联系我们

福建中天重工机械设备有限公司

电话:0731-89783591

Email:2324467190@qq.com

Q   Q:2324467190

营运中心地址:湖南省长沙市天心区芙蓉南路和庄A1-3110

您当前所在的位置:首页 > 产品中心 > 盾构技术服务 > 盾构技术服务

地铁盾构始发技术及常见问题的预防与处理

摘 要:文章主要围绕盾构始发施工技术进行研究,详细介绍了其在盾构始发阶段的工作内容,包括始发洞口准备、洞口密封、安装洞口始发导轨等,并对加固效果不好、开洞门时失稳等常见问题的预防及处理措进行了探讨,以确保地铁工程的整体质量。
1 引言
  盾构法正被广泛应用于当前的地铁工程中,虽然其具有高度可行性,但需要意识到的是,在施工过程中不可避免会出现各类风险。盾构施工具有特殊性,其在隧道内只允许做出前进动作,而不允许发生后退现象,如果在施工过程中盾构机发生了异常,所带来的后果尤为严重,而这点在洞口区域的施工中表现得尤为明显。
2 盾构始发施工技术
  从整个盾构施工的流程进行考虑,盾构始发是其中尤为关键的一部分,同时也是确保地铁质量的基本保障。关于盾构始发,其需要使用到盾构机设备,其主要在始发井内展开作业,首先主机部分需要进行定位操作,而后刀盘持续向前推进并进去到围岩之中,严格遵循指定的线路展开掘进施工,最终到达区间隧道处。地铁文件中做出明确的规定,即以盾构始发为基准,在其后的 40m 区域内则为盾构始发段,关于到达段,其指的是刀盘直径的 5 倍位置处。
 
3 盾构始发阶段工作内容
  在地铁工程中,盾构始发技术所涉及到的要点极为丰富:需要对洞口部分进行针对性处理,诸如凿除等均是必行之举,而后对盾构始发基座进行加工定位处理;需要设置合理的反力架;围绕支撑系统做好设计与安装工作,此外与工程有关的设备、人员等均需要就位。
  为了确保盾构机始发段质量,就必须对相关设备进行安装与调试,设备所在的位置应足够准确,注重对盾构机初始定位的控制工作,此外还需要安装相关的导向系统。
3.1 始发洞口准备
1)始发洞口的地层处理
  需要做好盾构始发之前的处理工作,对所在区域的洞口地层稳定性进行分析,由此明确地层的实际情况,在此基础上采取针对性措施。在当前的工程中,地层处理方法较多,诸如“固结灌浆”、“冷冻法”等均是可行的方式。当完成加固处理工作后,要求所得到的地层应当具备一周及其以上的侧向自稳能力,并且不允许出现地下水损失现象。文章以行政中心站~园博园站这一区段为背景展开探讨,因此需要对该区域进行地质水文分析,引入单管旋喷注浆技术,由此达到加固的效果。
2)加固加固土柱的径向范围和土体强度
参考实际情况可知,在对始发洞口段进行加固处理时,所带来的操作范围为盾构外3.0m 区域,此外强度应达到 1MPa 水平,无论是强度还是抗渗性均需要满足工程所提出的要求。
  需要对加固土体强度进行检测,此时采用的是取芯样检测的方法,所得到的芯样必须具有高度的连续性,关于取样位置,宜设置在各桩的搭接处,具体内容如图 1 所示。
3)始发洞口围护结构的切除
  参考相关经验可以得知,需要对洞口维护结构做切除处理,此环节通常需要在始发前一个月内展开,安排人员对洞口净空尺寸进行检查,确保其不保留钢筋现象。
3.2 洞口密封
  必须要进行洞口密封处理,这是避免背衬注浆外泄的必要手段。在围绕洞口密封展开施工作业时,需要划分为两步进行,具体如下:
  1)对始发洞门进行预埋处理,需要注意的是,所有预埋件都需要与车站的结构钢筋处于紧固连接状态;
  2)做好盾构始发的准备工作,首先需要将残留在洞口的碴土清理干净,在此基础上方可展开洞口密封处理。
3.3 洞口始发导轨的安装
  当结束围护结构的破除施工后,需要严格控制好盾构始发端部与洞口围岩之间的间距,二者应当留有一定的空隙,进而为刀盘提供一个良好的运行环境,避免盾构发生“低头”现象。有必要在始发洞内设置导轨,这是确保盾构始发稳定性的必要基础。在进行始发导轨的安装作业时,应确保导轨末端留有一定的空间,由此避免始发导轨对刀盘的正常运行造成影响。
3.4 盾构的始发
3.4.1 始发台两侧的加固
  在盾构始发过程中,始发台需要承受来自于多个方向的推力,同时还需要对盾构扭矩形成一定的约束效果。考虑到此问题,应做好盾构始发前的准备工作,即需要安排人员对始发台两侧做好加固处理,具体示意图见图 2。
3.4.2 负环管片安装
  负环管片安装准备。就通常情况而言,在围绕负环管片展开安装作业时,需要在盾壳内指定的区域展开拼装作业。做好负环管片安装的准备工作,需要在盾壳内设置方木材料,其厚度必须超过盾尾间隙。负环管片后移。当结束首个负环管片的拼装作业后,则需要使用到 4~5 组的油缸,这是完成管片后移的必要基础。需要注意的是,在进行管片后移作业时,应当将推进油缸的行程控制在合理范围内,并对各组推进油缸行程展开检测,确保其误差控制在 10mm范围内。
  负环管片与负环钢管片的连接。对推进油缸行程进行分析,在此基础上确定合适的负环管片位置,有必要做好负环管片与负环钢管片之间的处理工作,即需要对二者间隙进行填充处理,材料以早强砂浆为宜。
  负环管片的拼装类型。综合考虑到工程实际情况,此环节所选取的拼装方式以通缝拼装为宜,基于此方式有助于后续负环管片的拆除作业,确保该环节能以高效的方式进行。
3.5 空载推进
  如果盾构处于空载推进状态,那么必须要做好两方面的控制工作,其一为推进油缸行程,其二则需要对盾构推进量进行合理的控制。当在进行盾构向前推进作业时,应当对施工状况进行分析,排除异常故障,为盾构推进营造一个足够良好的环境。
3.6 始发时盾构姿态的控制
  如果盾构推进工作位于始发台上,则需要重点做好对推进油缸行程的控制工作,这是确保盾构机运行姿态的必要基础。通常情况下,无需对盾构姿态进行调整,但如果发现盾构所产生的偏差过大时,则需要对推进油缸做调整处理,但需要控制好纠偏趋势值,应当介于 ±2‰范围内。
3.7 洞口注浆
  当盾尾已经全部到达洞体后,则需要展开洞口注浆施工,一方面需要提升浆液注入的顺畅性,另一方面则需要满足早期强度的要求。通常情况下,此环节施工材料以速凝型砂浆为宜,所需要的凝结时间应控制在 4h以内,要求砂浆强度至少应达到 10MPa。
4 常见问题的预防及处理
  1)加固效果不好
  根据工程经验可知,盾构始发过程中极容易出现加固效果不良的问题,这点在盾构始发端头井这一部分表现的尤为明显。为了避免这一问题,则需要考虑到端头井土体的实际情况,在此基础上选取合适的加固方法,同时应做好对各项参数的控制工作。
  2)开洞门时失稳
  工程施工中有时会出现开洞门时失稳的现象,具体可细化为土体坍塌以及水土流失两大类,而这与端头井加固效果欠佳有着密切的关联。如果是对小范围区域进行处理,此时一方面需要对洞口混凝土进行破除处理,另一方面则需要展开素喷混凝土施工,从而实现对土体临空面的封闭处理。
  3)始发后盾构机
  “叩头”在进行始发推进作业时,盾构机到达掌子面区域时极容易发生“叩头”现象,此外这在盾构机脱离加固区时也表现得尤为明显。对此,需要适当地提升盾构机的始发姿态,做好对始发导轨的安装工作。
  4)密封效果不好
  必须做好洞口密封工作,这对于控制水土流失而言具有高度的现实意义。在始发过程中应做好对洞口密封的检验工作,如果所带来的施工质量欠佳,有必要对浆液配比进行调整,使其达到尽早封闭的效果;此外,还可以在洞口密封外侧逐步向洞门封闭内部进行处理。
  5)盾尾失圆
  受自重或是外界因素的影响,有时盾尾会出现失圆现象,严重时甚至达到了 10cm或者更多。考虑到此问题,则需要使用到整圆器进行处理,如果条件允许,还可以进行错缝拼装,此举可以良好地控制管片的椭圆度。
  6)支撑系统失稳
  在进行盾构推进时,有时会伴随着瞬时推力的存在,引发支撑系统失稳现象,甚至会对整个始发作业造成影响。对此,必须做好预防工作,同时应加大对支撑系统的监测力度。
5 结语
  综上所述,在城市交通压力持续增加的背景下,城市轨道地铁建设规模也在进一步地扩大,文章将行政中心站~园博园这一施工区段作为研究背景,对其中涉及到的始发施工技术展开探讨,充分涉及到掘进方式、参数等多方面的内容,由此推动地铁盾构施工的开展。

售前咨询
技术支持
售后服务