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土压平衡盾构机在青岛地铁施工中的应用

发布时间:2019-04-09 10:48所属分类:建筑工程浏览:1加入收藏

摘 要?#26680;?#30528;我国社会经济的发展,人们的出行方式逐渐变得多样化,而地铁即为人们的主要交通工具之一。为推动城市建设进程,为人们提供更为安全便

  摘 要?#26680;?#30528;我国社会经济的发展,人们的出行方式逐渐变得多样化,而地铁即为人们的主要交通工具之一。为推动城市建设进程,为人们提供更为安全便捷的出行条件,必须针对地铁施工进行深层研究。在地铁施工中,土压平衡盾构机为其中重要设备,其能够?#34892;?#25552;高地铁的整体安全性,进而保证地铁施工的顺利开展。本文针对青岛地铁工程概况进行分析,并针对土压平衡盾构机的应用进行研究,为提高青岛地铁施工质量及效率提供参考依据。

  关键词:土压平衡盾构机;地铁施工;盾构机;应用

  1 引言

  我国科学技术?#27426;?#21457;展,人们生活质量也随之得到提升,同时我国也开?#21363;?#21147;发展交通设施建设,一定程度上提高我国人们出行便捷性。而在地铁施工过程中,盾构法为其中应用较为广泛的施工技术,其主要应用土压平衡盾构机进行技术施工,为保证施工质量及施工效率,相关人员必须及时针对土压平衡盾构机进行深层研究,使其能够在地铁施工过程中充分发挥其应用价值,进而实现青岛地铁的?#34892;?#24314;设。

  2 工程概况

  2.1 工程简介

  青岛地铁1号线土建二标07工区工程包括一站两区间,其中车站为汽?#24403;?#31449;,区间为汽?#24403;?#31449;~流亭机场站区间(下称汽流区间)?#25512;当?#31449;~瑞金路大断面处区间(下称瑞汽区间),两个区间均为盾构法施工。汽流区间设计里程为K58+309.21~K61+344.255,长度3035.045m,设4处联络通道和1处风井兼泵站及联络通道;瑞汽区间设计里程K57+239.000~K58+156.650,长917.65m,设1处联络通道兼泵房。

  2.2 地形地?#24067;?#22320;质构造

  汽流区间地形整体较为平缓,由南向北缓倾,地貌类型为冲洪积平原~河床~冲洪积平原地貌。汽流区间范围内第?#21335;?#20027;要由第?#21335;?#20840;新统人工填土层及洪冲积层组成,基岩主要为白垩系青山群石前庄组流纹岩以及白垩系青山群?#22235;?#22320;组安山岩、火山角砾岩。瑞汽区间盾构段地形整体较为平缓,由南向北缓倾,地貌类型为剥蚀斜坡~剥蚀堆积~洪冲积平原地貌。瑞汽区间盾构段范围内第?#21335;?#20027;要由第?#21335;?#20840;新统人工填土层、洪冲积层及上更新统洪冲积层组成,基岩主要为白垩系青山群石前庄组流纹岩、白垩系青山群?#22235;?#22320;组安山岩及火山角砾岩及其构造岩,整体上基岩面自东南向西北缓倾。地下水类型均主要为第?#21335;?#23380;隙潜水、第?#21335;?#24494;承压水和基岩裂隙水。

  3 系统部件功能

  3.1 刀盘

  在进行刀盘的设计期间,联合厂家人员和盾构专家对地?#39318;?#26009;进行?#39034;?#20998;了解,刀盘设计为为复合式刀盘(6辐条+6面板),中间支撑,并且切刀、滚刀等刀具皆安装于刀盘表面,所有可拆式刀具均可从刀盘背部进行更换,具备磨损检测与超挖功能,并配置泥饼探测装置。对隧道进行全断面开挖,并可实现正反双向旋转出渣,能够合理切断隧道内部构造。操作人员在?#23548;?#26045;工期间,可根据地质情况切换刀盘功能使用。

  3.2 盾体

  盾体所涉及内容相对较多,主要包括前盾、中盾、盾尾以及人舱等,前盾连接的部件相对较多,如人舱以及主驱动等。盾体中盾与前盾存在较大差异,中盾内部带有加强环以及H架,此部件能够充分保证中盾整体刚度及强度,能够为?#24179;?#27833;缸及拼装机等的?#23548;?#23433;装提供了基础。盾尾主要设置于中盾后部,为管片拼装提供空间。在前、中、尾盾环向均设有多个Rp2的?#26029;?#28070;滑孔,施工期间期间可对盾体预留孔进行膨润土的注入,能从根本上降低土层与盾壳间产生的摩擦,并进而起到止水和防止漏气的效果。在盾构挖掘过程中,其中人舱为进行带压作业的关键设备,其主要作用即为调节设备压力和安全过渡,因此若相关人员?#20013;?#22788;于恶劣地质条件下进行入土舱作业,即可利用人舱前往指定区域。

  3.3 主驱动

  主驱动系统的作用是提供刀盘正反方向掘削動力,同时承受刀盘掘削土体的轴向支撑反力。主动驱内部带有驱动系?#22330;?#23494;封系?#22330;?#23433;全设置以及齿轮油润滑系?#24120;?#20854;中驱动系统内部的主轴承负责?#24615;?#36724;向推力以及反推力,一般情况下,主轴承的?#23548;?#20351;用寿命大于10000小时。在主驱动内部主要包括内外?#25945;?#23494;封系?#24120;较?#32479;主要负责开挖掌?#29992;?#22303;?#32622;?#23553;。

  为保证变速箱内部的各个部件能够安全运行,变速齿轮油需进行冷却处理,进而保证主驱动系统的稳定运行。在?#23548;首?#19994;期间能够及时对减速机等的油温进行监控,并能采取措施合理降低各类油油温,避免其超过设定温度,否则将引起主驱动机出现自动停机现象。

  4 青岛地铁施工中土压平衡盾构机的应用

  4.1 盾构始发及准备工作

  ?#23548;?#26045;工过程中需要注意以下几点:首先为洞门加固措施,此措施需提前展开,当盾构机安装前两月左右,应针对始发井、接收井端头采取钻孔桩和垂直旋喷桩的加固措施,提高土体的强度和自稳能力,同时达到止水的效果。旋喷桩按照钻孔桩桩径大小进行无缝搭接,并在始发端头10×12m范围内加固,目的在于稳固土体、加?#31185;?#24378;度,防止塌方与止水、保持盾构机正确姿态,顺利始发。

  其次为洞门安装密封装置,此工作的目的在于保?#38553;?#38376;防水措施能够?#34892;?#24320;展。?#23548;?#26045;工过程中,由于洞口钢环与盾构外径具有一定空隙,为防止地下水、土体在盾构机掘进过程中于此处流失,出?#32844;?#20840;隐患,特于洞门钢环上安装密封装置,主要?#19978;?#33014;帘布、扇形钢压板组成,是根据?#23548;式?#26500;进行调整的密封装置。其次为始发托架、反力架和负环管片的安装工作,依靠始发托架提供较为牢固的支撑体系,保证?#23548;?#25805;作过程中需要注意盾构机轴线的垂直;反力架结构方面应能够满足?#23548;?#24037;作过程中盾构机带来的反力作用,一般情况下此参数应不小于15000kN;负环管片选用错缝拼装,通过管片?#20013;?#20026;盾构机掘进提供反力,保障盾构掘进顺利进行。

  随后需要注意的是盾构始发阶段的土压。就上文所述的相关内容展开分析,盾构始发阶段中的土压预算可根据加固体的?#23548;?#24773;况进行综合考量,考量过程中结合反力架的?#24615;?#24773;况进行综合考虑,以?#23548;?#36807;程中的?#24615;?#24773;况科学、合理,能够应对工作需求为准,保证盾构机推力满足掘削加固区土体的要求,能够?#34892;?#24037;作的同时适当提升土压,加强工作效率。当盾构机过了加固区后,根据隧道埋深、土层性质与地面荷载作为参照标准等计算出土压理论参考值,掘进过程中根据盾构机土?#25351;?#26495;上布设的5个土压传感器测得的土压数据对比分析,并对掘进参数进行实时调整,能?#34892;?#25511;制因参数不合理导致出土过多、工作受到阻碍的情况。掘进过程中应尽快采取各项手段使其尽快达到预算土压,保障土压处于控制范围内,尽可能的提升工作效率。与此同时,施工过程中应注意监测地面?#20004;?#25968;据,避免险情发生。

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