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地铁施工中盾构法施工技术的探讨
摘要:随着社会经济的不断发展,人类的生活水平也随之提高,对于精神层面和物质层面的追求也越来越高。在生活节奏逐渐加快的今天,城市交通对于人们日常出行起着极大的作用,交通事业的建设与城市现代化的发展有着最直接的联系,地铁作为目前城市中广泛使用的交通工具,发展的速度和规模也在逐渐扩大。在地铁施工技术当中,盾构法施工技术的好坏和施工质量的优劣,对于地铁工程的质量有着决定性的作用。
关键词:地铁施工;盾构法;施工技术;探讨
一、引言
城市经济的迅速发展,带给了交通建设非常大的压力。随着城市的建设与发展,私家车的数量不断的增多,与此同时也导致交通系统不堪重负以及增加了环境的污染。为了缓解城市交通的情况,从保护环境的角度出发,地铁作为公共交通的一员,以其速度快、价格低、环保等特点被迅速地发展壮大。进入二十世纪八十年代以来,特别是二十一世纪以后,我国的地铁轨道交通事业以及隧道地下建造业得到了迅猛的发展。地铁作为地下工程建造行业的代表工程,为我国经济社会的发展提供了坚实的基础,地铁的广泛使用有效地缓解了交通系统的压力,不仅不会占用宝贵的地面空间,同时方便了人民群众的日常出行,提高了居民的生活质量和幸福指数。地铁的建设虽然方便了群众的出行和解决了交通压力,但是由于地铁的建造绝大部分是在地下进行的,与普通的地面交通工程建造有一定的差异性,因此在地铁的施工进程当中,如何高质量、快速、安全地完成施工成为了地铁发展和建造首先需要考虑的问题。目前,盾构法施工技术在地铁工程的施工建设中已经被越来越广泛地使用,其本身在地铁的施工中占据着不可替代的地位。为了更好地发展我国的地铁施工技术,更加完善地铁施工的质量,提高其安全性,所以对盾构法施工技术的充分了解和应用显得尤为重要。
二、地铁施工中的盾构技术
所谓的“盾构”,其实相当于一种专用的保护设备,是一种专门用于隧道挖掘带有护罩的专用设备,盾构技术则是在地面下暗挖隧道的一种施工方式。盾构的外壳可以防止隧道出坍塌和漏水的现象,支撑保护隧道盾构机的主要工作原理其实就是一个圆柱体的钢组件,沿着隧道的轴线边向前推进便进行土壤的挖掘工作。盾构的后面则带有衬砌,利用衬砌作为支点支撑着整套设备在地下深入挖掘前进,同时利用刀盘将挖掘过程中碰到的岩石切割,将切割后的碎石完全排除同时将衬砌拼接。盾构机将隧道中的岩石切割排除之后,利用安装的管片进行灌浆,这样可以很大程度上的保证隧道的质量和安全。盾构机至今已经有一百八十多年的历史了,最早出现在英国,随后在日本、德国得到了大力的发展,发展至今已经在世界范围内被各个国家广泛使用。
三、地铁施工中盾构法施工技术的概况
目前矿山法、明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等施工是我国地铁施工项目中被广泛使用到的施工技术。其中矿山法对施工场地没有过高的要求,但是一旦隧道中出现了地下水的渗漏,矿山法施工技术是无法正常进行作业的,必须首先将地下水排出,这些都是需要人工来操作,导致了施工安全性差,施工效率低下,甚至还会对地面上已有的建筑和地下管道造成一定的破坏。明挖法对于施工场地的要求比较高,需要在较大的地方进行,因此对于交通拥挤的地方无法实施,甚至会造成环境的污染。暗挖法对于施工场地没有过高的要求并且价格相对低廉,但是施工的效率会比较低下,对于工人的劳动强度要求也比较高。盖挖法虽然对于施工的场地要求较小,且不会对地面的建筑造成影响,安全性也比较高,但是盖挖法的施工技术要求更加复杂,需要交叉作业来完成。盾构法几乎结合了前面几种方法的所有优点,对地层的适应力较强,不仅可以在有水的环境下进行,同时对于环境的污染也比较小,全机械化的施工促使施工作业的效率也比较高。
四、地铁施工中盾构法施工的优点
4.1施工工作的效率更高
盾构法也在施工技术的不断发展中逐渐进步,目前盾构技术应用到各个施工现场和施工机械的先进性和使用率也在逐步提高。很多施工工程依靠盾构技术和盾构机一次性就可以完成开挖、衬砌等各项工作,极大地推动了施工的速度,同时各种先进设备的使用也在一定程度上保障了施工的质量安全。
4.2施工工程的安全性较高
盾构法的施工作业场地都在地下,因此受到天气、季节、地面情况等因素的影响也相对较小也相对安全,如果使用其他施工技术,需要考虑诸多外界因素的影响,且外界因素的影响一般具有突发性和不确定性的特征,一旦发生就会影响到整个工程的进度和施工的安排。因此,盾构法对于施工的时间和地点要求较低且非常灵活,可以随时随地安排施工,进而有效地保障了施工工程的进度和安全。
4.3盾构技术施工产生的危害较小
因为盾构法是地下施工的技术,因此对于地面建筑的影响较小且不会想普通的地面施工作业一样产生较大的噪音给附近的居民带来困扰,降低了居民的生活质量和生活幸福感。并且在地下施工也不会存在高空坠物或者危险物品随意丢弃的问题,在一定程度上减少了施工所带来的危害。
五、地铁施工盾构法施工技术
5.1施工的前期准备
几乎所有工程都需要在施工前期做好充分的施工准备,盾构法施工也不例外。在正式施工以前,需要完成向政府部门申报的各项准备和许可证,做好详细的施工组织规划和施工材料的所需清单。对于施工范围内会受到影响的线路和管道的种类、位置、根数、深浅等数据,需要提前做好影响的留档和记录。
5.2施工阶段
进洞和出洞是采用盾构法施工技术建设地铁工程的非常重要的一个环节。换一个说法,进洞和出洞的质量好坏直接影响了整个地铁工程能否顺利地完工。对于进洞、出洞的成功完成,首先需要注意确保线路的正确,因为如果出现了较大的轴线误差,不仅仅会导致工程的成本大幅度增加,也会导致工期的延长;其实,盾构法中出洞和进洞的工序相对而已较为复杂,需要施工单位和施工人员在前期做好详细的规划和设计才可以动工实施,为施工的条件和安全性提供坚实的保证基础;最后,在施工当中,保证盾构机从发机座导轨上及时向前推进,减少土体的暴露时间,也可以很大程度上保证盾构机进洞和出洞的质量。
5.3盾构机挖掘前进施工
盾构机的挖掘前进作业在整个采用盾构法施工的地铁施工项目当中可以被当成整个工程的主体部分。减少施工对于土层的影响,就可以减少土层威胁到施工作业的稳定性。因此,在施工过程当中,施工人员应当随时对挖掘参数进行实时的调查,同时对相关数据进行精密的测量,以此保障整个工程的稳定性。
5.4盾构穿越粉砂层施工
地铁施工的会受到地铁隧道线路周围地质条件的影响,淤泥质黏土或者淤泥质粉质黏土等的软性粘土对于盾构法施工是可以创造非常有利的条件。但是在达到软土层之前,盾构机可能会面临需要穿越粉砂层的情况,因此需要采取一定的技术来保障工程的顺利实施和工程的质量达标。
总结:地铁对于城市的现代化建设与发展占据着举足轻重的地位。随着技术的进步,地铁的施工技术也在日益增长,人民对于地铁的需求也越来越高。在加速地铁建设的同时也要保障地铁的质量,盾构法作为目前地铁施工所可以采用的先进技术,盾构法应用的好坏也直接影响了地铁工程的施工质量,推进盾构技术的发展,才能更好地为我国地铁工程的实施与建设创造出更加有利的条件。
参考文献
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