矩形盾构机是一种用于地下开挖的重大设备,可用于隧道建设、管道铺设或地下工程中。然而,在特殊地质条件下,如软土、泥浆、高水位等情况下,矩形盾构机的施工面临一些困难。本文将探讨在特殊地质条件下矩形盾构机施工的难点和对策。
一、软土地基施工难点及对策
软土地基是指土壤结构松散,含水量高,不具备足够的承载力的地质条件。在软土地基下使用矩形盾构机施工,会面临以下难点:
1. 车体稳定性差:在软土地基下,由于土壤结构不稳定,矩形盾构机容易发生侧倾、沉陷等问题。为了解决这个问题,可以采用增加盾构机的自重、提高车体稳定性,或者在软土地基下采用加固手段,如加固地基、注浆固土等。
2. 土层抗拔力小:软土地基下的土层抗拔力较小,容易造成盾构机卡顿、失控等问题。因此,在施工前要进行充分的勘察和设计,选择合适的盾构机类型和施工方案。同时,可以通过土壤加固、颗粒注浆、振动加固等手段提高土层的抗拔力。
3. 软土液化:在软土地基下,由于土壤中水分饱和,容易发生软土液化现象。这会导致盾构机施工面临严重的安全风险。因此,在施工前要进行充分的地质勘察,并采取相应的措施,如降低地下水位、改善土壤排水性能等。
二、泥浆控制难点及对策
泥浆是在盾构机施工中使用的重要材料,用于冲刷刀盘、润滑管片等。在特殊地质条件下,如含水量高、颗粒物大、黏度大等情况下,泥浆控制会面临以下难点:
1. 泥浆稳定性差:在特殊地质条件下,泥浆容易产生沉降、分层等问题,导致施工困难。为了解决这个问题,可以采用添加剂调整泥浆性能,提高泥浆的黏度、稳定性,以减少沉降和分层现象。
2. 泥浆搅拌效果差:在特殊地质条件下,由于土壤中含有大量的颗粒物,泥浆搅拌效果较差,不利于刀盘冲刷和土层排除。为了提高泥浆搅拌效果,可以增加搅拌功率、优化搅拌结构,或者选择适合特殊地质条件的刀盘和管片。
3. 泥浆处理困难:在特殊地质条件下,泥浆的处理往往是一个难点。由于含水量高、颗粒物大等问题,泥浆的过滤和回收难度较大。为了解决这个问题,可以采用高效的过滤设备、添加剂和分离器等,提高泥浆的处理效率。
三、高水位施工难点及对策
高水位是指地下水位较高,水压较大的地质条件。在高水位条件下使用矩形盾构机施工,会面临以下难点:
1. 盾构机防水性能差:在高水位条件下,矩形盾构机的防水性能较差,容易发生水涌、渗漏等问题。为了解决这个问题,可以采用增加盾构机密封性能、加固管片连接等措施,以提高防水性能。
2. 面土控制困难:在高水位条件下,面土脱落和水压控制是一个难点。为了解决这个问题,可以采用将盾构机与注浆技术相结合,进行面土注浆,增加围岩的稳定性。同时,可以采用合适的注浆剂和施工方案,控制面土的脱落和渗漏。
4. 排水困难:在高水位条件下,排水工作困难,容易导致施工现场积水。为了解决这个问题,可以采用合适的排水系统,如井点排水、外排水等。同时,需要充分进行水文地质勘察,了解地下水位、水压等信息,提前进行合理的排水设计。
综上所述,在特殊地质条件下,矩形盾构机的施工面临一些难点。为了克服这些难点,需要充分了解地质条件和特点,进行合理的勘察和设计,并采取相应的施工措施和技术手段。同时,需要加强施工现场监测和管理,及时调整施工方案,确保施工的安全和效果。