盾构施工标准化管理实践探索

盾构施工标准化管理实践探索

[摘要]简略阐述了我国某地区工程隧道工程盾构施工的实际情况,并在此基础上从临时设施设计标准化、盾构管片工厂化预制、施工智能化与机械化及盾构施工信息化应用几方面内容着手,对盾构施工标准化管理的创新实践展开了详细分析,旨在为相关工程盾构施工管理有效性的提升提供借鉴。

[关键词]盾构施工;标准化管理;质量控制

近年来,我国城市轨道交通建设已经迈入了全新的发展阶段,截至2020年,我国交通运输将完成铁路投资8000亿元,相关调查表明,2019年我国城市轨道交通总长度已经高达6426.84km。而结合我国整体城市轨道交通隧道工程施工的实际情况来看,有超过85%的工程都使用了盾构施工,为能切实保障盾构施工的高效开展,有必要对其展开更深层次的探讨。

1工程案例

主要从某越江隧道工程的实际情况出发对盾构施工标准化管理的创新实践展开分析,该越江隧道连通了该地区的某工业园区及红色旅游文化景区,其本身作为1条专用通道,根本目的便在于在旅游旺季使其同大量的观光人员越江需求相适应,同时该越江隧道也是该地区重点建筑之一,受到了国家及当地相关政府部门的广泛关注。该隧道总长度为2556m,由2条旁通道及2条圆隧道组成。东线与西线圆隧道总长度分别为1047m和1065m,均采用泥水平衡盾构,直径为10.47m,按照从东至西的方向展开掘进工作,本次施工所穿越的土层主要包括粘质粉土、淤泥质粘土及灰色粘土等。该工程选用了C55钢筋混凝土作为越江隧道的管片,并运用错缝拼装的方式进行实际施工。该钢筋混凝土的壁厚、环宽及抗渗强度等级分别为50cm、1.4m及S8。

2盾构施工标准化管理创新实践

2.1临时设施设计标准化

盾构施工的场地及所面临的环境条件通常情况都较为有限,然而盾构机及相关设施的体积都比较大,所以为能提升盾构施工标准化管理水平,相关工作人员要事先针对临时设施展开标准化的设计与规划,合理分配施工场地,确保相关构件装配具备方便重复利用、拆除及安装等特点。基于此,工作人员需针对当前盾构作业厂区的各方面实际情况展开详细的分析,并严格按照相关标准化的要求布置好周转材料存放区及盾构管片存放区等,优化开展盾构管片存放支架的布置工作,创新设计出专用的支架,与此同时,使用型钢焊接的方式,采用橡胶衬垫应用于管片接触面,以起到对于管片的保护作用。使用钢筋将管片架固定于地面之上,并确保支架的安全性及稳定性。在选用盾构管片存放支架的时候应当使用工厂化生产的方式,以提升其拆卸与安装的快捷性,最大限度实现支架本身利用效率的优化提升。在盾构作业场地标准化设计的过程中,工作人员应当创新设计相应的管线及走行系统,确保其布设的标准型,在盾构隧道的两侧分别展开对于走行系统和“一纤二道三水三电”的布置工作,并将其位置固定,在确保其功能得到充分发挥的同时保障盾构隧道中整体的美观度及整洁度。相关工作人员需严格落实好相应的工程化生产及模型化设计要求,针对盾构管线固定工作所涉及的定型挂钩、管片存放专用支架、水管抱箍连接式钢管、槽钢轨枕及镀锌钢板整体冲压走道板等材料按照相应的标准展开集中的制作工作,能有效减少成本的大量投入,并提升加工的质量,实现临时设施部件周转利用率的有效提升。工作人员在针对盾构隧道电力系统进行标准化管理的过程中需使用扁铁定型加工挂钩集中挂设固定,并运用LED灯带作为照明灯带,在挂钩的最上方进行挂设,然后按照相应的顺序进行光纤、照明电缆等设备的挂设。在盾构排水系统中,工作人员可以适当选用抱箍连接式钢管,如图1所示。该类钢管本身具有诸多优势,包括能够进行分节安装,并可方便展开运输和堆放工作等。为能有效对各水管的具体用途进行区分,工作人员可按照功能将水管涂上不同类型的颜色,并配上相应的文字对其水流方向及用途进行说明,如污水管及循环水管分别为暗红色及黄色。在走行系统的走道板方面,主要可使用镀锌钢板整体冲压成型,反向排空可以在原有的基础上对其结构刚度进行强化,再加上分块制作,能够最大限度保障走道板本身所具有的耐用性及防滑性,经过标准化设计的走道板具有方便清洗及美观简洁等优势。使用卡槽对轨道及轨枕展开连接,确保限位牢固可靠,免螺栓安装拆卸,能有效减轻工作人员的工作压力,更高效地开展相应的安装及拆卸工作。

2.2盾构管片工厂化预制

除了落实临时设施设计标准化以外,还可通过盾构管片工厂化预制来实现盾构施工标准化管理的目标。企业应当从建筑工业化理念的实际情况和相关要求出发,对盾构管片自动化生产线进行构建,将绿色、信息化、自动化及机械化等理念同盾构管片生产的各个环节充分融合起来,切实提升盾构管片预制工作的标准化水平,最终保障盾构管片预制的实际效率与质量,为后续操作的高质量开展创造良好的条件。在实际进行自动化生产流水线构建的过程中,工作人员应当充分考虑各工作之间的匹配性,包括管片蒸汽养护线、管片浇筑线、混凝土拌制、钢筋制作及管片预制模具等。工作人员在进行钢筋制作时可使用数控弯曲来保障钢筋制作具有更高的智能化与机械化水平。在管片预制生产线中主要包含横移系统、蒸汽养护线行走系统,其中横移系统主要由定位装置与横移小车所组成,而蒸汽养护线行走系统则包括驱动、行走和牵引。工作人员在对上述内容进行规划的过程中,要保障其能充分展现出应有的智能化及自动化水平。工作人员可以选择使用脱轨式振动平台展开混凝土的拌制工作,其中振动平台应采用专用的橡胶减振块,车轮会在模具进入振动平台中时,从轨道脱离并悬空,振动能量本身并不会对模具及车轮的使用年限造成明显的影响。

2.3施工智能化与机械化

基于常规盾构机械化作业展开相应的技术创新实践能在极大程度上突破长时间以来困扰盾构作业进度的各种问题,包括泥浆处置、盾构隧道洞内运输及盾构碴土运输等内容。工作人员通过对于碴土皮带机输送系统的创新应用,有效提升了盾构出土工作的自动化控制及机械化水平,切实保障了出碴效率的提升。碴土运输系统在构成方面包括垂直夹带输送系统及水平运输系统,涉及对于相关转载机、洞内水平皮带机等装置的应用。盾构机在皮带转运的过程中能将碴土向连续皮带输送机上进行输送,进而送到始发井当中,接下来再利用垂直夹带输送机向地面的碴土池中进行直接传输。以往在盾构施工的过程中主要会采用传统的电瓶车出碴模式,待到出碴斗车满载时,务必第一时间停止掘进工作,当满载碴土的电瓶车到达道岔处的时候,再将另一辆碴土车开至出碴口处,当完成上述一系列操作之后才能正式推进盾构掘进工作,通常情况下该过程需耗费30min左右。灵活实现对于碴土皮带机输送系统的有效应用能最大限度减少碴土输送过程中所涉及的成本投入,并实现工作人员劳动强度的大幅降低,对于出土效率的提升有着重要作用,同以往所使用的电瓶车出碴模式相比极大程度上提升了工作效率。与此同时,该系统本身还具有一定的节能性,有利于帮助盾构施工落实可持续发展的相关要求。强化开展对于超级电容车水平运输系统的创新开发与应用工作,可以有效保障出碴车的重载大坡道运行的安全性与稳定性。超级电容车本身有着使用年限长、充电效率高等优势,与此同时其本身还具有着更强的荷载及动力优势。在实际应用超级电容出碴车的过程中,工作人员不需为其配备备用电池,而其充电所耗费的时间相对较短,能充分利用其在隧道井口处短暂的停歇时间进行充电,优化开展对于真空抽浆系统的创新应用,可提升盾构泥浆清除效率,对于盾构施工标准化施工水平的提高有着重要意义。基于此,相关技术人员需深入分析盾构掘进的各方面实际情况,并在此基础上对相应的隧道内浆特性及盾构车架展开详细研究,进而构建出更加高效和实用的真空抽浆系统。该系统的应用可有效弥补以往所采用的纯人工清理方式中的各项不足,与此同时,其还具有维修方便及操作简单的优势,有助于保障盾构施工的标准化管理效率。

2.4盾构施工信息化应用

2.4.1远程监控大数据管理系统。在盾构施工标准化管理的过程中,工作人员应当适当加强对于信息化技术的应用,并在原有的基础上构建起相应的远程监控大数据管理系统,以便于帮助相关工作人员第一时间实现对于相关掘进参数的及时采集工作,并对其进行以及实时监控。灵活应用远程监控大数据管理系统能在相关手机应用程序的基础上,对盾构施工参数异常信息进行及时了解,并第一时间启动预警,以便于帮助相关工作人员针对问题采取快速高效的解决措施。远程监控大数据管理系统本身具备极为强大的数据分析能力,可以实时动态地针对设备管理与维护、导向异常及地表沉降等参数展开相应的数据统计分析工作,在充分分析整理数据的基础上,总结出技术经验,以便于为后续盾构施工的高质量开展提供参考依据。2.4.2BIM技术。BIM技术是盾构施工管理信息化的重要组成,对于工程全生命周期的标准化及精细化管理有着较强的优势。既可以高效实现对于相关数据的共享,还能推动工程整体工业化水平的提升。当前建筑行业中,BIM技术开始得到业界的广泛关注与应用,其本身作为一种新型的系统化方案及理念,能在建筑产品资源库进一步健全完善的过程中,切实体现出其在绿色建筑方面应有的作用。技术人员应当详细明确当前盾构施工及盾构管片预制全过程的工序特点,并在此技术上对相应的协同管理平台展开科学的构建工作,充分同BIM技术相融合,在利用BIM技术的同时,保障盾构施工的信息化水平,最终推动盾构施工的标准化进程。在盾构施工全过程中实现BIM技术的应用,能够有效提升包括施工协同管理、可视化交底、图纸优化、场地规划布置及三维建模等各个环节工作开展的效率,科学构建起盾构掘进施工模型,对相关掘进参数进行细化处理,强化各项施工工艺的应用成效,切实保障盾构施工整体的稳定性及安全性。

3结束语

强化开展对于盾构施工标准化管理的研究,能够切实保障盾构施工的有效性,对于相关工程的持续平稳开展有着积极的促进作用,基于此,相关工作人员要在综合考虑各方面影响因素的基础上,对盾构施工管理方式及理念进行创新,并在实践过程中积极总结经验教训,进而提升盾构施工整体的智能化及标准化水平,确保工程可持续发展相关要求的有效落实。

参考文献

[1]邹晖.地铁盾构施工设备管理及保养措施[J].低碳世界,2020,10(10):157–158.

[2]张孝广.盾构隧道穿越浅埋天然气地层瓦斯安全防控探讨[J].建筑安全,2020,35(7):12–16.

[3]刘海霞.济南地铁M标段盾构施工风险管理研究[D].青岛:青岛大学,2020.

[4]陈先智,刘锋,李开华.盾构施工信息化管理研究与应用[J].科技和产业,2020,20(6):138–143.

作者:马晓青 柏欣 张培元 单位:青岛市地铁十三号线有限公司