地铁复杂地质条件的盾构施工技术分析

龙源期刊网地铁复杂地质条件的盾构施工技术分析作者：余梓来源：《科技创新导报》2017年第28期摘要：随着社会主义市场经济的高速稳定发展，我国的现代化城市轨道建设速度不断加快，全国各地兴建了大量的地铁工程，而地铁施工需要面临许多复杂的地层条件，这些复杂地质条件给地铁施工带来了较大的难度。因此，必须结合实际施工情况合理应用盾构施工技术，科学、合理地控制盾构机掘进施工参数，按照相应的技术流程来进行操作，才能有效提升地铁复杂地质条件下的盾构施工质量，确保地铁隧道掘进施工的安全性。本文主要针对地铁复杂地质条件下的盾构施工技术进行深入分析，并提出了相关建议。关键词：地铁复杂地质条件盾构施工中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0036-02近些年以来，我国城市现代化建设发展速度不断加快，全国各大一二线城市纷纷建设地铁工程，地铁工程的建设规模和数量逐渐增加，通过开发建设地铁工程，能够使城市的交通压力得到有效降低，提高交通出行效率。但是地铁施工与普通的建筑工程施工相比较而言，具有更大的难度，需要投入大量的资金、人力和物力。而且地铁工程属于地下工程，需要在地下环境中进行施工操作，面对复杂的地质条件，如果没有采用合适的施工技术，将会带来许多安全质量风险。在现代化科学技术的支持下，盾构施工技术越来越先进，并且在地铁施工中得到广泛应用，能够有效提升地铁施工的整体质量和安全性，解决施工中存在的问题。因此，本文对地铁复杂地质条件下的盾构施工技术应用进行深入研究，以期能够起到理论参考的作用。1工程概况本文选择武汉市地铁交通七号线一期施工工程来展开研究，整个地铁工程的总施工长度达到30.9km。该地铁工程的地质条件非常复杂，包含了多种不同的岩土类型，在局部岩土地区存在球状风化体以及微风化花岗岩，这种岩层土体具有较高的抗压强度，所以，给盾构施工带来了较高的难度，而且地铁轨道作为电气化铁路，必须设置铁路路基，导致地铁施工的地质条件更加复杂。2地铁盾构施工中面临的风险和解决措施2.1自然风险由于地铁盾构施工大多在地下环境中进行施工操作，所以面临着各种地质灾害以及气象灾害等自然风险，在施工中遇到不良地质条件，会导致风险发生的几率增大。但是在地下施工环境下，许多不良的地质条件都能够及时探测出来，并制定相关的处理措施，及时规避自然风险，防止自然风险带来危害。龙源期刊网人为风险人为风险也是影响地铁盾构施工的重要因素，其主要指的是地铁盾构施工的设计阶段，设计方案不合理，施工技术问题、施工合同问题、财务资金投入问题、这些因素所带来的风险，所以，在施工之前，必须做好充足的准备工作，及时预测这些人为风险，并制定相应的解决措施。2.3盾构选型风险在选择盾构机的过程中，必须结合实际情况慎重选择合用的盾构机。首先，盾构机主要利用刀盘道具来控制掌子面稳定，所以必须结合地质情况合理设计刀盘、配置刀具，刀盘和刀具容易磨损，需要提高刀盘刀具的强度，采用耐磨焊接技术来焊接刀盘面板，选择刀具时可以选择单刃滚刀、宽刃齿刀以及刮刀，而且要合理控制刀具之间的间距和高度。其次，盾尾密封容易出现失效风险，泥水泄露会带来沉降问题，所以必须采用密封性比较好的盾尾油脂，并且均匀涂抹在盾尾上，使其起到密封的作用。盾尾刷和管片也要选择优质信号，避免盾尾在工作中出现挤压破损的问题。3地铁复杂地质条件下的盾构施工的组织管理工作3.1选择合适的盾构机和盾构施工工艺由于该地铁工程的地下地质条件非常复杂，为了提高地铁工程的施工质量，满足地铁施工的处理需求，最终决定选择使用2台土压平衡盾构机相互配合辅助施工。同时，面对复杂的地质条件，施工范围比较广泛，其中包含了许多复杂的程序，必须严格按照施工流程来进行操作，才能提高地铁盾构施工质量。在本次地铁工程施工中，采用的施工工艺要求比较高，不仅需要控制地面沉降反应，而且需要把沉降值控制在合适的范围之内，盾构掘进施工需要和洞内辅助施工同步进行。3.2施工前的准备工作在地铁复杂地质条件下进行盾构施工，会出现许多不必要的风险，所以必须做好施工前的准备工作。首先需要对施工线路的地质条件进行仔细勘探，通过勘探铁路路基，能够了解地质条件所发生的变化，针对具体的变化情况做出正确的决策，对于始发路段以及加固地段，更需要进行仔细勘测，只有掌握充足的数据资料，才能为地铁盾构施工提供充足的依据。同时，为了保障地铁复杂地质条件下盾构施工顺利进行，必须提前设计科学、合理的技术方案，并做好技术交底工作，其中包括技术加固方案以及穿越铁路的施工方案，把所有的突发事故和风险因素考虑在内，才能确保技术方案顺利实施。3.3全面了解和掌握盾构机工作性能龙源期刊网由于盾构机在地下盾构施工过程中，需要消耗大量的燃油，造成大量的成本支出，而且在盾构机负荷状态下进行操作，消耗的燃油量会急剧增加。因此，作为盾构机操作人员，需要全面对盾构机的工作性能进行了解，为盾构机运行操作准备充足的燃油能源，避免出现燃油使用不足的情况，而且也能控制成本损耗。3.4盾构施工需要严格按照技术方案要求根据调查研究发现，在地铁复杂地质条件下进行盾构施工，具有非常复杂的施工工艺，这些施工工艺细节之间具有较大的联系，如果一个环节施工质量不达标，将会影响整体施工质量。因此，在盾构施工过程中必须严格按照技术方案要求进行操作，必须满足施工规定要求，这样才能控制整体施工质量。同时，对于地铁隧道的中心线需要进行合理控制，防止出现施工安全隐患。在选择管片以及拼装盾尾时，需要严格检验盾构机拼装质量，保障盾构机能够顺利完成作业。4地铁复杂地质条件下的盾构施工技术要点4.1土压式平衡盾构机施工技术在地铁复杂地质条件下使用土压式平衡盾构机施工技术时，主要划分为敞开式、半敞开式以及土压平衡3种模式，具体的模式应用需要结合实际地质条件。例如：在全断面岩层条件下，运用敞开式盾构均金模式。在一些软弱土层条件下，应用土压平衡模式，并及时改良土层。只有结合土层面的实际情况，综合使用各种盾构掘进模式，才能起到更好的效果。同时，对于盾构机的掘进参数也要进行科学选择，这些掘进参数指的是盾构机的盾构姿态、掘进速度、推力、刀盘转速以及扭矩，针对土层的变化，需要及时调整掘进参数，合理控制螺旋机压力以及转速。在复杂地质条件下进行掘进的过程中，需要合理控制注浆压力、速度，确保盾构机管片不会出现上浮问题，提高注浆质量。4.2泥水加压式平衡盾构机施工技术这种盾构施工技术也是应用比较普遍的施工技术，在应用之前需要确定泥水性能，也就是检测泥水密度。当泥水的密度超过标准之后，将会给泥浆泵运转带来较大的阻力，所以，需要根据土层结构和设备性能，来确定合适的泥水密度。在泥水加压式平衡盾构施工中，需要确保切口压力稳定，而且要降低推力与刀盘转速，不断调整导向油缸的长度和推进压力，能够使盾构施工质量得到合理控制。5结语综上所述，地铁盾构施工面临许多复杂的地质条件，作为施工技术人员，必须充分考虑现场实际情况，仔细勘察施工现场的地质条件，选择应用合适的盾构施工技术，严格控制盾构掘进状态和参数，才能提高盾构施工质量。龙源期刊网参考文献[1]杨书江.复杂地质条件下厦门地铁盾构施工风险及对策[J].现代隧道技术，2016，53（5）：188-193.[2]周诚，张涵涛.基于复杂网络的盾构施工参数时间序列研究[J].铁道工程学报，2017，34（3）：80-86.[3]于德海，张涛，姜谙男.复杂条件下地铁盾构施工过程的影响因素分析[J].铁道工程学报，2015，32（5）：86-91.[4]胡长明，陆征宇，梅源，等.软土地层地铁盾构施工风险可拓评估方法研究[J].安全与环境学报，2017，17（1）：21-26.