1)地铁盾构掘进法施工概述
地铁盾构掘进法施工可以追溯到1818年布律内尔发明盾构机,获得专利权。1825—1843年盾构技术用于伦敦泰晤士河水底建设。从20世纪80年代开始,西方发达国家将盾构技术应用于地铁、排水隧道施工。近年来,我国开始将此技术应用于地铁、越江越海隧道、给排水隧道建设,代替原来开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法[9],盾构掘进机如图1-2所示。
图1-2 盾构掘进机
盾构法施工是地铁施工中一种重要的施工技术,通过盾构钢壳刚性支护保持开挖面稳定,利用盾构机前方刀盘开挖掘进,在盾构机尾部进行管片拼装形成初砌墙,实施壁后注浆使围岩基础稳定,用千斤顶顶住已拼装好的初砌并利用其反力推进盾构前进[10],盾构施工流程如图1-3所示。
图1-3 地铁盾构掘进法施工流程
地铁盾构法施工对地面建筑和环境影响比较小,施工无噪音、无振动、速度快、一次成洞、不受气候影响、基本不影响地面交通,开挖时可控制地面沉降,适用于隧洞洞线较长、埋深较大、不宜明挖的松散地层。但是盾构法施工精度要求高,对于盾构机选型、管片制作、管片选型、拼装、盾构掘进轴线控制都有严格的要求,在施工过程中只能单行前进、不可后退,具有很高的风险性。我国从20世纪50年代开始研究盾构法施工,1966年我国上海打浦路过江隧道运用盾构法施工并投入运行。目前,盾构法施工在北京、天津、深圳、成都、武汉、南京等城市地铁施工过程中得到了广泛的应用,已成为一种重要的施工技术。由于地铁施工的复杂性,本书只选取上文W4盾构掘进法施工对其施工活动进行进一步分解。
2)地铁盾构掘进法施工WBS分解
地铁盾构掘进法施工根据《盾构法隧道施工与验收规范》(GB 50446—2008)[11]、《地铁隧道工程盾构法施工技术规程》(STB/DQ—010001—2007)[12]、盾构法施工流程、施工特点分解为施工准备、竖井施工、盾构始发、盾构掘进、盾构到达、防排水、工程验收这7个主要施工活动,其中竖井施工、盾构始发、盾构掘进、盾构到达是盾构掘进法施工中重要的施工活动。表1-2对这7个施工活动进行了进一步分解。
表1-2 地铁盾构掘进法施工活动WBS分解(www.xing528.com)
3)地铁盾构掘进法施工活动可监测信息分析
地铁盾构法施工过程中需要对施工活动的多项施工信息进行监测和分析,如盾构轴线控制施工活动中可以通过对盾构轴线偏移、千斤顶推力、千斤顶数量、千斤顶位置、推进速度等信息进行实时监测,并对监控的信息进行分析和响应,从而进行施工方案完善和整改,对这些可监测信息进行实时监控为施工活动的安全性提供了保证。地铁盾构掘进法施工活动可监测信息的分析对地铁施工安全风险识别具有重要的意义。
地铁盾构掘进法施工非常复杂,施工过程中的信息非常多,颜晓健构建了较为全面的地铁盾构施工风险预警指标体系[13],在此基础上,本书根据科学性和操作性相结合、可比性、定量为主定性与定量相结合、动静态相结合的原则[14-15],去除工程验收部分,分析各项施工活动的可监测信息,分析结果如表1-3所示。
表1-3 地铁盾构掘进法施工活动可监测信息
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