋼刷包裹盾體;當盾體穿過外側(cè)鋼刷后,利用油脂泵向油脂倉注入盾尾油脂,確保油脂壓力大于接收段水土壓力,起到密封作用。
2.3始發(fā)、接收土體加固
1)加固范圍及措施:為保證始發(fā)、接收施工安全性,需對始發(fā)端、接收端土體進行加固,施工時采用高壓旋噴加固的方式對土體進行加固。土體加固范圍為區(qū)間隧道上下左右各3m,前后加固范圍為始發(fā)端6m,接收端8m。
2)加固措施:施工時首先用鉆機引孔,再用旋噴機噴射,即先把漿液管下到預(yù)定加固范圍最深點,然后自下而上進行高壓噴射注漿切割土體,將開孔和灌注樁體同時進行,一次成樁,其工作步驟為:鉆機就位:鉆機需平置于牢固堅實的地方,鉆桿對準孔位中心,偏差不超過5cm。鉆孔下管:鉆孔的目的是將注漿管順利置入預(yù)定位置,在下管過程中,需防止管外泥砂堵塞噴嘴,確保下管順利,下管過程中同時輸送壓縮氣流,直至注漿噴頭下到預(yù)定位置(預(yù)定加固范圍最深點)。制漿:不同地層選取不同注漿材料,旋噴樁噴射注漿材料常采用普通硅酸鹽水泥,水泥漿液的水灰比按1∶1選用。試管:當注漿管置入土層預(yù)定深度后應(yīng)用清水試壓,若注漿設(shè)備和高壓管路安全正常,則可攪拌制作水泥漿開始高壓注漿作業(yè)。高壓注漿作業(yè):高壓射漿自下而上連續(xù)進行,注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù),應(yīng)符合操作規(guī)程要求。開動高壓注漿泵,開始注漿,當注漿壓力和電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定并達到試樁設(shè)計參數(shù)后,再按試樁設(shè)計提升速度開始提升鉆桿,邊旋轉(zhuǎn)邊噴漿邊提升。噴漿結(jié)束與拔管:噴漿由下而上至設(shè)計高度后,停止噴漿,拔出噴漿管,噴漿即告結(jié)束,把漿液填入注漿孔中,多余的清除掉,但需防止?jié){液凝固時產(chǎn)生收縮的影響,拔管要及時,切不可久留孔中,否則漿液凝固后將難以拔出。注漿設(shè)備清洗:當噴漿結(jié)束后,立即清洗高壓泵、輸漿管路、注漿管及噴頭。
2.4安裝接收基座
接收基座為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制成品,接收基座位置按圖紙設(shè)計軸線和洞口實際測量的中心位置精準放樣,安裝基座時要按根據(jù)測量放樣的基線,兩根軌道的中心線保證對準洞門中心且與盾構(gòu)推進的軸線一致,以保證盾構(gòu)推進過程中的移動軌跡符合設(shè)計要求。盾構(gòu)基座安放的高程及其與水平面的角度的確定要充分考慮盾構(gòu)進洞軸線以及盾構(gòu)通過加固區(qū)時的姿態(tài)控制?;附雍煤螅M行加固支撐,確保其強度和剛度。在盾構(gòu)和洞門圈之間布置合適的導(dǎo)向軌。
2.5洞門密封裝置
在密封裝置安裝施工中預(yù)埋鋼環(huán)必須與車站結(jié)構(gòu)鋼筋連接牢固,與車站結(jié)構(gòu)密實緊貼。密封裝置安裝前先清理洞門處的渣土,同時保證簾布橡膠板螺栓孔與預(yù)留螺栓孔位置一致,螺栓必須進行二次旋緊螺栓。在施工過程中容易出現(xiàn)密封圈準確性差,刀盤旋轉(zhuǎn)可能損壞簾布橡膠板或使鋼板發(fā)生位移,導(dǎo)致密封性能下降,故在盾構(gòu)駛?cè)攵撮T前在刀盤外圍和簾布橡膠板外側(cè)涂抹潤滑劑,接收時及時調(diào)整扇形板,改善受力狀況,防止刀盤磨損簾布橡膠板。
結(jié)語
盾構(gòu)始發(fā)、接收施工是盾構(gòu)施工成敗的關(guān)鍵,除制定嚴密的施工方案,按方案施工,加強施工過程中的信息化管理外,在具體施工過程中還應(yīng)根據(jù)實際情況因地制宜做出合理的調(diào)整,提出具體的解決措施,確保盾構(gòu)施工的安全性。
參考文獻:
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