盾構(gòu)機泥巖地層管片上浮控制技術研究

黃益盤

摘 要：隨著時代的進步，我國經(jīng)濟社會正在不斷的進步，人民群眾的生活水平也在不斷的提高，作為我國經(jīng)濟建設和民生建設的重要支撐，城市交通建設近年來也取得了相當大的建設成果，而且隨著城市交通需求的不斷增長，我國越來越重視城市地鐵建設，相應的建設技術也在不斷的完善。目前在我國城市地鐵建設中普遍使用盾構(gòu)法進行施工，為了有效的確保盾構(gòu)法施工的質(zhì)量和效率，就必須要對盾構(gòu)機泥巖地層管片上浮進行有效的控制。

關鍵詞：盾構(gòu)施工法;管片上浮;原因分析;控制技術

盾構(gòu)施工法對于地面的影響相對較小，而且在施工的過程中具有極大的安全性，相應的施工質(zhì)量和效率也較高，因此近年來盾構(gòu)施工法在為我國城市地下交通建設中的應用越來越廣泛，相應的施工技術也在不斷的完善，已經(jīng)逐漸成為了我國地下交通建設的重要技術之一。在盾構(gòu)施工法中，管片上浮控制非常重要，關系著整個地下工程施工的質(zhì)量，關乎著人民群眾的生命財產(chǎn)安全。本文分析了在盾構(gòu)施工法中管片上浮的原因，并且根據(jù)其原因提出了管片上浮控制的相關措施，希望可以為我國的地下工程施工提供一定的幫助。

1管片上浮的危害

近年來，我國經(jīng)濟社會取得了相當大的進步，城市化建設的進程也在不斷的推進，越來越多城市將盾構(gòu)施工法用于地下工程建設，這是因為盾構(gòu)施工法的施工效率較高，并且具有較高的安全性能，較其他的施工方法來說更環(huán)保。但是在進行盾構(gòu)施工時，必須要嚴格的控制好管片安裝的質(zhì)量，如果管片安裝的質(zhì)量較差，管片在脫出尾盾之后，容易受到各種因素影響，使管片出現(xiàn)上浮的情況。一般來說，在地下工程中管片高度應該與水平高度之間的偏差在100mm左右，才能夠有效的確保成型隧道的質(zhì)量。如果管片出現(xiàn)上浮，就會影響管片成型的質(zhì)量，也就是出現(xiàn)管片錯臺現(xiàn)象，一旦管片錯臺大于15mm，管片螺栓的鏈接處就可能會出現(xiàn)較大的破損，還會對成型隧道管片止水膠帶的效能產(chǎn)生極為不利的影響，進而出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。另外，管片上浮之后，就會使管片的姿態(tài)超出設計限制，使成型隧道不符合設計標準，也會影響成型隧道的施工質(zhì)量。因此說，在城市地鐵或是地下工程施工中，必須要嚴格的控制好盾構(gòu)施工法中的管片安裝質(zhì)量，進而保障地下工程施工的質(zhì)量。

2管片上浮的原因

2.1管片與圍巖之間存在一定的縫隙

在運用盾構(gòu)施工法進行地下工程建設中，管片在安裝完成后，其外緣的直徑與圍巖之間存在著一定的縫隙，這是因為使用盾構(gòu)機對圍巖進行切割后，就會不可避免的形成一定的差異。在這種情況下，管片從盾尾中脫出之后，其外緣就不能與與成型隧道的圍巖完全的貼合上，中間存在著環(huán)向型的空隙，如果施工人員沒有將中間的縫隙及時填充，管片就會沿著縫隙上浮，進而影響工程施工的質(zhì)量。

2.2盾構(gòu)機掘進超挖的影響

盾構(gòu)機在對圍巖進行切割時，盾構(gòu)機切割盤的軸線與管片外緣之間不可避免的會出現(xiàn)一定的偏差，所以盾構(gòu)機在前進的過程中需要不斷的進行相應的調(diào)整，所以盾構(gòu)機在前進的過程中并不是一個直線型的運動軌跡，因此管片外緣直徑與圍巖之間就會存在著不均勻的縫隙，為管片上浮提供了充足的上浮空間。而且盾構(gòu)機在強度較高的地質(zhì)中掘進時，可能會出現(xiàn)一定的抬頭現(xiàn)象，也為成型隧道管片的上升提供了較大的上升空間。

2.3地質(zhì)強度和線路坡度的影響

當盾構(gòu)機在一些硬度較軟的地質(zhì)中掘進時，由于圍巖的硬度較軟，就會增加塑性變形的力度，而且圍巖的穩(wěn)定能力也較差，當管片脫出盾尾之后，由于圍巖的強度較軟，就會出現(xiàn)一定的變形現(xiàn)象，拱頂圍巖與管片之間存在的縫隙就會相應的縮小，雖然有利于對管片上浮進行一定的控制，但是由于處于泥質(zhì)粉砂層，其自身的穩(wěn)定性較高，并不能夠有效的縮小圍巖與管片之間的縫隙空間，如果相關的施工人員不對其進行有效的約束，就會為管片上浮提供較大的運動空間。而且在這種地形中進行施工時，如果圍巖內(nèi)的裂縫較多，就可能會造成地下水滲漏，進而為管片上浮提供一定的浮力。

2.4漿液的影響

由于使用盾構(gòu)機施工之后，管片外緣直徑與圍巖之間存在著一定的縫隙，這時候施工人員就需要使用水泥砂漿對這些縫隙進行填充，如果水泥砂漿填充的密實度較差，就不能夠有效的避免管片上浮，進而影響成型隧道施工的質(zhì)量。

3如何在盾構(gòu)施工中有效的控制管片上浮？

3.1優(yōu)化注漿過程和手段

一般來說，在采用盾構(gòu)機施工的地下工程中，相應的施工人員都會在管片外緣與圍巖之間縫隙中進行注漿填充，所以說管片上浮的實際原因就是填充的水泥砂漿還沒有提供相應的強度，管片便出現(xiàn)了上浮現(xiàn)象。所以說，可以從這方面入手有效的避免管片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，可以在盾構(gòu)機進行掘進的過程中，及時的對管片外緣直徑與圍巖之間的縫隙進行填充，這樣能夠有效的減少注漿產(chǎn)生強度與管片上浮之間存在的時間差異，使填充的水泥砂漿盡早產(chǎn)生強度，使管片與隧道圍巖形成一個緊密貼合的整體，有效的避免管片出現(xiàn)上浮。

3.2優(yōu)化盾構(gòu)機前進的姿態(tài)

為了有效的避免管片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，還需要對盾構(gòu)機的前進姿態(tài)進行相應的優(yōu)化，盡量縮小盾構(gòu)機前進過程中蛇形運動的幅度，根據(jù)相應的施工規(guī)范，盾構(gòu)機在掘進的過程中必須要嚴格的控制好軌道軸線與切割盤之間的距離，重點需要控制好坡度較大的區(qū)域，根據(jù)掘進地形之間的差異對盾構(gòu)機的千斤頂油壓進行相應的調(diào)整，但是還需要避免千斤頂?shù)挠蛪禾螅苊庥绊懝芷饩壙p隙的距離。

3.3優(yōu)化盾構(gòu)機掘進的速度

在盾構(gòu)機前進的過程中，還要嚴格的控制好盾構(gòu)機前進的速度，一般應該將盾構(gòu)機緩慢的推進，推進的速度不應該大于每分鐘4厘米，這樣當管片脫出盾尾之后，注漿量就會與相應的縫隙產(chǎn)生一定的平衡，進而有效的避免地下水對水泥砂漿強度造成不利的影響。

3.4優(yōu)化管片上浮的處理技術

一般來說，當管片出現(xiàn)上浮，施工人員需要在隧道底部進行相應的泄壓措施，及時的對管片底部的水泥漿液進行相應的釋放，根據(jù)實踐經(jīng)驗，這種處理方法的效果較差，而且會對成型隧道造成一定的污染。所以說，當出現(xiàn)管片上浮之后，需要立即將盾構(gòu)機停止運行，并且對上浮的管片再次灌注水泥砂漿，最好選擇瞬凝雙液漿進行灌注，并且從拱頂向兩腰依次的進行灌注，最后將其進行壓實，有效的避免管片再次出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

結(jié)束語：綜上所述，管片上浮的原因有很多，在運用盾構(gòu)施工法進行地下工程建設時，施工人員需要根據(jù)不同的地形因素進行相應的調(diào)整，并且及時的采取相應的科學措施，有效的確保地下工程建設的質(zhì)量。

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