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地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护研究

2019-11-27刘勇

智富时代 2019年9期
关键词:盾构桩基桥梁

刘勇

【摘 要】近几十年来,人们在快速发展境界的时候也造成了许多的环境问题。在国际社会上,世界各国人民的环境意识都在普遍加强,着重表现在衣食住行各个方面。在出行方面,人们越来越喜欢选择新型的出行交通方式地铁来作为日常的出行工具,因为地铁与传统的交通工具汽车等相比,更环保更方便更快捷。地铁的诸多优点是其受广大市民青睐的重要原因之一,本文的旨意是深入分析地铁的盾构技术以及它对邻近桩基有何影响。

【关键词】地铁盾构技术;邻近桥梁桩基;影响;防护研究

盾构技术是地铁建造施工时广泛应用的一种技术,这种技术具有诸多优点因此才能够被大幅度应用,但是这种技术也有一定的局限,使用时会对周遭的环境造成很大的影响。本篇文章主要分析在桥梁附近建造地铁时应用盾构术会对支撑桥梁的桩基造成什么负面影响,并致力于提出解决的措施。

一、技术概述

盾构技术作为地铁施工的一种施工手段,在进行前首先要有明确的施工路线和施工图纸。首先需要明确地铁的行走路线及进出口位置,再掌握好地铁隧道总长度等各个方面详细的数据后,进行设计图的绘制。设计图给整个地铁建设起到了引导性的作用,所以盾构技术也应该遵循图纸的指示。在运用盾构技术进行施工时,基坑的建立非常重要,其主要是靠挖掘竖井来实现的。基坑确定完毕后,这时候需要使用地铁盾构机沿着竖直方向进行挖掘。在操纵地铁盾构机时一定要稳住机器的行进方向,要使其按照设计好的路线行进,直至打通设计图的另一端。地下的施工工程结束后,地面的工作也同样重要。在地面上也需要打好基坑,确立地铁站的具体位置,方便日后铺设地铁通道以供地铁通行。与其他方法相比,在建设地铁隧道时运用盾构法施工可以简化施工的程序,同时施工的效率也显著提高。盾构机的安全性也非常的可靠,能够最大程度上保证工作人员的生命安全。性能优越,安全有保障才是地铁盾构施工技术能够广泛运用的最主要原因之一。

二、影响的方面

(一)对桥梁桩基周围土质的影响

地铁盾构技术有一个非常明显的缺点,就是对周边施工环境的影响非常巨大。最容易受影响的部分就是施工地区的土壤,它的品质和特性容易被改变。因为地铁隧道是在地下进行时,需要向下进行挖掘和开发。所以在挖掘隧道使用盾构机器时,施工环境附近的土壤极有可能受机器的大幅度震动的影响而发生松动现象[1]。更严重时甚至可能出现塌方。随着挖掘的深度越深,时间越长,造成的问题也就越多越难解决,本段就列举一些最常见的问题。例如,施工现场附近的土体发生了明显的位移。位移分为水平方向和竖直方向上的,这两者相比较而言,竖直方向上土壤发生位移对施工进程造成的影响更为巨大。因为竖直位移也就意味着土壤发生了沉降或塌方现象,极易淹没隧道的施工现场。不仅会拖慢施工进度,而且对地下进行工作的施工人员也存在着一定的安全威胁。同时竖直位移产生的附近负面影响不仅仅表现在地下,还表现在地表以上。土壤塌方和沉降会影响到人们的正常生活。除此之外,在进行地下挖掘的过程中,往往会有大量的尘土被扬起而散发到空气当中,空气的质量会大大下降。并且隧道内的空气流通性非常的差,这是由于受地铁盾构机的阻拦而无法实现与地面的空气流通。空气不流通,盾构机器在使用时产生的热量就难以被散发,机器发热时就会大大降低其工作效率。

(二)在质量方面的影响

在桥梁工程中,桩基主要起到了承载的作用,因此桩基质量与桥梁质量有着直接关系,它的地位是非同小可的。桥梁桩基的承重原理是将桥梁表面受到的负荷传递到土质紧实的土壤中,以此来减少桥梁上方的压力,进一步提高桥梁的承重性能[2]。同时,桥梁的使用年限在桩基的帮助下还能够延长。然而在建造地铁时,部分的桥梁桩基受各种因素的影响会发生位移的现象。因为在地下进行地铁隧道建设,盾构技术的进行会影响到土壤中的土质,例如土壤的紧实度可能会因此而改变。所以说,通过土壤对桥梁桩基就造成了一种间接的负面影响。如果负责传导负荷的桩基周围的土壤紧实度下降,那么土地就无法肩负起为桥梁分担重力的责任,在进一步的重力负荷下,桩基就会产生位移的现象,一旦位移现象产生也就意味着,桥梁的质量无法得到很可靠的保证。

三、防护措施

(一)技术及监测方面

根据多年的地铁建筑经验,在运用盾构技术时,做好施工过程的监控工作能够有效减少其带来的负面影响。监控工作需要监控的方面有很多,不仅仅要监测施工现场的周围环境,还要对施工过程的工作情况进行监控[3]。目前在盾构技术中,广泛应用的监控方式仍然是靠人力主导的。与传统建筑物相比,盾构施工技术对桥梁的影响比建筑物要大得多。究其原因是因为支撑桥梁重力的桩基打入地下的深度往往很大,所以在地铁建设时会受到比较明显的影响波及,导致桥梁的稳固性大大降低。这时候监控工作就发挥了它的巨大作用,做好施工场地周围的桥梁桩基的监控工作,可以时时刻刻关注着桥梁桩基的状态。一旦桩基出现问题就可以及时进行维修,能够有效避免桥梁瘫痪这种问题的发生。如何能够检测出桥梁桩基周围是否受到影响,可以使用以下方法。第一,通过在桩机旁设置一个水准仪。这种仪器可以对桩基的深度实时测试,通过深度变化来判断受到影响的程度深浅。水准仪的安装位置是至关重要的,如果安装的距离不对,那么会直接影响到检测数据的准确性。最恰当的距离是在25米处安装,在这个距离下检测得到的检测结果是最为精准的。第二,在选取好安装位置后,还应该注意水准仪的选取控制点距离。控制地点也是能够直接引导影响到数据准确性的一个因素,这个距离的选取应该在距离隧道两端50米处。第三,还有一个有效的检测方法,就是利用经纬仪这个仪器,只不过这两个仪器在相比之下,水准仪的应用更为广泛。

(二)施工工序方面

运用盾构技术来进行地铁建设是一项复杂而庞大的工程,施工工序非常繁多,施工难度的系数也比较大[4]。所以说,完善整个施工过程的施工工序具有不容小觑的重要意义。首先,要控制好施工现场外围环境的安全,需要设立阻碍围栏,禁止无关人员随意进出。除此之外,还要设置提醒标志,提醒行人和车辆尽量绕道而行,尽量减少突发问题的出现,确保将环境因素对更多技术的影响降到最低。在控制好外围现场安全的前提下,要把控好施工现场内的安全,可以从以下方面入手。施工材料的擺放要有序合理,不可随意堆积,以防发生损坏被投入使用后影响工程质量。施工工具的使用要规范合理,确保工具的安全使用。进入施工场地的工作人员的防护措施要做到位,安全头盔,安全防护服等要穿戴整齐。并且在现场要对施工人员的护具着装进行检查,对不按要求随意脱落安全防护具的施工人员进行严厉处罚。在进行每一项工序时,要详细记录盾构施工机的数据,方便日后巡检者进行数据查阅,便于对盾构施工机进行维修,有利于提升盾构技术的水平。

四、结束语

结合上文所讲,读者可以初步了解什么是盾构技术,这项技术为何会对桥梁桩产生聚的影响。本文通过深层次的分析可以很好地将这个问题阐述清楚,并根据这些影响因素的特性提出一些有指向性的防护方法,希望可以具备一定的参考意义。

【参考文献】

[1]刘秋常,马百顺,陈守开.盾构施工不同加固措施对临近高架桥桩基影响研究[J].中外公路,2018(1).

[2]曹鹏,吴梦军,李科,etal.隧道盾构施工对邻近桩基群影响的数值分析[J].重庆建筑,2018,v.17;No.175(5):23-29.

[3]钟彦之.双线盾构隧道施工对近接桩基和地表沉隆的影响分析[J].北方交通,2017(2):84-88.

[4]地铁盾构隧道施工对邻近已有隧道的影响分析[J].结构工程师,2018,34(5):156-161.

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