地鐵工程盾構(gòu)法的施工技術(shù)

劉 宏

(中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原 030000)

社會的發(fā)展推動了城市建設(shè)的發(fā)展，在此過程中，城市的交通問題日益突顯。要想有效解決城市交通中存在的問題，必須建設(shè)地鐵工程。盾構(gòu)法作為地鐵工程建設(shè)的常用方法，在地鐵工程建設(shè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。利用盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵工程建設(shè)有利于進(jìn)行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地鐵工程建設(shè)中最重要的內(nèi)容。

1 地鐵施工盾構(gòu)法概述

1.1 概念

目前城市地鐵工程建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)就是盾構(gòu)法，與其他地鐵工程建設(shè)技術(shù)相比，盾構(gòu)法具有許多明顯優(yōu)勢。地鐵盾構(gòu)法是一種新型施工技術(shù)，在城市地鐵工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其在應(yīng)用過程中也不斷得到改進(jìn)、完善。利用盾構(gòu)法建設(shè)地鐵工程能夠有效提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量，優(yōu)化地鐵工程經(jīng)濟效益和社會效益。隨著盾構(gòu)法的不斷成熟完善，其越來越適用于地鐵工程施工建設(shè)，在地鐵工程施工建設(shè)中發(fā)揮了不可或缺的作用，逐漸占據(jù)了傳統(tǒng)的地鐵隧道挖掘方法的應(yīng)用市場，成為了目前地鐵工程建設(shè)最常用的施工技術(shù)。地鐵盾構(gòu)法施工效率很高，安全性也很強。利用地鐵盾構(gòu)法進(jìn)行施工時，主要的機械設(shè)備是盾構(gòu)機。盾構(gòu)機常用于地鐵工程支撐穩(wěn)定、注漿工作、挖掘工作。換言之，地鐵工程的隧道建設(shè)可以通過盾構(gòu)機完成掘進(jìn)。同時，在掘進(jìn)過程中，盾構(gòu)機的盾殼還能起到支護作用，以便優(yōu)化施工效果。

1.2 發(fā)展歷程

在近十年的時間里，城市地鐵盾構(gòu)法才興起并取得發(fā)展。為此，地鐵盾構(gòu)法是一種比較新型的施工技術(shù)。但與此同時，地鐵盾構(gòu)法由于其諸多突出優(yōu)勢在地鐵工程建設(shè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用，并在應(yīng)用中不斷總結(jié)，得到改進(jìn)和完善，其應(yīng)用水平不斷提高。隨著地鐵盾構(gòu)法的應(yīng)用日益成熟，其越來越適用于城市地鐵工程建設(shè)，逐漸取代了傳統(tǒng)的地鐵工程建設(shè)方法，在地鐵工程建設(shè)過程中發(fā)揮了十分重要的作用。中國目前所有城市的地鐵建設(shè)都采用到了地鐵盾構(gòu)法，我國平原地區(qū)城市地鐵工程建設(shè)更是離不開地鐵盾構(gòu)法。施工效率高、施工安全性強是地鐵盾構(gòu)法的突出優(yōu)勢，也是其在城市地鐵建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用的重要原因。我國的城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市中涌入的農(nóng)村人口越來越多，呈現(xiàn)出聚集效應(yīng)。地鐵是一項十分重要的城市公共事業(yè)，其建設(shè)必須充分考慮城市交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)情況。在地鐵工程建設(shè)過程中，要真正發(fā)揮出盾構(gòu)法的價值和意義，就必須讓盾構(gòu)法更加適用于地鐵工程建設(shè)。完善的城市交通網(wǎng)絡(luò)能夠很好的發(fā)揮出盾構(gòu)的作用，推動交通業(yè)的發(fā)展，使交通業(yè)更好地適應(yīng)城市發(fā)展的步伐，做到與時俱進(jìn)。當(dāng)前城市地鐵盾構(gòu)法仍然存在一些問題，這些問題的存在影響了地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量和效益。例如，盾構(gòu)機的進(jìn)出。

1.3 基本原理

盾構(gòu)機是地鐵盾構(gòu)法的主要機械設(shè)備，其在地鐵工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。盾構(gòu)機的主要組成部分包括挖掘系統(tǒng)、穩(wěn)定支撐系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)，其功能主要是在盾構(gòu)機挖掘過程中支撐、穩(wěn)定挖掘的孔洞，從而保護挖掘的孔洞。盾構(gòu)機的尾部能夠利用注漿系統(tǒng)對隧道圍巖進(jìn)行注漿，從而加強圍巖的穩(wěn)定性，增強施工安全性，為地鐵隧道的挖掘、支撐等發(fā)揮保障作用。盾構(gòu)機外部具有十分堅硬的鋼殼，為此，在挖掘過程中盾構(gòu)機不容易受到損害。在盾構(gòu)機的工作過程中，其尾部也會進(jìn)入工作狀態(tài)，整個盾構(gòu)機的工作情況是前面進(jìn)行挖掘施工，后面進(jìn)行注漿操作，挖掘和注漿同步進(jìn)行。注漿操作應(yīng)做到嚴(yán)苛把控盾構(gòu)機操作對周圍涂層的影響，以便確保地鐵隧道能夠安全、穩(wěn)定地運行。

1.4 特點

地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)興起時間較短，是一種新型的、先進(jìn)的隧道挖掘技術(shù)，在近年來的城市地鐵工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。盾構(gòu)法的施工場所通常都位于地下，為此能夠在具有密集建筑或人群流動量很大的環(huán)境下進(jìn)行施工。地鐵施工盾構(gòu)法的特點主要有三個，即對環(huán)境影響較小，精確度很高，能有效節(jié)約成本。首先，環(huán)境影響力較小。地鐵盾構(gòu)法在應(yīng)用施工過程中不會制造很大的振動或噪聲，為此不會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響，能夠用于許多環(huán)境，使用范圍廣?；诙軜?gòu)法對環(huán)境影響較小的特點，其能夠應(yīng)用于各種條件下環(huán)境的施工，有利于調(diào)控地鐵工程建設(shè)的進(jìn)度。地鐵盾構(gòu)法在地鐵工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用的主要原因也是其對環(huán)境依賴程度小。其次，精確度很高。地鐵盾構(gòu)法的主要機械設(shè)備是盾構(gòu)機，盾構(gòu)機的運行基礎(chǔ)是機械工程、測量工程、自動控制工程，這使得盾構(gòu)機的精度具有很好的保障。最后，能夠有效節(jié)約成本。利用地鐵盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵工程建設(shè)施工時，如果技術(shù)人員、操作人員技術(shù)嫻熟，則所需的人工將大大減少，管理成本也能得到顯著降低。同時，長期使用盾構(gòu)法進(jìn)行施工也能相對減少盾構(gòu)機的成本。

2 地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)要點

2.1 盾構(gòu)機進(jìn)出洞時作業(yè)控制

地鐵工程施工人員在進(jìn)行盾構(gòu)機的進(jìn)出洞操作時，必須對作業(yè)、操作進(jìn)行嚴(yán)格控制。利用盾構(gòu)機挖掘隧道，必然會涉及到盾構(gòu)機的進(jìn)出洞，而這一過程的作業(yè)控制直接關(guān)系到盾構(gòu)法的施工質(zhì)量。如果盾構(gòu)機進(jìn)出洞操作出現(xiàn)問題，則整個地鐵工程建設(shè)都有可能失敗。為此，施工人員必須充分重視盾構(gòu)機的進(jìn)出洞作業(yè)控制。通常情況下，盾構(gòu)機首先進(jìn)行進(jìn)洞作業(yè)，而后再進(jìn)行出洞作業(yè)。在盾構(gòu)機進(jìn)行進(jìn)洞作業(yè)之前，施工人員必須明確地鐵隧道的作業(yè)路線，避免出現(xiàn)較大的軸線誤差。同時，施工人員還應(yīng)仔細(xì)勘察施工路線周圍的環(huán)境，根據(jù)實際情況進(jìn)行具體的操作。如果存在威脅盾構(gòu)機施工作業(yè)的潛在因素，則必須在作業(yè)前制定好預(yù)防措施以及應(yīng)急措施，避免在施工過程中出現(xiàn)重大事故，干擾盾構(gòu)機的順利施工。在進(jìn)行盾構(gòu)機的出洞作業(yè)前，施工人員需徹底審查各項工作，避免存在漏洞影響出洞作業(yè)。

2.2 盾構(gòu)機挖掘施工時作業(yè)控制

盾構(gòu)機的挖掘作業(yè)是地鐵施工盾構(gòu)法的主要工作，此項作業(yè)在地鐵工程建設(shè)的盾構(gòu)施工中具有十分重要的作用。在盾構(gòu)機進(jìn)行挖掘施工的過程中，應(yīng)盡量避免挖掘施工對周邊土層產(chǎn)生較大影響，以保證開挖土層的穩(wěn)定性。要減少盾構(gòu)機挖掘施工對周邊土層穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，施工人員必須在挖掘作業(yè)前科學(xué)合理地調(diào)整盾構(gòu)機的參數(shù)。同時，在挖掘施工過程中，使用人員應(yīng)注意盾構(gòu)機的姿態(tài)，避免盾構(gòu)機因姿態(tài)問題影響挖掘工作的順利進(jìn)行。盾構(gòu)機的姿態(tài)不僅會影響挖掘工作的進(jìn)行，還會影響管片作業(yè)的拼裝質(zhì)量。為此，在盾構(gòu)機的挖掘施工過程中必須嚴(yán)格控制其姿態(tài)。盾構(gòu)機的姿態(tài)控制與注漿方式、盾構(gòu)坡度等各項參數(shù)具有十分密切的關(guān)系，只有在控制好各項參數(shù)的前提下才能真正實現(xiàn)對盾構(gòu)機姿態(tài)的有效控制。盾構(gòu)機各項參數(shù)量的控制需要建立在可靠的測量工作之上，在進(jìn)行可靠性的測量之后，才能實現(xiàn)對盾構(gòu)機各項參數(shù)量的精準(zhǔn)控制。此外，要將土體壓力控制在可控范圍內(nèi)，還需嚴(yán)格調(diào)控盾構(gòu)機的前進(jìn)速度和排土容量。

3 結(jié)語

地鐵施工盾構(gòu)法在城市地鐵工程建設(shè)中得到的應(yīng)用日益廣泛，為了有效保障地鐵工程建設(shè)的質(zhì)量，必須對盾構(gòu)法施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究分析。盾構(gòu)機進(jìn)出洞作業(yè)控制、盾構(gòu)機挖掘作業(yè)控制是地鐵施工盾構(gòu)法施工技術(shù)的要點，利用盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵施工時，必須重視要點控制，并根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況及變化進(jìn)行施工作業(yè)。