地鐵隧道工程施工中的盾構(gòu)法研究

熊浩然

摘要：地鐵隧道工程施工的盾構(gòu)法應(yīng)用，解決多方面的隧道施工技術(shù)性及安全性問題，為未來城市地鐵隧道施工建設(shè)提供了有效的技術(shù)支持。本文將根據(jù)盾構(gòu)法施工應(yīng)用特點(diǎn)，對其在地鐵隧道建設(shè)方面的合理運(yùn)用做出分析，并指出其存在的相關(guān)問題與部分解決方案，以此為未來階段更好的運(yùn)用盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵隧道施工階段提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：地鐵；隧道；施工；盾構(gòu)法

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）5（b）-0000-00

現(xiàn)今，地鐵交通技術(shù)應(yīng)用逐步廣泛，各地區(qū)的地鐵交通環(huán)境建設(shè)速度不斷加快，使之成為城市現(xiàn)代化發(fā)展的重要內(nèi)容。為更好的提高地鐵交通使用效益及使用安全性。做好地鐵隧道施工的施工工藝探究尤為必要，尤其是盾構(gòu)法研究應(yīng)用，是未來階段地鐵隧道建設(shè)技術(shù)應(yīng)用的主要方向，對提高城市地鐵建設(shè)質(zhì)量及建設(shè)使用社會效益具有重要意義。

1 盾構(gòu)施工基礎(chǔ)內(nèi)容

盾構(gòu)施工相比于傳統(tǒng)施工技術(shù)應(yīng)用安全更高，且具備良好的技術(shù)可操作性及環(huán)境適應(yīng)性，在不同技術(shù)應(yīng)用條件下均可發(fā)揮實(shí)際的施工效用。盾構(gòu)施工是一種一體化施工模式，將工程挖掘、隧道巖層處理及隧道支撐等多項(xiàng)施工技術(shù)應(yīng)用集中于盾構(gòu)施工設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)更高效的隧道施工環(huán)境。隨著近年來地鐵隧道施工工程數(shù)量的增加，地鐵隧道施工技術(shù)應(yīng)用逐步廣泛，將盾構(gòu)施工有效運(yùn)用于地鐵隧道施工勢在必行，充分解決隧道巖土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而造成施工階段土層塌陷問題，為地鐵隧道施工作業(yè)提供了完備的施工技術(shù)應(yīng)用體系。

1.1 盾構(gòu)施工法原理

盾構(gòu)施工機(jī)采用盾構(gòu)鋼殼作為前側(cè)固定掘進(jìn)設(shè)備，設(shè)備推動動力來源根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的種類略有不同，現(xiàn)階段較為常用的地鐵隧道工程施工盾構(gòu)機(jī)主要有半機(jī)械式、擠壓式及全機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)等。按照施工作業(yè)環(huán)境及地鐵施工設(shè)計(jì)方案的不同，各類盾構(gòu)機(jī)均有多個(gè)分支。其基礎(chǔ)原來采用壓力動力進(jìn)行推進(jìn)挖掘，由于盾構(gòu)機(jī)鋼殼結(jié)構(gòu)承載力較高，所以可有效的隧道施工方面形成重力支撐，從而為前端及后端工程施工提供安全的施工空間?，F(xiàn)代盾構(gòu)施工機(jī)多采用電子技術(shù)操作，手動操作在小型隧道施工方面較為常見，通過數(shù)據(jù)控制壓力布局，根據(jù)隧道空間結(jié)構(gòu)對盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向進(jìn)行控制，以此根據(jù)確保工程施工可以按照預(yù)期規(guī)劃設(shè)計(jì)有序開展。

1.2 盾構(gòu)施工的階段劃分

盾構(gòu)施工涉及工程項(xiàng)目較多，如在短期內(nèi)進(jìn)行多項(xiàng)目同時(shí)施工，則易造成施工現(xiàn)場過于混亂，同時(shí)盾構(gòu)機(jī)施工強(qiáng)度也易過高，從而導(dǎo)致安全事故問題的發(fā)生。所以為更好的進(jìn)行盾構(gòu)施工作業(yè)。通常將盾構(gòu)施工分為三個(gè)階段。首先是始發(fā)作業(yè)階段，該階段主要對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行檢查并安裝加固，按照工程施工設(shè)計(jì)要求對盾構(gòu)機(jī)操作方向進(jìn)行調(diào)整，使盾構(gòu)機(jī)與巖土層結(jié)構(gòu)能夠有效銜接。其次是盾構(gòu)掘進(jìn)階段，該階段主要是工作內(nèi)容即利用盾構(gòu)機(jī)氣動能力，開展土層挖掘及深度掘進(jìn)作業(yè)，進(jìn)而使隧道結(jié)構(gòu)形成基礎(chǔ)大框架。第三階段是盾構(gòu)機(jī)到達(dá)處理拆機(jī)階段，在施工進(jìn)度達(dá)到預(yù)期工程施工規(guī)劃階段后，可將在對土層結(jié)構(gòu)加固后進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)拆除，以便為后續(xù)階段的地鐵隧道施工預(yù)留空間。

2 盾構(gòu)施工法相關(guān)技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量問題

盾構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用雖綜合優(yōu)勢明顯，但在實(shí)際操作方面仍易收到環(huán)境因素及人為因素等相關(guān)要素的干擾，繼而使盾構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用效益大打折扣。對此要根據(jù)不同分析產(chǎn)生原因，做好具體問題具體分析，以此實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工法的科學(xué)化及合理化運(yùn)用，為后續(xù)階段更好運(yùn)用盾構(gòu)施工法開展地鐵隧道施工創(chuàng)設(shè)有利的施工技術(shù)應(yīng)用條件。

2.1 管片滲水

管片滲水在盾構(gòu)施工法技術(shù)應(yīng)用方面較為常見，引起盾構(gòu)施工出現(xiàn)管片滲水的原因相對較多，首先是管片結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題引起的管片滲水問題，該問題產(chǎn)生使施工過程中水泡數(shù)量增加，在拼裝完成后， 相關(guān)的水質(zhì)量分子將直接通過滲透的方式繞過密封層，使下層結(jié)構(gòu)受損。需要在后續(xù)階段的施工作業(yè)方面進(jìn)行二次施工處理，導(dǎo)致施工成本增加。同時(shí)對后續(xù)盾構(gòu)設(shè)備的運(yùn)行安全及施工作業(yè)人員人身安全均產(chǎn)生一定波及。其次是止水條質(zhì)量問題導(dǎo)致管片滲水問題，該問題產(chǎn)生易使隧道密封墊層出現(xiàn)閉水圈控水能力下降問題。直接造成后續(xù)階段工程應(yīng)用出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題。第三是管道及盾構(gòu)姿態(tài)不正確問題，該問題使管片結(jié)構(gòu)措施，臨近管片結(jié)構(gòu)吻合性下降，難以有效的保障管片的正產(chǎn)使用，繼而出現(xiàn)滲漏問題。

2.2 進(jìn)出洞隧道質(zhì)量問題

進(jìn)出洞隧道質(zhì)量問題產(chǎn)生主要由負(fù)環(huán)管片及盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量問題。通常情況下地鐵隧道施工需要對老舊的管片及低效率管片進(jìn)行替換，以便保障管片的使用效益。而在部分工程項(xiàng)目施工階段，為節(jié)省工程成本，未能技術(shù)對部分質(zhì)量問題管片進(jìn)行置換，同時(shí)相關(guān)的施工操作也并不廣泛，各管片間銜接緊密性差，進(jìn)而使前期施工該階段管片施工安裝失去實(shí)際使用效益，因此造成進(jìn)出洞隧道質(zhì)量問題。盾構(gòu)進(jìn)洞生產(chǎn)并非是單一的工程安裝及機(jī)械施工處理項(xiàng)目，而是人機(jī)磨合的一個(gè)過程，需要施工人員及盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)行緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)地鐵隧道施工作業(yè)的順利完善，而部分工程施工單位雖然施工技術(shù)人員專業(yè)技能較強(qiáng)，但對于盾構(gòu)機(jī)技術(shù)操作應(yīng)用水平不高，難以充分的發(fā)揮盾構(gòu)機(jī)使用效益，因而促使其出現(xiàn)隧道進(jìn)出洞質(zhì)量不達(dá)標(biāo)及隧道結(jié)構(gòu)壞損問題。

3 盾構(gòu)施工質(zhì)量控制方法

盾構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的提升方法較多，需要結(jié)合工程施工要求選擇適宜的盾構(gòu)施工方案，以便有效的發(fā)揮出盾構(gòu)施工的實(shí)際作用，解決施工過程中的技術(shù)性及質(zhì)量問題。

3.1 施工設(shè)備的合理選擇

施工設(shè)備的合理選擇尤為重要，是提高地鐵隧盾構(gòu)施工質(zhì)量的有效途徑。在施工前期階段，要對所需施工區(qū)域的巖土層強(qiáng)度做出分析，并將土層含水量及粘稠度數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)取樣，根據(jù)取樣分析結(jié)果選擇破巖強(qiáng)度最高及施工強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化水平最優(yōu)的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工操作。盾構(gòu)機(jī)的選擇必要結(jié)合多方面的工程施工建議，按照工程施工計(jì)劃方案合理選用，以便確保在施工階段盾構(gòu)機(jī)不會出現(xiàn)設(shè)備故障及使用安全性問題，使盾構(gòu)機(jī)應(yīng)用更符合地鐵隧道工程施工需要。

3.2 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

不同施工環(huán)境下所選用的盾構(gòu)機(jī)操作姿態(tài)均有差異，為保障姿態(tài)選用的正確性及操作準(zhǔn)確性，需要采用人工測量及盾構(gòu)機(jī)設(shè)備測量兩種數(shù)據(jù)測量方式，同時(shí)要參考管片結(jié)構(gòu)位置，選擇設(shè)計(jì)線中間位置進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，以便為后續(xù)階段管片應(yīng)用安裝提供實(shí)際便利。如在盾構(gòu)機(jī)控制方面出現(xiàn)姿態(tài)誤差，則要及時(shí)調(diào)整，并控制盾尾間隙。

3.3 管片二次補(bǔ)漿

管片二次補(bǔ)漿需要首先進(jìn)行螺絲孔表面清理，而后在其產(chǎn)生滲漏部分進(jìn)行電鉆鉆孔，采用高強(qiáng)度砂漿進(jìn)行封堵處理，注漿材料的選用主要以環(huán)氧樹脂為主。為避免后續(xù)階段的滲漏問題，需要在首次封堵完成后，進(jìn)行環(huán)縱縫的二次封堵處理，以便有效的解決管片滲漏問題，提高地鐵隧道施工可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，地鐵隧道工程施工的盾構(gòu)法應(yīng)用在理論層面研究分析難度較低，在實(shí)際操作方面難度相對較高，需要對盾構(gòu)機(jī)選用及盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制等進(jìn)行良好掌握，從而使盾構(gòu)在地鐵隧道施工方面充分發(fā)揮土層挖掘及結(jié)構(gòu)支撐優(yōu)勢，為地鐵隧道施工的順利及安全進(jìn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂軍鵬. 盾構(gòu)法施工在地鐵中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2015（22）.

[2]方恩權(quán)， 楊玲芝， 李鵬飛. 基于Peck公式修正的盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測研究[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù)， 2015， 52（1）.