地鐵施工盾構法的施工技術探析

秘川川

摘 要：盾構施工是當前地鐵隧道施工的主要方法，由于地鐵工程地下施工的特殊性，盾構施工技術要求很高。為切實保障工程順利實施和施工安全，必須嚴格控制施工質量。文章圍繞地鐵工程盾構施工相關問題進行討論，首先闡述了盾構施工的基本原理和技術特點，其次對盾構施工中技術控制要點進行了說明。

關鍵詞：地鐵施工；盾構法；施工技術；方法；應用

引言

隨著我國現(xiàn)代化建設進程的逐步加快，城市建設水平逐步提高，與之相對應的龐大的城市人群給城市交通帶來巨大壓力。為了緩解城市交通壓力，保障人們出行正常，各級政府千方百計尋找新的交通解決方案。地下鐵路就是其中重要一項內容。地鐵以其低碳環(huán)保、高效便捷的優(yōu)點有效緩解了大型城市人群出行交通困難的問題，廣泛應用于世界各國大型都市中，已經成為城市現(xiàn)代化水平的一個重要標志。我國第一條地鐵于上世紀70年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已經或正在實施地鐵工程，地鐵建設已經成為我國城市建設的一項重要組成部分，受到社會各界的普遍關注。由于地鐵工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性給地鐵項目工程建設帶來很多與其它交通工程截然不同的特點和問題。作為地鐵工程中的關鍵部分，隧道施工目前普遍使用盾構法進行施工。該技術相對成熟，其以盾構機為主要施工設備，在土層中實施迅速的挖掘作業(yè)。在盾構機外殼強大的支護作用和千斤頂?shù)绕渌O備的配合下，盾構挖掘作業(yè)施工速度快，安全系數(shù)高，受到世界各地地鐵工程建設單位的普遍歡迎，進而廣泛應用于地下工程隧道挖掘施工中。我國地鐵事業(yè)正處于高速發(fā)展階段，加強盾構施工技術研究，深入把握盾構施工技術特點，對于改進我國地鐵工程建設質量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程成本，促進地鐵事業(yè)順暢健康發(fā)展具有極為有利的促進作用。

1 地鐵工程盾構施工技術的施工原理

盾構施工技術，顧名思義，其以盾構機為主要施工設備進行施工。盾構機具有堅強的盾構鋼殼，可以為地下挖掘施工提供極為可靠的安全保障。在盾構機挖掘行進過程中，盾構機的尾部同步進行持續(xù)的注漿作業(yè)。注漿作業(yè)可以最大限度降低盾構機挖掘過程中對周圍土層的擾動，從而保障隧道的穩(wěn)定。盾構機由刀盤、壓力艙、盾型鋼殼、管片和注漿體等部分組成，各部分各有作用，又相互配合，協(xié)調運轉，使得盾構機挖掘作業(yè)得以順利實施。盾構機在土層中的挖掘作業(yè)實際上包括三方面內容，一是確保開挖面穩(wěn)定，二是挖掘并排出土壤，三是進行補砌和注漿作業(yè)。

2 地鐵工程盾構施工技術的施工特點

盾構施工技術屬于較為先進的隧道挖掘技術，和傳統(tǒng)地鐵隧道施工技術相比，盾構施工技術在施工過程中具有如下特點：一是盾構施工大部分過程位于地下，對施工地點周邊環(huán)境影響很小，非常適合建筑密集、人群活動頻繁的城市環(huán)境施工。在采用盾構機進行地鐵隧道施工時，施工活動位于地面以下，施工過程中產生的噪音非常微弱，對周圍土層的振動也小，不必像其它工程施工那樣需要線路沿線施工現(xiàn)場進行特殊的布置安排，對地面活動，特別是交通運輸和周邊環(huán)境影響微弱。二是施工精度要求高。地鐵工程對于施工質量和工程安全可靠性有著很高的要求，為了達到這個目標，在工程施工時必須嚴格控制施工精度。在使用盾構機進行施工時，由于盾構機管片制作精度很高，從而保障了施工誤差能夠控制在一個極小的范圍內。此外，盾構機發(fā)掘作業(yè)時，只能向前行進，無法做出后退動作，一旦施工過程中出現(xiàn)后退現(xiàn)象，必然會造成盾構裝置受到嚴重損傷，從而產生不可預估的后果，嚴重影響工程進度和施工安全。為確保施工安全，在施工前期，施工人員一定要做好充分準備，防止任何可能導致盾構機后退現(xiàn)象的發(fā)生。另外，盾構機屬于專業(yè)設備，其設備參數(shù)與施工條件之間具有較為嚴格的針對性，施工隧道斷面不同，盾構機的設備參數(shù)也不一樣。在進行斷面面積大小不同的隧道施工時，必須對盾構機進行相應改造，甚至是專門設計制造，否則無法保證施工質量。

3 地鐵工程盾構施工中的技術控制要點

盾構施工技術含量很高，為保障工程質量，必須對各工序和操作予以嚴格控制，確保施工質量。下面對盾構施工各主要階段的施工技術控制要點逐一進行分析，以幫助大家更好的理解和把握：

3.1 盾構機進出洞時的作業(yè)控制

在使用盾構機進行挖掘作業(yè)時，進洞和出洞作業(yè)是盾構機工作的基礎操作和主要組成，其操作質量對于盾構施工來說具有極其重要的影響。如果進洞或出洞作業(yè)出現(xiàn)問題，藉由可能導致整個工程的失敗。為此，必須切實做好盾構進出洞作業(yè)，確保施工質量。盾構進洞前，首先要正確選擇隧道施工路線，防止軸線發(fā)生過大偏差。同時，要做好施工路線周圍地質環(huán)境勘察，針對可能會對盾構施工造成負面影響的因素，提前制定科學可靠的防范措施，避免施工事故發(fā)生。在盾構出洞前，也要做好相關準備工作，嚴格審查各項出洞條件，確認各項條件符合出洞標準后方可出洞。

3.2 盾構機挖掘前進時施工作業(yè)控制

盾構機掘進作業(yè)是盾構施工的主體，在整個盾構施工過程中占據(jù)最大的比例。在進行盾構掘進作業(yè)時，最主要的是要盡量減少盾構施工對周圍土層的影響，防止對土層產生過大的擾動，確保盾構開挖面的穩(wěn)定性。為達到這一目的，在施工過程中一般通過調整掘進參數(shù)來實現(xiàn)。在盾構機掘進施工過程中，盾構姿態(tài)是一個非常重要的概念，其指的是盾構掘進過程中的現(xiàn)狀空間位置，盾構姿態(tài)是評價盾構軸線與設計軸線之間的偏差是否滿足設計要求的重要指標，盾構姿態(tài)的好壞，直接影響到盾構掘進施工的順利進行和后面管片拼裝作業(yè)的質量高低。所以，在進行盾構掘進作業(yè)時，必須嚴格控制盾構姿態(tài)。施工過程中，對盾構姿態(tài)的控制是通過對注漿量、注漿方式、盾構坡度等十項參數(shù)的控制來實現(xiàn)的。為確保各項參數(shù)控制精準，準確可靠的實地測量是必不可少的。施工人員通過一系列規(guī)范化的科學測量，并結合盾構掘進過程中地面沉降的情況對掘進參數(shù)進行優(yōu)化，從而保證盾構開挖面的穩(wěn)定。此外，為保障掘進過程中土體壓力波動始終處于允許范圍內，必須隨時注意盾構機推進速度和排土量的調整。

3.3 盾構穿越粉砂層時施工作業(yè)控制

隧道線路周圍地質條件對于盾構施工影響巨大。對于盾構施工來說最為理想的施工環(huán)境是淤泥質粘土或淤泥質粉質粘土等軟土地層，如果施工線路途經粉砂層，那么施工難度將會大幅提高，必須運用一些特殊的方法。土體液化和出土口噴砂是粉砂層土體盾構施工的主要困難。要解決這個問題，就必須提升正面土體的流動性與止水性。具體施工中，可以通過適當提高土艙壓力和向土艙內加泥的方法予以處理。

4 結束語

盾構施工技術是目前地鐵隧道施工應用最為普遍的施工技術。隨著我國地鐵建設事業(yè)的逐步推進，盾構施工技術勢必發(fā)揮出更大的積極作用。技術人員要注意加強盾構施工技術的深入研究。在進行盾構施工時，要注意觀察各項參數(shù)和周圍環(huán)境的變化，結合以往的實踐經驗，及時排除異常情況，將施工參數(shù)始終控制在工程運行范圍內，確保工程質量和施工安全。

參考文獻

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