職稱論文(盾構)

盾構隧道施工引言由于現(xiàn)在城市人口密度加大造成的地面交通的擁堵，為緩解這一狀況地鐵行業(yè)應運而生，而盾構隧道施工因相對于其他施工方法有在盾構的掩護下進行開挖和襯砌作業(yè)，有足夠的施工安全性；地下施工不影響地面交通,在河底下施工不影響河道通航；施工操作不受氣候條件的影響；產(chǎn)生的振動、噪聲等環(huán)境危害較小；對地面建筑物及地下管線的影響較小等施工優(yōu)點，從各種隧道施工方法中脫穎而出。本文主要從認識盾構、了解盾構施工過程中的重難點。盾構的組成

盾構機既是一種施工機具，也是一種強有力的臨時支撐結(jié)構。盾構機外形上看是一個大的鋼管機，較隧道部分略大，它是設計用來抵擋外向水壓和地層壓力的。它包括三部分：前部的切口環(huán)、中部的支撐環(huán)以及后部的盾尾。大多數(shù)盾構的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。工作原理盾構機是一種帶有護罩的專用設備。利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點向前推進，用刀盤切割土體，同時排土和拼裝后面的預制混凝土襯砌塊。盾構機掘進的出碴方式有機械式和水力式，以水力式居多。水力盾構在工作面處有一個注滿膨潤土液的密封室。澎潤土液既用于平衡土壓力和地下水壓力，又用作輸送排出土體的介質(zhì)。使用條件在松軟含水地層，或地下線路等設施埋深達到10m或更深時，可以采用盾構法。1、線位上允許建造用于盾構進出洞和出碴進料的工作井；2、隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾構直徑；3、相對均質(zhì)的地質(zhì)條件；4、如果是單洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向1.5m；5、從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。盾構施工優(yōu)缺點優(yōu)點：1、安全開挖和襯砌，掘進速度快；2、盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低；3、不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；4、穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。缺點：1、斷面尺寸多變的區(qū)段適應能力差；2、新型盾構購置費昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟；3、工人的工作環(huán)境較差。施工重點盾構法施工時，首先要在隧道的始端和終端開挖基坑或建造豎井，用作盾構及其設備的裝機井（始發(fā)井口）和拆機井（接收井口），特別長的隧道，還應設置中間檢修工作井。拼裝井的井壁上設有盾構出洞口，井內(nèi)設有盾構托架和盾構推進的反力架。盾構在始發(fā)井內(nèi)拼裝就緒，經(jīng)運轉(zhuǎn)調(diào)試后，盾構推出工作井后即開始隧道掘進施工。主要工序如下：

1、土層開挖盾構施工中，為安全考慮，一般先將盾構前面的切口貫入土體，在切口內(nèi)進行土層開挖，開挖方式有：①敞開式開挖。適用于地質(zhì)條件較好、掘進時能保持開挖面穩(wěn)定的地層。由頂部開始逐層向下開挖，可按每環(huán)襯砌的寬度分數(shù)次完成。②機械切削式開挖。用裝有全斷面切削刀盤的機械化盾構開挖土層。刀盤可分為刀架間無面板的和有面板的兩種，分別在土質(zhì)較好的和較差的條件下使用。在含水不穩(wěn)定的地層中，可采用泥水加壓盾構和土壓平衡式盾構進行開挖。③擠壓式開挖。使用擠壓式盾構的開挖方式，又有全擠壓和局部擠壓之分。前者由于掘進時不出土或部分出土，對地層有較大的擾動，因此隧道位置應盡量避開地下管線和地面建筑物。

2、掘進姿態(tài)糾偏掘進過程中，主要采取調(diào)整千斤頂各分區(qū)的推力、調(diào)整開挖面壓力以及控制管片拼裝等方法來操縱盾構位置和頂進方向。一般按照測量結(jié)果提供的偏離設計軸線的高程和平面位置值，確定下一次推進時各區(qū)千斤頂開動及推力的大小，用以糾正方向；機械切削開挖，可用超挖刀進行局部超挖來糾正。

3、襯砌管片的拼裝拼裝方法根據(jù)結(jié)構受力要求，可分為通縫拼裝和錯縫拼裝。通縫拼裝是使管片的縱縫環(huán)環(huán)對齊，拼裝較為方便，容易定位，但其缺點是環(huán)面不平整的誤差容易積累。錯縫拼裝是使相鄰襯砌圓環(huán)的縱縫錯開管片長度的1/2～1/3。錯縫拼裝的襯砌整體性好，但當環(huán)面不平整時，容易引起較大的施工應力。襯砌拼裝方法按拼裝順序，又可分為先環(huán)后縱和先縱后環(huán)兩種。先環(huán)后縱法是先將管片拼成圓環(huán)，然后用盾構千斤頂將襯砌圓環(huán)縱向頂緊。先縱后環(huán)法是將管片逐塊先與上一環(huán)管片拼接好，最后封頂成環(huán)；一般情況下都是先縱后環(huán)，這樣有利于管片姿態(tài)的調(diào)整。

4、襯砌后填充為了防止地表沉降，必須將盾尾和襯砌之間的空隙及時壓注充填。壓注后還可改善襯砌受力狀態(tài)，并增進襯砌的防水效果。壓注的方法有二次注漿和同步注漿。二次壓注是在盾構推進過后，用二次注漿機通過襯砌上的預留孔，向襯砌背后的空隙內(nèi)注入單液漿（水泥砂漿）或雙液漿（加水玻璃的水泥砂漿），以防止地層坍塌。同步注漿是隨著盾構推進，當盾尾和襯砌之間出現(xiàn)空隙時，立即通過同步注漿系統(tǒng)注水泥類砂漿，并保持一定的壓力，使之充滿空隙。注漿時要對稱進行，并盡量避免單點超壓注漿，以減少對襯砌的不均勻施工荷載；一旦壓漿出現(xiàn)故障，應立即暫停盾構的推進。

難點

姿態(tài)控制在盾構機掘進的過程中或多或少都會有超出設計限定軸線的情況，所以盾構姿態(tài)糾偏是盾構施工過程中的重難點，所以平時掘進過程中要時刻注意各種參數(shù)的變化（推進千斤頂各區(qū)推力、鉸接變化、管片成型質(zhì)量、掘進速度、刀盤扭矩、底層變化等）。糾偏過程中應注意：（1）小擺頭、大擺尾。這種情況的要求下，盾構機的姿態(tài)變化軌跡是以前點后側(cè)為基準點，后點進行扇型展開，這種情況下對掘進速度是有一定影響的，同時對下一環(huán)的掘進也將產(chǎn)生不利的影響，如果盾尾處的間隙很小，當掘進時受力不均等因素存在就會對管片產(chǎn)生扭動，不僅僅降低了推進油缸的有效推力，同時還會加大管片間的內(nèi)力使得管片損壞或管片嚴重錯臺。⑵大擺頭、小擺尾。這種情況就是,前點變化明顯,使得一側(cè)的土嚴重超挖,并使土的內(nèi)聚力增加,另一側(cè)出現(xiàn)很大空隙,而這個空隙暫時是無法添充的,當盾構機停止掘進時,由于一側(cè)的內(nèi)力釋放,就會使得前點向另一側(cè)偏移,這就是為什么再次掘進時姿態(tài)會出現(xiàn)偏移的原因。這兩種糾偏方式都各有其優(yōu)缺點,在掘進過程中似具體情況靈活運用,利用其它參數(shù)的使用找到二者平衡點，但要保證的是盡量使盾構機減少對土體的擾動。地表沉降控制在盾構施工過程中不可避免的會對周圍土體造成擾動，會影響地標建筑物和既有管線，達到一定程度會影響其正常使用，甚至造成事故。那么對地面沉降的控制就顯得極為重要了。措施有：（1）加強地面沉降監(jiān)測，多布點、勤觀測為原則，將實時監(jiān)控數(shù)據(jù)交與相關技術人員。（2）通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的觀察對過往掘進數(shù)據(jù)進行分析研究原因。（3）對出土量進行嚴格監(jiān)控，避免因超方欠方引起的對底層擾動造成地表沉降。（4）注漿量的控制，保證各種地層注漿量飽滿充足；二次注漿及時有效的跟蹤。

結(jié)束語

隨著我國國民經(jīng)濟和城市現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，高度商業(yè)化、效率化和功能密集化的現(xiàn)代城市對于工程施工的要求越來越高，加上城市用地、交通立體化的要求，向地下發(fā)展