摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的出行方式逐漸變得多樣化，而地鐵即為人們的主要交通工具之一。為推動城市建設(shè)進程，為人們提供更為安全便捷的出行條件，必須針對地鐵施工進行深層研究。在地鐵施工中，土壓平衡盾構(gòu)機為其中重要設(shè)備，其能夠有效提高地鐵的整體安全性，進而保證地鐵施工的順利開展。本文針對青島地鐵工程概況進行分析，并針對土壓平衡盾構(gòu)機的應(yīng)用進行研究，為提高青島地鐵施工質(zhì)量及效率提供參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：土壓平衡盾構(gòu)機;地鐵施工;盾構(gòu)機;應(yīng)用

　　1 引言

　　我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量也隨之得到提升，同時我國也開始大力發(fā)展交通設(shè)施建設(shè)，一定程度上提高我國人們出行便捷性。而在地鐵施工過程中，盾構(gòu)法為其中應(yīng)用較為廣泛的施工技術(shù)，其主要應(yīng)用土壓平衡盾構(gòu)機進行技術(shù)施工，為保證施工質(zhì)量及施工效率，相關(guān)人員必須及時針對土壓平衡盾構(gòu)機進行深層研究，使其能夠在地鐵施工過程中充分發(fā)揮其應(yīng)用價值，進而實現(xiàn)青島地鐵的有效建設(shè)。

　　2 工程概況

　　2.1 工程簡介

　　青島地鐵1號線土建二標07工區(qū)工程包括一站兩區(qū)間，其中車站為汽車北站，區(qū)間為汽車北站～流亭機場站區(qū)間(下稱汽流區(qū)間)和汽車北站～瑞金路大斷面處區(qū)間(下稱瑞汽區(qū)間)，兩個區(qū)間均為盾構(gòu)法施工。汽流區(qū)間設(shè)計里程為K58+309.21～K61+344.255，長度3035.045m，設(shè)4處聯(lián)絡(luò)通道和1處風(fēng)井兼泵站及聯(lián)絡(luò)通道;瑞汽區(qū)間設(shè)計里程K57+239.000～K58+156.650，長917.65m，設(shè)1處聯(lián)絡(luò)通道兼泵房。

　　2.2 地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造

　　汽流區(qū)間地形整體較為平緩，由南向北緩傾，地貌類型為沖洪積平原～河床～沖洪積平原地貌。汽流區(qū)間范圍內(nèi)第四系主要由第四系全新統(tǒng)人工填土層及洪沖積層組成，基巖主要為白堊系青山群石前莊組流紋巖以及白堊系青山群八畝地組安山巖、火山角礫巖。瑞汽區(qū)間盾構(gòu)段地形整體較為平緩，由南向北緩傾，地貌類型為剝蝕斜坡～剝蝕堆積～洪沖積平原地貌。瑞汽區(qū)間盾構(gòu)段范圍內(nèi)第四系主要由第四系全新統(tǒng)人工填土層、洪沖積層及上更新統(tǒng)洪沖積層組成，基巖主要為白堊系青山群石前莊組流紋巖、白堊系青山群八畝地組安山巖及火山角礫巖及其構(gòu)造巖，整體上基巖面自東南向西北緩傾。地下水類型均主要為第四系孔隙潛水、第四系微承壓水和基巖裂隙水。

　　3 系統(tǒng)部件功能

　　3.1 刀盤

　　在進行刀盤的設(shè)計期間，聯(lián)合廠家人員和盾構(gòu)專家對地質(zhì)資料進行了充分了解，刀盤設(shè)計為為復(fù)合式刀盤(6輻條+6面板)，中間支撐，并且切刀、滾刀等刀具皆安裝于刀盤表面，所有可拆式刀具均可從刀盤背部進行更換，具備磨損檢測與超挖功能，并配置泥餅探測裝置。對隧道進行全斷面開挖，并可實現(xiàn)正反雙向旋轉(zhuǎn)出渣，能夠合理切斷隧道內(nèi)部構(gòu)造。操作人員在實際施工期間，可根據(jù)地質(zhì)情況切換刀盤功能使用。

　　3.2 盾體

　　盾體所涉及內(nèi)容相對較多，主要包括前盾、中盾、盾尾以及人艙等，前盾連接的部件相對較多，如人艙以及主驅(qū)動等。盾體中盾與前盾存在較大差異，中盾內(nèi)部帶有加強環(huán)以及H架，此部件能夠充分保證中盾整體剛度及強度，能夠為推進油缸及拼裝機等的實際安裝提供了基礎(chǔ)。盾尾主要設(shè)置于中盾后部，為管片拼裝提供空間。在前、中、尾盾環(huán)向均設(shè)有多個Rp2的徑向潤滑孔，施工期間期間可對盾體預(yù)留孔進行膨潤土的注入，能從根本上降低土層與盾殼間產(chǎn)生的摩擦，并進而起到止水和防止漏氣的效果。在盾構(gòu)挖掘過程中，其中人艙為進行帶壓作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用即為調(diào)節(jié)設(shè)備壓力和安全過渡，因此若相關(guān)人員持續(xù)處于惡劣地質(zhì)條件下進行入土艙作業(yè)，即可利用人艙前往指定區(qū)域。

　　3.3 主驅(qū)動

　　主驅(qū)動系統(tǒng)的作用是提供刀盤正反方向掘削動力，同時承受刀盤掘削土體的軸向支撐反力。主動驅(qū)內(nèi)部帶有驅(qū)動系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、安全設(shè)置以及齒輪油潤滑系統(tǒng)，其中驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)部的主軸承負責(zé)承載軸向推力以及反推力，一般情況下，主軸承的實際使用壽命大于10000小時。在主驅(qū)動內(nèi)部主要包括內(nèi)外兩套密封系統(tǒng)，兩系統(tǒng)主要負責(zé)開挖掌子面土倉密封。

　　為保證變速箱內(nèi)部的各個部件能夠安全運行，變速齒輪油需進行冷卻處理，進而保證主驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在實際作業(yè)期間能夠及時對減速機等的油溫進行監(jiān)控，并能采取措施合理降低各類油油溫，避免其超過設(shè)定溫度，否則將引起主驅(qū)動機出現(xiàn)自動停機現(xiàn)象。

　　4 青島地鐵施工中土壓平衡盾構(gòu)機的應(yīng)用

　　4.1 盾構(gòu)始發(fā)及準備工作

　　實際施工過程中需要注意以下幾點：首先為洞門加固措施，此措施需提前展開，當(dāng)盾構(gòu)機安裝前兩月左右，應(yīng)針對始發(fā)井、接收井端頭采取鉆孔樁和垂直旋噴樁的加固措施，提高土體的強度和自穩(wěn)能力，同時達到止水的效果。旋噴樁按照鉆孔樁樁徑大小進行無縫搭接，并在始發(fā)端頭10×12m范圍內(nèi)加固，目的在于穩(wěn)固土體、加強其強度，防止塌方與止水、保持盾構(gòu)機正確姿態(tài)，順利始發(fā)。

　　其次為洞門安裝密封裝置，此工作的目的在于保障洞門防水措施能夠有效開展。實際施工過程中，由于洞口鋼環(huán)與盾構(gòu)外徑具有一定空隙，為防止地下水、土體在盾構(gòu)機掘進過程中于此處流失，出現(xiàn)安全隱患，特于洞門鋼環(huán)上安裝密封裝置，主要由橡膠簾布、扇形鋼壓板組成，是根據(jù)實際結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的密封裝置。其次為始發(fā)托架、反力架和負環(huán)管片的安裝工作，依靠始發(fā)托架提供較為牢固的支撐體系，保證實際操作過程中需要注意盾構(gòu)機軸線的垂直;反力架結(jié)構(gòu)方面應(yīng)能夠滿足實際工作過程中盾構(gòu)機帶來的反力作用，一般情況下此參數(shù)應(yīng)不小于15000kN;負環(huán)管片選用錯縫拼裝，通過管片持續(xù)為盾構(gòu)機掘進提供反力，保障盾構(gòu)掘進順利進行。

　　隨后需要注意的是盾構(gòu)始發(fā)階段的土壓。就上文所述的相關(guān)內(nèi)容展開分析，盾構(gòu)始發(fā)階段中的土壓預(yù)算可根據(jù)加固體的實際情況進行綜合考量，考量過程中結(jié)合反力架的承載情況進行綜合考慮，以實際過程中的承載情況科學(xué)、合理，能夠應(yīng)對工作需求為準，保證盾構(gòu)機推力滿足掘削加固區(qū)土體的要求，能夠有效工作的同時適當(dāng)提升土壓，加強工作效率。當(dāng)盾構(gòu)機過了加固區(qū)后，根據(jù)隧道埋深、土層性質(zhì)與地面荷載作為參照標準等計算出土壓理論參考值，掘進過程中根據(jù)盾構(gòu)機土倉隔板上布設(shè)的5個土壓傳感器測得的土壓數(shù)據(jù)對比分析，并對掘進參數(shù)進行實時調(diào)整，能有效控制因參數(shù)不合理導(dǎo)致出土過多、工作受到阻礙的情況。掘進過程中應(yīng)盡快采取各項手段使其盡快達到預(yù)算土壓，保障土壓處于控制范圍內(nèi)，盡可能的提升工作效率。與此同時，施工過程中應(yīng)注意監(jiān)測地面沉降數(shù)據(jù)，避免險情發(fā)生。

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