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摘要:本文針對基于地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)管理體系中技術(shù)框架建立的必要性展開分析,內(nèi)容包括提升作業(yè)環(huán)境安全性、確保盾構(gòu)掘進(jìn)持續(xù)性等,通過研究做好掘進(jìn)參數(shù)管理、盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制、管片拼裝過程控制、注漿作業(yè)過程管理、盾構(gòu)進(jìn)出洞安全控制等體系構(gòu)建要點(diǎn),其目的在于提高地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)環(huán)境穩(wěn)定性,加快地鐵工程的施工進(jìn)度。
關(guān)鍵詞:地鐵工程;盾構(gòu);安全質(zhì)量;管理體系
從目前發(fā)展情況來看,越來越多的城市開始進(jìn)行地鐵設(shè)施的修建,這也為盾構(gòu)設(shè)備的推廣創(chuàng)造了良好環(huán)境。盾構(gòu)法作為目前地鐵工程修建期間的重要施工技術(shù)之一,具備了穩(wěn)定性強(qiáng)、負(fù)面影響小等應(yīng)用優(yōu)勢。但是在實(shí)際施工過程中,受到各類因素影響,有時也會出現(xiàn)涌水、涌砂、頂板塌陷、圍巖形變等問題,影響到作業(yè)環(huán)境的安全性?;诖?,需要建立合理的安全質(zhì)量保證體系,降低潛在隱患發(fā)生概率,借此來優(yōu)化作業(yè)環(huán)境,加快地鐵工程的施工速度。
1地鐵盾構(gòu)安全質(zhì)量管理體系技術(shù)框架建立的必要性
1.1提升作業(yè)環(huán)境安全性
在地鐵工程作業(yè)期間,盾構(gòu)機(jī)屬于重要的施工設(shè)備,受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、施工人員操作、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等因素影響,很容易導(dǎo)致涌水、涌砂、頂板塌陷、圍巖形變等問題,威脅到作業(yè)人員的生命安全。通過建立可靠的管理體系,能夠?qū)撛陲L(fēng)險進(jìn)行及時識別,借助支護(hù)結(jié)構(gòu)、二次襯砌、注漿技術(shù)等方法,對于作業(yè)環(huán)境的穩(wěn)定性進(jìn)行提升,從而提升作業(yè)環(huán)境的安全性,減少工程作業(yè)問題,確保施工質(zhì)量。
1.2確保盾構(gòu)掘進(jìn)持續(xù)性結(jié)合
以往施工經(jīng)驗可以了解到,地鐵工程在施工期間具備了施工周期長、施工工期緊、施工成本高等特征。建立可靠的質(zhì)量和安全管理體系,能夠有效降低設(shè)備運(yùn)行故障的發(fā)生概率,同時還可以對土壓力、出土量、掘進(jìn)速度等參數(shù)進(jìn)行合理控制,使其維持在安全的作業(yè)范圍內(nèi),以確保其工作狀態(tài)的持續(xù)性,有效加快工程項目的施工進(jìn)度。
2地鐵盾構(gòu)安全質(zhì)量管理體系技術(shù)框架構(gòu)建要點(diǎn)
2.1做好掘進(jìn)參數(shù)管理
2.1.1土壓力監(jiān)測。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的原理是建立開挖面前后水土壓力平衡。在盾構(gòu)掘進(jìn)不同階段,盾構(gòu)工況是從非土壓平衡通過在初始出洞階段逐步過渡到土壓平衡,再到進(jìn)洞階段由土壓平衡逐步過度到非土壓平衡,即土壓力設(shè)定是變化的(在理論數(shù)值上它與土體容重、覆土深度、側(cè)向土壓力系數(shù)有關(guān)),施工中需要通過不同的土質(zhì)、覆土厚度、結(jié)合環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行調(diào)整。因此,平衡土壓值的設(shè)定是土壓平衡式盾構(gòu)施工關(guān)鍵,監(jiān)理應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注,并通過計算理論土壓力與實(shí)際設(shè)定土壓力進(jìn)行比較,判斷實(shí)際設(shè)定土壓力是否滿足施工的需要。2.1.2出土量控制。土壓平衡式盾構(gòu)是以切口環(huán)作為密閉土倉,盾構(gòu)推進(jìn)中切削后土體進(jìn)入密閉土倉,隨著進(jìn)土量增加建立一定的土壓力,再通過螺旋輸送機(jī)完成排土,而土倉壓力值是通過出土量來控制的。由此可見,盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中的出土量情況,和前期施工過程中的土壓力值有著直接關(guān)聯(lián),并且監(jiān)理人員在作業(yè)過程中還可以通過建立數(shù)學(xué)模型,對盾構(gòu)機(jī)每環(huán)的理論出土量進(jìn)行計算,對比實(shí)際出土量來評估該參數(shù)的合規(guī)性,做出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整,使盾構(gòu)機(jī)維持在安全的工作范圍內(nèi)。2.1.3掘進(jìn)速度控制。在盾構(gòu)機(jī)工作過程中,掘進(jìn)速度也是影響到作業(yè)環(huán)境安全性的重要指標(biāo),在實(shí)際應(yīng)用中,盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度會受到盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)出土層時的速度影響,若進(jìn)土速度出現(xiàn)了較大波動,那么在應(yīng)用中很容易出現(xiàn)土層失穩(wěn)的問題,從而增加相應(yīng)病害問題的發(fā)生概率。在對其進(jìn)行安全管控時,需要合理控制盾構(gòu)機(jī)工作周期,均衡盾構(gòu)機(jī)的連續(xù)作業(yè)狀態(tài),并且在出現(xiàn)異常情況時,也需要及時停止繼續(xù)工作,并對盾構(gòu)機(jī)正面土層進(jìn)行暫時封閉,待異常情況完成處理后再恢復(fù)到正常狀態(tài),以提升作業(yè)環(huán)境的安全性。2.1.4千斤頂推力管控。盾構(gòu)機(jī)在工作過程中,其前進(jìn)動力主要來源于臨時固定在圍巖上的千斤頂,借助其產(chǎn)生推力來完成前進(jìn)指令。而盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)時所需要的推力大小也和其遇到的阻力情況相關(guān),若推力過大很容易導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)偏離正常前進(jìn)軸線,影響到后續(xù)工作的進(jìn)行。對此,在質(zhì)量和安全管控體系當(dāng)中,也需要注重千斤頂推力的管控工作,做好相關(guān)參數(shù)的計算工作以滿足結(jié)構(gòu)推進(jìn)穩(wěn)定性需求。
2.2盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制
在施工質(zhì)量及安全管控體系當(dāng)中,也需要做好盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)的管控工作,在具體的管理過程中,其核心內(nèi)容是將盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)狀態(tài)和既定軸線的偏差控制在允許范圍內(nèi),以確保盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向的合規(guī)性。根據(jù)現(xiàn)行的管理條例可以了解到,盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中,其允許偏差值應(yīng)控制在±50mm以內(nèi),在出現(xiàn)偏差問題后,需要遵循逐步糾正的方法進(jìn)行調(diào)整,禁止使用猛糾硬調(diào)的方法來恢復(fù)正常推進(jìn)范圍,以確保作業(yè)過程的可靠性和合理性。
2.3管片拼裝過程控制
在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中,管片屬于非常核心的施工部分,其在盾構(gòu)保護(hù)殼的保護(hù)作用下,在盾構(gòu)機(jī)的尾部拼裝成環(huán)形,從而形成隧道結(jié)構(gòu),這也是體系管控中的重要環(huán)節(jié)。在具體的管控過程中,應(yīng)注意以下三點(diǎn)內(nèi)容:第一,做好管片制作過程的監(jiān)管,委托駐場監(jiān)理對于管片的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督,確保材料出廠后的合規(guī)性;第二,在管片進(jìn)場前需要對其進(jìn)行質(zhì)量驗收,并會在空曠區(qū)域完成預(yù)拼裝,以此來校驗材料的合規(guī)性,對于不滿足要求的管片也會及時進(jìn)行調(diào)換,確保其應(yīng)用質(zhì)量[1];第三,做好施工過程的監(jiān)督工作,在管片成環(huán)后做好質(zhì)量驗收,及時返工不合規(guī)部位,提升管片的應(yīng)用效果。
2.4注漿作業(yè)過程管理
在盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)過程中,還需要注重注漿作業(yè)過程的管理工作,也是確保隧道成型穩(wěn)定性的重要步驟。在管片成環(huán)之后,會和頂部土層存在一定間隙,若不及時處理,很容易增加土層擾動,引起地面形變問題[2]。因此,在該環(huán)節(jié)的管理要點(diǎn)是對注漿期間的壓力、速度等采參數(shù)進(jìn)行控制,通常情況下,注漿漿料的水灰比應(yīng)控制在0.7左右,注漿壓力在0.3MPa~0.5MPa,注漿速度則控制在1.5L/S,借此來提高注漿作業(yè)質(zhì)量,確?;鶎咏Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。2.5盾構(gòu)進(jìn)出洞安全控制在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中,還需要做好盾構(gòu)進(jìn)出洞安全控制工作,這也是盾構(gòu)法收尾階段的重要內(nèi)容。在具體的安全管理中,第一,需要對進(jìn)洞土體性質(zhì)進(jìn)行改良,使其具備較強(qiáng)穩(wěn)定性,為盾構(gòu)機(jī)順利進(jìn)洞創(chuàng)造條件[3];第二,對于盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時各項參數(shù)進(jìn)行管控,如,盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、基座位置、進(jìn)洞速度等,使其可以保持穩(wěn)定的工作狀態(tài),順利進(jìn)入到洞內(nèi);第三,在盾構(gòu)機(jī)收進(jìn)洞內(nèi)后,也需要對洞口滲漏情況進(jìn)行檢查,對于滲漏問題進(jìn)行及時封堵,同時在洞口安裝拉緊裝置,確保其牢固性,以提升洞口位置的安全性。
2.6安全風(fēng)險因素識別
除了上述體系中需要著重關(guān)注的內(nèi)容外,在體系建立的過程中還需要做好風(fēng)險因素的識別工作。在具體的工作過程中:第一,需要確定盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的潛在影響因素,如,環(huán)境因素、人為因素、施工技術(shù)因素等,基于大數(shù)據(jù)技術(shù)積累的數(shù)據(jù)信息,評估不同安全風(fēng)險因素的所占權(quán)重,以便于后續(xù)分析工作的順利進(jìn)行;第二,對于體系計算所得的風(fēng)險內(nèi)容,對其權(quán)重優(yōu)先級進(jìn)行排序,根據(jù)優(yōu)先級來擬定相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)急處理措施,從而降低安全風(fēng)險所帶來的潛在問題[4]。
3結(jié)語
綜上所述,在盾構(gòu)法作業(yè)過程中,盾構(gòu)掘進(jìn)屬于非常重要的作業(yè)階段,基于以往的施工經(jīng)驗,需要在相應(yīng)的施工質(zhì)量和安全管理體系中建立技術(shù)框架,明確施工過程中的潛在風(fēng)險,及時擬定相應(yīng)的處理措施,不僅可以降低問題發(fā)生后帶來的負(fù)面影響,而且對于加快工程作業(yè)進(jìn)度也有著積極的意義。
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作者:韓巖青 單位:青島市地鐵四號線有限公司