城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)探討

李彥辰

（平頂山市公路工程公司 河南平頂山 467000）

1 有關(guān)盾構(gòu)的特點

1.1 盾構(gòu)技術(shù)的靈敏性

一般來說，有關(guān)盾構(gòu)技術(shù)的靈敏主要是指在城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工中該盾構(gòu)的直徑與其長度的比。除此之外，由于盾構(gòu)的尾部可以隨意調(diào)節(jié)，而其頭部并不能隨意移動，在地下時，因為盾構(gòu)會被周邊的地層包圍，所以在施工之前會在管片與盾構(gòu)的盾尾的之間留有一定的空間，為之后的施工奠定良好的基礎(chǔ)。而且，在施工進(jìn)行之間，相關(guān)的技術(shù)工作人員會把盾構(gòu)的狀態(tài)調(diào)整為盾尾的狀態(tài)以有利于解決在施工時盾構(gòu)對施工的限制條件。當(dāng)盾構(gòu)所處的地層特質(zhì)為黏土?xí)r，整個的地下即包圍盾構(gòu)的土層呈半固體的狀態(tài)，以此在進(jìn)行盾構(gòu)技術(shù)施工時，盾構(gòu)的頭部進(jìn)入切口后無法移動，從而導(dǎo)致盾構(gòu)的切口也無法到達(dá)準(zhǔn)確的位置。在地下時，盾構(gòu)的切口通常是由切口與地層之間的大力擠壓來確定的，由此可見，盾構(gòu)的切口位置可以由人為改變，但是總的來說，有關(guān)盾構(gòu)技術(shù)的靈敏性主要是由盾構(gòu)自身可調(diào)節(jié)的自由度來體現(xiàn)的。

1.2 盾構(gòu)的幾種類型

盾構(gòu)的性能在城市軌道交通隧道施工中占據(jù)至關(guān)重要的位置，其性能能否滿足施工的具體要求，是決定最終施工的關(guān)鍵性因素。由此可見，對盾構(gòu)類型的選擇在施工中顯得尤其重要，同時也是施工能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵所在。通常盾構(gòu)是由其正面的機(jī)制形式來確定其類型名稱的，而在進(jìn)行盾構(gòu)的正面機(jī)械施工時，要注意排土、支護(hù)以及挖土的技術(shù)運用。在進(jìn)行排土?xí)r，要采用科學(xué)合理的技術(shù)和方法將挖出的土安全的送到地面上，以保證軌道交通隧道施工的順利進(jìn)行，不耽誤工程進(jìn)度。其次在支護(hù)方面，要防止土體流失或者坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)，確保其整體性。最后，在挖土?xí)r，要注意施工所需要的空間范圍，以滿足施工要求為前提，選擇良好的位置進(jìn)行挖掘。通過對以上類型的合理應(yīng)用，選擇適合的施工方式。

2 管片拼裝環(huán)縫襯墊作用

盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)推進(jìn)前后，兩環(huán)之間會產(chǎn)生較大的壓力。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，通常采用橡膠軟木在接縫內(nèi)制作襯里，保證環(huán)的力均勻，防止管子的碎裂。當(dāng)接頭裝配時，環(huán)容易變形，并且會引起環(huán)的變形。由于隧道整體剛度不高，縱向變形容易出現(xiàn)，裝配圓的接頭密度不同，會使環(huán)面不均勻，導(dǎo)致相鄰兩條管道在縱向上發(fā)生偏差，所以環(huán)螺栓是更困難的。另外，在錯誤的接頭裝配中，由于管子是固定的，并且由于工件之間的關(guān)系，圓圈不易產(chǎn)生變形，其圓度高，且隧道具有較大的剛度，因此裝配環(huán)圈時會產(chǎn)生誤差，但由于施工中的壓力較大，接頭處可能發(fā)生縱向開裂。對于接縫，通過使用襯套的不同壓力來調(diào)整各片的寬度誤差，減少施工中的壓力，避免因工件間的力的影響而引起縱向開裂。

3 施工中典型拼接方法

3.1 錯縫拼接

錯接接頭中的各塊相互固定，圓環(huán)不會輕易變形，圓度好，隧道整體剛度大，但環(huán)形間隙的壓縮不會產(chǎn)生累積誤差，而是由內(nèi)力克服，所以管道的施工壓力會變大，接縫處易產(chǎn)生裂縫，橡膠軟木墊在外力作用下產(chǎn)生壓縮變形，盾構(gòu)推進(jìn)施工由于盾構(gòu)姿態(tài)的控制，需要穩(wěn)定的環(huán)，每個塊承受不同的頂力。錯誤的接縫裝配是利用襯墊的不同密度來調(diào)整分段的寬度誤差，減小施工應(yīng)力，避免節(jié)段的縱向開裂。

3.2 通縫拼裝

通縫拼裝會使圓環(huán)極易變形，而且相鄰的圓形也會產(chǎn)生同種程度的變形。除此之外，交通隧道盾構(gòu)施工時，會因為隧道的剛性比較差，容易發(fā)生縱向的變形，其次就是各塊之間的頂力差異不同，會產(chǎn)生一定的誤差，從而造成環(huán)面不平整情況的出現(xiàn)。

4 盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)洞時的相關(guān)技術(shù)措施

當(dāng)盾構(gòu)在孔中時，切削前端的壓力將消失，當(dāng)盾構(gòu)向前移動時，其頂力將減小，這主要是因為管片產(chǎn)生過大的頂力。為了避免管片隨盾構(gòu)運動而移動，需要在混凝土施工過程中拉長管環(huán)的縱截面，從而使鋼管的縱向部分可以用鋼筋拉拔，從而可以更好地固定。這種方法雖然有一定的效果，但會增加施工的工作量，因此在入洞后應(yīng)盡快拆除。

目前在我國廣泛應(yīng)用的是出口孔的密封技術(shù)，即橡膠環(huán)密封在隧道洞口，然后用單向鉸接板密封。然而，當(dāng)進(jìn)入孔時，沒有更成熟的技術(shù)來密封孔。在入洞過程中，會有許多安全隱患。在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程中，由于盾構(gòu)的移動方向與孔的方向相同，密封裝置隨著盾構(gòu)的移動逐漸受損，無法形成完整的密封，最終無法達(dá)到預(yù)期的密封效果。但是，如果在密封裝置中使用氣封，將獲得良好的密封效果。安裝氣囊時，應(yīng)確保孔被埋入，使盾構(gòu)推進(jìn)時不會損壞。氣囊應(yīng)選擇多圈形式，每個氣球必須有自己的充氣管。在確定氣囊數(shù)量時，應(yīng)充分考慮屏蔽入口的環(huán)境。一旦屏蔽從安全氣囊區(qū)域中移除，就需要再次充氣氣囊，以確保氣囊緊緊地附接到隧道段的外弧形表面。充氣氣囊將產(chǎn)生一定的張力，在隧道孔的間隙中產(chǎn)生密封，氣囊內(nèi)的氣體壓力將密封孔。在設(shè)置氣囊數(shù)量時，應(yīng)根據(jù)隧道進(jìn)口的實際情況來確定。特別應(yīng)該注意的是，當(dāng)屏蔽件進(jìn)入孔時，應(yīng)避免氣囊受到破壞。

5 盾構(gòu)進(jìn)洞時洞口密封技術(shù)的探討

盾構(gòu)法掘進(jìn)和掘出是隧道段施工的開始和結(jié)束，現(xiàn)有的具有施工孔環(huán)單向鉸接板的密封橡膠圈是一種成熟的孔開密封技術(shù)。但是，對于孔中的孔的密封沒有理想的技術(shù)，由于入口處的密封問題沒有得到解決，入口的施工有較大的危險。由于屏蔽體的運動方向與孔內(nèi)的相對位置的關(guān)系，一般的密封裝置被屏蔽運動破壞，密封環(huán)不能設(shè)置，不能發(fā)揮密封功能。但如果將氣囊作為密封裝置在孔中使用，則會得到不同的結(jié)果。

6 施工中應(yīng)該采用安全措施

6.1 施工中的注意事項

由于城市軌道交通隧道施工的過程中，安全隱患較多，因此風(fēng)險也較大，所以在施工開始之前就要對其安全隱患進(jìn)行預(yù)估并提出相應(yīng)的解決方案，相關(guān)的工作人員在施工過程中要掌控其各個施工環(huán)節(jié)，確保軌道交通隧道盾構(gòu)施工的順利推進(jìn)直至安全完成。除此之外，在施工開始之前，工作人員應(yīng)當(dāng)將施工的流程以及需要注意的安全事項分發(fā)給在場的所有工作人員，并組織工作人員落實其安全注意事項。同時，全體施工人員要在施工開始之間，對施工現(xiàn)場以及周邊場地進(jìn)行勘察包括安全事項的控制點、作業(yè)程序以及應(yīng)急材料的場地進(jìn)行確定，特別是安全事故頻繁發(fā)生的地方進(jìn)行重點監(jiān)控和控制風(fēng)險的發(fā)生。最后，要確保每個施工人員能夠落實安全注意事項以及明確自身的職責(zé)和工作重點，以確保有備無患。

6.2 安全措施的必要性

城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工不僅僅是一項重大的工程，而且還關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)而影響到我國有關(guān)城市建設(shè)交通發(fā)展，所以，相關(guān)的工作人員要格外重視此類型工程的施工并保證最終的施工質(zhì)量可以滿足如今人們對新型交通的要求。在確定施工日期之后，相關(guān)人員要嚴(yán)格按照工程的要求標(biāo)準(zhǔn)以及安全注意事項來開展工作，萬不可馬虎行事。

7 結(jié)束語

總的來說，在城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工中采用有關(guān)盾構(gòu)的技術(shù)，有著許多優(yōu)點，例如安全性比一般施工技術(shù)高，施工效率也得到很大程度上的提高，所以相關(guān)工作人員也應(yīng)當(dāng)全面熟練掌握這類技術(shù)，以保證施工能夠順利進(jìn)行以及安全完成。一方面來看，城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工技術(shù)的掌握是順利進(jìn)行施工的重要基礎(chǔ)，對我國城市交通建設(shè)的發(fā)展也有著重要的推動作用。從另一方面來看，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在日后的城市軌道交通隧道盾構(gòu)施工中，施工的技術(shù)會更為完善，由此可見，我國日后有關(guān)城市交通的建設(shè)質(zhì)量會得到很大的提高。