第2卷第8期2020年8月
智能建筑与工程机械
Intelligent Building and Construction Machinery
Vol.2No.8
谢强
(中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都611130)
摘要：地铁盾构施工是地铁工程中的重要环节，其中又以下穿河流及桥梁桩基施工难度最大。基于此，本文从开始施工分析、确定施工方案、实施施工监测三方面入手，对地铁盾构下穿河流及桥梁桩基施工提出相关建议，以供参考。
关键词：地铁盾构；下穿；桥梁桩基；监测；技术
中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：2096-6903(2020)08-0040-02
随着社会的发展，城市人口数量不断增加，城市交通运行压力不断增大，拥堵现象频繁发生。为了有效缓解城市交通压力，有条件的城市实施了地铁工程。在地铁工程施工过程中，盾构施工是其极其重要的一个环节。其中，盾构在桥址处穿越桥梁或桥梁桩的施工难度较大，对整个工程而言显得非常关键。提前做好施工方案，有效开展施工监测是确保这一关键环节顺利完成，降低整体项目风险，促进整体项目顺利推进的重要保障。
1施工分析和研究
地铁施工中，遇到下穿情况一般会有三种解决方案。其一是拆旧建新。分析施工条件，在可能的情况下，先拆除旧的桥体后在盾构范围内对既有桩一一破除，待盾构通过后，在原来的地址重新建设新的桥梁恢复运行。其二是桩基替换。对现有桩基进行分析，对影响盾构穿越的部分进行替换，再实施穿越，在这个过程中，需要对原桥梁进行观测，并确保其安全。第三是避绕改道。根据现有桥梁桩基的方位，设计规避线路，让盾构区间完全避开阻碍点，即将建设的隧道一般从阻碍位置的两侧通过。三种方案在施工工艺和资金投入上各有优势，在具体工程中，需要通过对施工环境进行分析，因地制宜，对三种方式的可行性进行综合比对和分析，最终按照技术上可行，经济上合理的原则，确认最合 适施工方案叫
在做好施工方案的初步选择之后，需要对技术难点进行分析，以便制定具体的施工方案。首先，要考虑施工环境中岩石的质地。若发现岩石软硬不一情况，如施工位置位于弱风化的泥质粉砂岩时，其属于软岩，其具有石英含量低，岩层厚度薄，洞顶围岩稳定性差等特点。当钻孔附近有断层时其属于硬质岩，于是盾构施工时需要时刻注意岩石软硬变化，制定遇到不同岩石软硬程度的解决措施。其次，要考虑刀盘易结泥饼等问题，要根
收稿日期：2020-06-15
作者简介：谢强(1988-)，男，四川成都人，本科，工程师，研究方向：水利水电施工管理。据施工所在地河床下地层土质进行具体分析，如其中黏土粒、细颗粒比重高，可推测在具体掘进进程中，刀盘冲击有可能形成泥饼。从而影响刀盘的有效开口率，使出土量难以计算，导致施工异常。第三，要考虑桥的安全问题。具体掘进中，如何提高对盾构机的控制是一大关键。如对土仓内土压控制不当，会对上层结构造成不利影响，表现为造成表面隆起或者下沉，带来安全问题。同时，引起桥桩失稳，周围土体可能会在水压之下冲入土仓，使得土仓压力激增，存在爆仓的巨大隐患，或导致喷涌的发生。最后，要考虑监测难度，在施工中及时进行实时监测，其难点在于输水隧洞位置特殊，监测布点难度较大，因此需要考虑合适的监测仪器，提高工人操作水平，从而保证测量精度，如图1所示。
图1盾构机下穿桩基示意图
2施工方案
在制定施工方案之前，需要明确总体施工思路，预设参数等，并在施工中开展有效监测，边施工边调整，以此提高施工质量。
(1)基础设备的选择。根据土质选好盾构机是施工的关键。一般来说，尽管岩石软硬有变化，但根据国内土壤质量分析，盾构区间需要穿越的主要为中强度风化粉砂质泥岩地层，以及局部的粗砂、砾砂地层。所以，在盾构机的选择上应首要考虑其掘进能力，以及其是否在硬岩和软岩层中都具有作业能力。其次是考虑密封性，盾构机需要具备良好的密封性能，孔隙不漏水且承压能
2020年第8期谢强：地铁盾构下穿河流及桥梁桩基施工与监测技术•41•
力强。同时，保压泵渣功能以及土压平衡功能要确保性能良好。掘进施工中遇到的岩石强度大，因此对盾构机的耐磨性有较高要求。最后，盾构机还应具备高精确度的控制能力，以保证线路方向的正确性。同时，在确定盾构机后，需要明确刀盘道具，做好其规格和数量的选择[2]o
(2)施工参数的预设。根据前期分析现将参数调整如下：土压力1bar；刀盘扭矩W2000kN•m；推力＜1500t；刀盘转速1.0-1.3r/min：推进速度20〜30mm/min；出土量W68m3；上部土压波动范围土0.1bar0以上参数均为初步盾构参数，最终还需要通过施工监测数据结果指导盾构掘进施工参数的改进。
(3)明确掘进模式。分析穿越的地理环境，根据地质土质，建筑物情况以及周边环境，选择合适的掘进模式。_般至少需要两种模式。第一种是针对软层土质的，即使用土压平衡模式，另一种是针对硬岩土质的，需要选择半敞开式模式。这两种模式需要结合施工推进的实际情况及时调整策略，同时可穿插进行，确保掘进的科学合理。
(4)掘进方向的控制与调整。盾构机不可能完完全全的按照设计线路前进，这是由地质软硬不一、存在坡度变换、工人操作不稳定等原因造成的。尽管一定范围内的偏差是可以接受的，但当偏差超过阈值限界会对隧道造成不利影响，严重的会导致地表形态改变等问题。因此，需要在掘进开始时就对轴线
方向进行合理把控。同时，在自动模式的前提下，进行人工测量以弥补技术盲区，两者相互辅助进行盾构姿态监测。其次，在选择管片时，以质量与精度为先，力求保持管片端面与计划的掘进方向的垂直。操作盾构机行的方向和位置是其关键，只有对其进行严格的姿态控制，才能确保顺利掘进。一般来说，实际轴线与方案计划的变差有一定的安全区间，其可以在安全区间内设置预警线，触达预警线后马上实行纠偏，通过以上措施可以较为有效的确保掘进方向的正确，但纠偏的过程不宜操之过快，防止纠偏过度。
(5)正确操作注浆。注浆可以分为同步注浆及二次注浆。前者是指在掘进过程中，盾尾空隙形成时同步进行填浆，为周围岩体提供有力支撑。这是有效预防空隙的较好的做法，也可以有效控制出现的地表沉降等问题。在同步注浆时需要选择合适的浆液、注浆参数和注浆工艺。在盾构推进时，盾尾形成空隙，及时填充空隙可稳定地层，防止沉降，同时有利于隧道衬砌的防水。二次注浆是为了在掘进过程中各环块的同步推进。因在同步注浆时，可能存在填浆量不足等问题，因此通过管片预留孔，进行再一次浆液填充可保证管片与围岩间隙之间的充实，保护周围建筑，减少安全事故。一般情况下，二次注浆采用水泥浆，但也存在使用水泥和水玻璃双液浆的特殊情况[3]o
(6)渣土的改良。随着施工的推进，工艺和设备的负面影响或有可能导致发生泥饼的情况将会显现，这需要提前做好预判和处理预案。为了确保盾构机顺利掘进，可以借助外加剂改良土体，例如分散剂、高压水、高分子材料等，使之接近更为理想的状态。
3施工监测
(1)合理选取和设置监测点。在设置监测点之前，需要针对工程施工特点，对周边环境进行充分的调查和取证，并由专业人员编制专门的监测方案。监测方案通过论证后，需要建立严格的水平及沉降监测控制网，以便于及时掌握盾构施工时和盾构通过后，对周围环境以及隧道的影响，做好数据的实时收集和分析。
(2)合理选取监测设备。选取电子水准仪DINI03和裸卡TS09，使用极坐标的测量方法开始施工监测，全过程按照国家二等水准测量执行。在监测中，为能够保持监测精度，仪器及后视基点均采用强制对中。
(3)合理推进监测过程。为提高监测工作质量，在开展监测前应充分考虑应急措施，制定应急预案。在盾构施工过程中派专人按照《城市轨道交通工程测量规范》对河流、桥梁进行巡视，对一切跑气、涌水或者沉降、隆起等异常现象进行及时记录，如果发生异常，必须第一时间做出应急措施。此外，在隧道内的监测主要包括管片间渗漏水、错台、管片破损以及渗漏水等情况，需要对这些情况认真做好记录。采取水平位移监测，按照相关技术要求和监测方法具体开展相关工作。当安全问题产生并接近限定阈值时，必须加大监测力度，并通过扩大对比范围，进行进一步的数据分析，采取必要措施控制不利影响。
4结语
盾构下穿河流及桥梁施工是地铁工程施工过程中的一大难点。在施工过程中，需要注重参数的调整、盾构机型和掘进模式的选择，以及注浆与渣土的改良，并按照相关要求规定，进行施工监测，根据监测数据及时调整施工方案，做到边施工边调整，从而确保工程质量和安全，确保整个施工过程中，不会出现任何渗漏、涌水等情况，同时确保桥梁的沉降与最大位移均在合理范围之内，使施工过程安全平稳。
参考文献
[1]李宗豪.地铁盾构施工风险的分析与控制智能城市[J].智能城市,2019,5(20):175-176.
[2]沙原亭.地铁盾构下穿河流及桥梁桩基施工与监测技术铁道建筑技术[J].铁道建筑技术,2015(10):16-22.
[3]李明华，张娟.盾构下穿桥梁及河流关键技术方案铁道建筑[J].铁道建筑,2015(7):54-57.
(下转第128页)
智能建筑与工程机械
2教学模式：团队授课、班级融合
“建筑设计VI”每个班授课教师团队都由一名理论基础扎实的教师和一名实践经验丰富的教师组成，课上两个平行班进行团队授课。在教学过程中形成专业互补、理实结合的授课模式。教师发挥其所长，从不同角度，分别讲解不同内容，以互补方式将所有问题逐一阐述。同学之间相互学习，取人之长、补己之短，起到共同思考的效果，多角度分析设计的合理性。
3教学手段：充分利用线上资源，多平台融合
利用“超星学习通”平台，可以有效检测与查验学生学习效果，通过后台学情数据分析，非常直观的展示学生学习情况；课后讨论方案先后采用“钉钉”“zoom”“腾讯会议”等平台；选用“”“QQ”发布通知、传输容量较大的学习资料，与学生讨论并进行问题反馈。通过“学堂在线”“中国大学MOOC”“一席”等APP线上平台观看知名学者演讲，拓展开阔视野性
4课程思政：针对时事，结合专业深入思考
从大师的思想，特殊时期的工程建设，遵守国家建设法规等方面引入课程思政，以“立德树人”为根本任务，塑造学生正确的“人生观、世界观、价值观”。加强思想深度、扩展视野广度、提升情怀温度。
例如在“传染病医院”设计的课程讲授中引入“火神山”“雷神山”“方舱医院”等同类型建筑，分析其设计特点与设计要求。提到特殊情况下全国各地建筑师临危受命、昼夜不眠绘制设计图纸，感受设计师的职业使命感。讲述建筑背后那些感人的建设者的故事，选取12张“云监工”们看不到的感动图片，让学生学习“逆行者”的责任感和大无畏的牺牲精神。
5结语
通过在线教学平台的监测，更清晰的看到学生在学习过程中出现的问题与学习效果。同时根据线下面对面的教与学，明晰问题所在。线上线下混合式教学相比传统的单一课堂授课模式具有很多优势，其可以充分利用现代化信息手段，通过大数据实时监测学生的学习效果，为学生提供更多学习的机会，推动师生共同进步。我院建筑学专业将继续探索”建筑设计”类课程改革的研究，做到整个课程体系综合授课模式的统一。
参考文献
[1]谢振宇，孙逸，姜睿涵，等.课程设计中知识点教学的分析与思考[C]〃全国建筑教育学术研讨会论文集,2017.
[2]刘淳，于戈.基于教学手段多元化构建的建筑设计课创新实践
[C]〃全国建筑教育学术研讨会论文集,2017.
[3]惠晶晶.混合式教学模式在高等教学改革中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报,2020⑵:150-152.
[4]陈军强，黄立本.高校青年教师思想政治工作的对策分析[J].湖州职业技术学院学报,2007(2):59-62.
Online and Offline Mixed Curriculum Construction of"Architectural Design VI"under the Mode of"Team Teaching,Class Integration n
ZHANG Lei,FENG Yong,HE Yan
(Changchun Institute of Architecture,Changchun Jilin130000) Abstract:In order to break the limitations of traditional face-to-face teaching and the singularity of online teaching,we have accumulated experience through"online teaching".With the teaching concept of"adhering to traditional genes,paying attention to the frontier dynamics,exploring the past and opening up the future*';
taking"team teaching,class integration"as the teaching mode；further explore and study the"online and offline hybrid mode1'curriculum construction of"architectural design*'.
Keywords:online and offline hybrid mode;combination of theory and practice;class integration
(上接第41页)
Construction and Monitoring Technology of Subway Shield Underneath the
River and Bridge Pile Foundation
XIEQiang
(China Water Resources and Hydropower Seventh Enginee「ing Bureau Co.,Ltd.,Chengdu Sichuan611130) Abstract:Metro shield construction is an important part of subway engineering.Among them,it is the most difficult to construct underneath rivers and bridge pile foundations.Based on this,this article starts with the construction analysis,confirms the construction plan,and implements construction monitoring,and puts forward relevant suggestions for the construction of the subway shield under the river and the bridge pile foundation for reference.
Keywords:subway shield;underpass;bridge pile foundation;monitoring;technology
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