浅谈盾构法隧道施工分析
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摘要:总结盾构法施工前提的风险源,对各风险源提出规避措施。
关键词:盾构法施工 风险源 规避
随着我国日益发展交通与社会可持续发展的需要,在城市中修建地下铁道已逐渐增多。而盾构法更是随着沿海城市与上海,杭州等地地铁的发展,地质条件的特殊性等原因,从众多工法中脱颖而出得到了最广泛的应用。
现今我国隧道区间施工多采用明挖、暗挖、盾构等工法或各区间段多种工法相结合运用。盾构法本就是在国际上一种备受争议的一种隧道施工方法,主要原因为一次性投资大,造价高,风险源多样。
盾构的施工的风险源主要为以下几点:
地质,水文,边界条件方面
地下工程施工的地质、水文、边界条件是施工方法决策的依据,因此搞清这些问题施工成败的关键,对盾构工程尤其重要。
盾构机单种类机型适应地层变化和断面变化情况能力弱,因此对地质、水文及其地下,地面上构(建)筑物勘察情况必须熟悉了解以下几方面:
地质:土层层次分布规律,不同土层的物理与力学特性,埋深,不良地层情况等。
水文:水的腐蚀性,水的补给来源,土层的渗透性、含水量,水位压力的确定。
地层中的障碍物:建筑基础、各种管线、废弃构筑物及其一些其他特殊情况,如孤石、暗浜。
地面构筑物的类型和基础特征:构筑物的使用年限,机构与基础类型,是否为保护文物,构筑物与隧道的空间位置。
盾构机的选型
在地质,水文,边界条件等熟悉的情况下,符合设计要求,就可以对盾构机进行选型,但也要注意以下几个方面:
刀盘、刀具的适用性
主轴承,推力,扭矩,对地层反力的适用性
螺旋输送器,对弃渣状态和进度要求
系统压力状态
使用寿命
3.施工管理
从经济角度说,盾构法施工工艺复杂,培养熟悉的操作工人时间较长,且设备设计、生产、组装时间长;准备困难,且造价高,只有长距离掘进时才较经济;单种类机型适应地层变化和断面变化情况能力弱。
从技术角度说,始发与接收时要注意方向失控,进(出)洞口断面土体失稳;推进中要选择合适管片,防止盾尾卡死;土压力与出土量的控制,以防止地面沉降较大,对地面建(构)物产生破坏;施工过程状态的监测。
综上所述:盾构施工的风险源主要来源有三个方面:地质,水文,边界条件调查不清;盾构机选型不匹配实际情况;施工管理、决策不当,造成地层发生变形,造成地下及地上构筑物发生破坏等。最终结果是工期难保,履约困难,经济损失大,损害企业声誉。
盾构法虽然由于其自身局限性不应也不能取代其他工法,但在不良地质条件下做长距离掘进,对进尺和地面沉降有较高要求时,他相对于其他工法在技术上更合理更经济。且其具有机械化程度高,劳动强度高,对工作人员更安全的明显优势。目前盾构法施工在我国不仅在地铁区间施工中得到了应用,而且在积极的创造在地铁车站中施工应用,目前我国的盾构机型多为土压平衡型盾构机。
所以在施工不可避免的就要对以上所提到的风险源进行规避。
项目施工策划必须到位,对项目的各种风险要有充分认识,确定符合实际的技术参数,而且要留有一定的安全系数,否则施工中一定参数出现突破设定的参数,损失是很大的。
人始终是施工的第一要素,要想把盾构施工发扬光大,培养一批高素质的既懂机械又懂土建,应变能力强,具有一定的管理与技术水平的队伍,则是重中之重。
地质、水文等条件的调查。必须详细了解施工段的工程地质与水文地质情况,必要时进行补堪。必须对道路、交通流量、地面建(构)筑物及文物等进行现场踏勘和调查,对可能进行基础托换的建(构)筑物应做好施工预案。必须对地下障碍物、地下构筑物及地下管线等进行调查,必要时进行探查。必须了解工程环境保护要求进行工程环境。
盾构机的选型:必须以工程为依托,施工单位为主体,在充分考虑生产厂家的建议下进行;了解不同地区盾构法施工的经验教训;建立适应不同地质、水文条件下自己的刀盘、刀具、主轴承选型平台;对不同刀具对不同地层的切削情况进行研究。
施工管理的各项标准
总结经验,建立适应不同地层情况的操作标准,维护标准,监测标准及特殊情况下的应变作业流程,达到标准化施工,这才是盾构法成熟的标志。
盾构法隧道工程是一项综合性施工技术(如包括盾构机械技术、隧道测量技术、地下防水技术、盾构施工安全技术等),通过多年来前人的不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术,尤其是近年来在上海地铁建设中得到了广泛的应用,盾构法施工技术也在原有的基础上不断的发展(单元、小直径逐步向多元、大直径),而且国产盾构的制造及施工技术也取得了可喜的成绩。
干任何工程都是有风险的,盾构施工的风险要大一些。隧道工程,由于其地质环境的特殊性,在施工阶段可能存在各种各样的风险,如果对风险事件的认识和分析仅仅局限于其外在表象,那么风险管理将无从着手.确定位各个风险因素,从而采取合适的策略进行有效控制是降低风险的有效手段。.有风险并不可怕,只要对风险有足够的认识,决策措施得当,盾构法施工就会顺利发展。
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