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摘要:地铁隧道施工有着很高的施工标准,盾构施工是地铁隧道施工的关键内容,也是科学技术发展背景下的一项重要建筑技术。在该技术的应用阶段,由于诸多因素的限制,容易出现问题,在施工过程中产生安全风险,对施工人员的生命财产安全构成重大威胁,影响隧道施工的整体质量。因此,地下隧道施工的风险分析越来越受到企业的重视。通过对这一内容的研究,可以更好地控制盾构施工的风险,进而采用科学合理的方法,提高地下隧道施工效率,为企业带来更多的经济效益。
关键词:地铁盾构;隧道洞门;施工
1地铁隧道盾构施工特点
地下隧道的盾构施工通常与隧道施工中防护设备的堆放相结合,利用围岩和地下结构的稳定性注入一定量的泥浆,在施工阶段,开挖土层的尺寸相对较小,盾构的施工非常实用,人员只需在预定的工程范围内占据适当的面积,按照施工成本控制的要求,在地铁隧道施工中,盾构法有着非常广的应用领域,对地铁隧道的运营有着很强的抗震作用,这些都是盾构法施工的独特优势。本工程盾构段地层主要由泥质粉砂岩构成,所以盾构对硬岩、粘土层的适应性是重点考虑的问题。盾构机要具备土压平衡掘进功能、足够的推力和刀盘驱动扭矩、良好的加泥、加泡沫等渣土改良能力,合理的刀盘及刀具设计,要具有完善的防喷涌功能,能够有效防止中心泥饼的生成,较好的人员仓条件,还要具有超前地质钻探及管片壁后同步注浆功能。
图1为盾构机构造图。
图1 盾构机构造
2 洞门环梁施工
2.1 施工步骤
洞门环梁施工如图2所示。
图2 洞门环梁施工步骤
2.2 拆除零环(最后一环)管片
本标段进出口环梁各4个。在隧道洞口施工之前,通过相邻第二环段的提升孔对段后进行二次注浆,以密封隧道洞口的水流。灌浆比例由实验室提供,操作人员严格按照比例进行操作,以确保灌浆效果。
浆液固化后,可以去除零环部分(最后一个环)。拆下零环之前,重新拧紧相邻20个环段的螺栓。根据现场的实际情况,第一步是将顶块和B块之间的纵向缝分开(用气镐将其凿开),然后切断零环(最后一个环)之间的连接螺栓B块节和正环(最后一个环)节,使用B块节的周缝的两个上部螺栓孔,将其与钢丝绳,卡环和铁板连接,用导向链拉动并提起它们,用龙门起重机慢慢出门,在指定位置堆放。(零环拆除图见图3)
图3 零环拆除
2.3 防水施工布置
防水是隧道洞口建设中非常重要的环节,从开始到结束的每个防水环节的质量都全面反映了其质量。如果连接不好,会对整个防水效果产生重大影响。因此,在整个施工过程中,必须加强过程控制,逐步做好每道工序的防水质量。Φ42小型注浆管嵌在门的环形梁与管段之间的界面,以及门的环形梁与车站(始发、接收井)结构的侧壁之间的接口处。在每根灌浆管的两面都放有缓慢膨胀的水溶胀聚氨酯止水胶,在竖立模板之前,用油脂将小管的管孔密封。在节段和现场浇铸的入口处设置了不锈钢接头槽,并在接头外部的围岩中进行了灌浆。
2.4 钢筋施工
钢筋应在地面上进行处理,并在隧道入口处竖立并绑扎。加强筋应与Φ16mm加强筋焊接在一起,并嵌入车站洞口的环形板上。门架加强件和分段应通过螺栓连接。螺栓的一端应伸入门廊300mm,并应与10×67.5×67.5mm钢板的端板紧密焊接,钢板的端板应与门口钢筋牢固焊接。将螺栓通过垫片和螺母通过扇形螺栓孔拧紧。钢筋必须具有质量保证和测试报告,并严格遵守“使用前测试”的原则。
2.4.1 钢筋焊接
钢筋焊接所用的焊条和焊剂的等级和性能,以及所用的钢板和型钢的含量和性能应符合规范和有关规定的要求。
2.4.2 钢筋的成型与安装
钢筋的钢种、数量、直径和等级应符合设计要求。在30天内,同一钢筋上的接头不得超过500mm。绑扎或焊接接头与钢筋弯曲部分之间的距离应不小于主钢筋直径的10倍,并且不应位于最大弯曲力矩处。钢筋搭接采用搭接焊接。钢筋骨架应点焊成梅花形,并应设置足够数量和强度的限位杆,以确保钢筋的准确位置。锚杆焊接在门的钢环上,焊接的加固框架牢固连接,以确保在安装和浇筑混凝土时不会松动或变形。在钢筋和模板之间设置足够数量和强度的缓冲块,以确保钢筋的保护层满足设计要求。
2.5 模板施工
因洞门浇筑操作空间狭窄,需采用漏斗、导流槽等设施。整个洞门混凝土浇注须一次完成,不可产生施工缝。现浇混凝土应与隧道和端墙密贴、稳固连接。混凝土捣固均匀密实,确保混凝土质量达到设计的强度及防水等级。
2.6 混凝土浇筑
首先,采用模板框架和组合模板。模板由优质钢制成,可调节弯曲模板为3.0×1.2m。总共17个部件被封闭成一个环。塞板由无接缝的松木板制成,厚度为50mm。模板框架是用于支撑模板的脚手架,结构应该简单而牢固。因为门的长度相对较短(与高度相比),所以模板框架的纵向安装要比门架的长度长。
3地铁盾构施工安全风险管理的现状
3.1 缺乏标准化的安全风险管理体系
在目前的地下隧道施工中,国家没有足够的安全标准进行风险防控。虽然建设单位有多项独立的风险防控措施,但在风险管理政策的制定、现场的风险评估、风险管理等方面存在较大差异,因此在实际的隧道防护阶段,很多工人没有按照必要的施工工艺进行作业。而在盾构隧道施工中,一些施工企业过于注重经济效益,盲目节约成本,加快施工进度,忽视了施工的整体质量,极易带来安全隐患。
3.2 盾构穿越建筑物的风险
城市的建筑物比较密集,在盾构施工过程中,需要穿越地下,在这个过程中,由于地质结构的受力,特别是如果经过一些比较老的砖混建筑,由于房屋本身结构稳定性差,在泥质粉砂岩层施工中,如果地层发育裂隙较多且施工区出现混凝土承插管型渗漏问题,会造成岩层水土流失。在施工过程中会引起地层的破坏,从而导致不稳定层的解体和坍塌。同时,大量的水会进入隧道,造成严重的施工事故。
4 盾构法施工机械风险及控制措施
4.1 提高地铁盾构施工进程中的技术管理质量
结合盾构始发操作和掘进位置,可以确定具体的设计参数,保护设备可以完成相应的隧道工作,为了保证隧道设备能够达到更好的排气效果,有必要保持切割头和土壤的流量恒定,然后保持全线的相平衡。根据隧道线路的不同地质环境,也可以选择不同的隧道模式。在施工阶段,选择合适的施工图进行地质土环境试验,使盾构机能及时切换到不同的状态,根据输送机卸料速度的要求和班次的特点,对地下隧道进行监控。
4.2 加强对塌方事故的预防以及处理
在盾构施工中,许多因素会导致塌方事故的发生,在建筑行业的安全管理中,不仅要防止塌方,从预防的角度看,必须保证地质调查工作的完整性和有效性,根据不同的地质构造,实施不同的技术。从事故处理的角度来看,有必要提前制定好事故的处理方案。首先,应有效拦截事故地点周围的地表水,防止其深入地铁隧道,降低地铁隧道的用水量。其次,合理控制盾构机的掘进速度,防止二次事故的发生。
5 结语
本文通过研究地铁盾构隧道洞门环梁施工技术,系统介绍了施工技术方案,分析了地铁盾构施工安全风险管理及控制措施。
参考文献
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