復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵盾構(gòu)施工要點探究

王健

中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司 北京 100000

地鐵盾構(gòu)施工中必須要對施工質(zhì)量控制有足夠重視度，結(jié)合具體施工情況，針對地鐵盾構(gòu)施工存在的問題，制定針對性的解決和控制措施，維持地鐵施工的順利有效開展。

1 地鐵盾構(gòu)的相關(guān)特點

1.1 盾構(gòu)法施工技術(shù)的特點

盾構(gòu)法是一種暗挖施工方法，是一種實現(xiàn)了全機(jī)械化的施工。在盾構(gòu)法具體施工過程中，將盾構(gòu)機(jī)械在地下推進(jìn)，主要借助盾構(gòu)外殼與管片對隧道內(nèi)四周的圍巖進(jìn)行支承，防止出現(xiàn)坍塌事故。在盾構(gòu)機(jī)械開挖面的前方使用切削裝置完成開挖施工，然后使用出土機(jī)械將開挖過程中的土料運輸出去。在開挖過程中，主要依靠千斤頂確保機(jī)械后部加壓頂進(jìn)，同時對預(yù)制混凝土管片進(jìn)行拼裝，最后形成隧道結(jié)構(gòu)。

1.2 盾構(gòu)法施工技術(shù)主要有有以下特點

（1）對地鐵區(qū)間隧道施工過程中周圍的地面建筑物與環(huán)境的影響較小。主要是因為盾構(gòu)法施工的隧道建設(shè)無須地面場地，是一種無噪音、無振動、無公害的施工方式。

（2）盾構(gòu)法施工技術(shù)對施工精度要求較高，因為盾構(gòu)法開挖掘進(jìn)的過程中，盾構(gòu)外殼與管片的質(zhì)量直接影響盾構(gòu)法施工的安全性與穩(wěn)定性，因此，管片制作的精度與機(jī)械知道的精度相似，要求將管片精度誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。除此之外，還要特別注意嚴(yán)格控制前進(jìn)盾構(gòu)施工過程中的隧道軸線偏差。

（3）盾構(gòu)法施工過程是單向前進(jìn)，不能后退的施工方式，具有一定風(fēng)險性。在施工過程中，如果盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障會嚴(yán)重影響施工進(jìn)度與施工安全性。因此，在施工之前，必須對施工機(jī)械仔細(xì)檢查與維護(hù)，確保施工機(jī)械的正常運行狀態(tài)。

（4）盾構(gòu)法施工技術(shù)的應(yīng)用需要具體情況具體分析，特別是在特定區(qū)域使用盾構(gòu)機(jī)，必須對地鐵區(qū)間隧道的埋深、斷面大小以及地質(zhì)條件等有全面了解與掌握，然后根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)資料對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行合理設(shè)計與改進(jìn)。

2 地鐵盾構(gòu)技術(shù)的意義

隨著盾構(gòu)設(shè)備的引入，越來越多的研究學(xué)者將研究重點放在該設(shè)備的施工工藝上。在專家學(xué)者的研究中，盾構(gòu)設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)已逐步應(yīng)用于地鐵項目的建設(shè)過程中。結(jié)合高科技信息技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)不僅可以加快故障的辨別診斷速度，而且還能提升地鐵建設(shè)的信息化水準(zhǔn)。提升故障的辨別效率還能對設(shè)備出現(xiàn)故障情況做出相應(yīng)的預(yù)測判斷。

3 地鐵盾構(gòu)施工過程中的控制

3.1 盾構(gòu)掘進(jìn)與管片拼裝的質(zhì)量控制要點

盾構(gòu)掘進(jìn)施工與管片拼裝是盾構(gòu)法施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)施工安全的重要保障。首先，重視盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與管片選型。在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與管片選型過程中，要對其進(jìn)行嚴(yán)格檢查與審核。其次，認(rèn)真分析盾構(gòu)法施工過程中的各種數(shù)據(jù)。盾構(gòu)機(jī)推力、盾構(gòu)機(jī)扭矩、盾構(gòu)機(jī)油缸行程以及地鐵隧道的地質(zhì)條件等數(shù)據(jù)信息會影響盾構(gòu)推進(jìn)施工質(zhì)量。因此，要對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行認(rèn)真研究與分析，以便合理控制成型隧道的管片拼裝質(zhì)量。再次，做好始發(fā)架定位。始發(fā)架定位的精準(zhǔn)度對盾構(gòu)始發(fā)質(zhì)量有重要意義，在進(jìn)行始發(fā)架定位時，要安裝防滾動設(shè)施，確保始發(fā)架定位準(zhǔn)確。還要注意將盾構(gòu)機(jī)調(diào)整成抬頭狀態(tài)，刀盤的中心位置要稍高于設(shè)計的軸線高度，將導(dǎo)軌安裝在始發(fā)架與洞門之間，能夠有效防止盾構(gòu)機(jī)的載投現(xiàn)象。

3.2 施工過程中相關(guān)盾構(gòu)掘進(jìn)的控制

（1）在掘進(jìn)施工過程中還需要注意對施工組織的優(yōu)化和完善，從確保各個工序之間能夠有效銜接，維持盾構(gòu)機(jī)持續(xù)運行狀態(tài)，盡量減少盾構(gòu)機(jī)在河流、橋梁下的施工時間。（2）土體改良。如果區(qū)域土質(zhì)較差，可選擇更換膨潤土等方式對土體改良優(yōu)化，提高止水的有效性，避免發(fā)生流沙等情況。（3）加大同步注漿量。注漿時，實際注漿量需要超過理論計算量，同時，注意注漿壓力的控制，最大注漿壓力不能超過0.3MPa，以確保不會因為盾尾擊穿而造成漏漿。

3.3 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

盾構(gòu)掘進(jìn)糾偏。盾構(gòu)前進(jìn)方向可通過千斤頂行程、油壓等參數(shù)控制，當(dāng)出現(xiàn)偏差時要及時對其進(jìn)行調(diào)整，提高參數(shù)設(shè)定管理有效性，以免因參數(shù)設(shè)置問題造成隧道軸線的偏離，隨時做好糾偏，確保土體不會有超挖以及擾動等情況出現(xiàn)盾構(gòu)掘進(jìn)方向控制。將人工測量與隧道自動導(dǎo)向系統(tǒng)相互結(jié)合，實現(xiàn)對盾構(gòu)姿態(tài)的有效監(jiān)測。結(jié)合系統(tǒng)中盾構(gòu)位置、垂直度等，優(yōu)化隧道設(shè)計軸線偏差，以此控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的調(diào)整。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)要控制在設(shè)計軸線以下位置，維持俯仰角整體穩(wěn)定，結(jié)合系統(tǒng)反饋條件，合理選擇盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸模式，實現(xiàn)對掘進(jìn)方向的有效控制。

4 地鐵盾構(gòu)施工的探究

4.1 建立地鐵盾構(gòu)相關(guān)知識庫

從地鐵盾構(gòu)檢測的功能來看，檢測的過程實質(zhì)上是獲取知識并將其運用到推理分析進(jìn)而判定故障類型的復(fù)雜過程。要想確保盾構(gòu)設(shè)備狀態(tài)故障與檢測過程的順利運行一個很重要的前提是依靠強(qiáng)大的知識庫。該系統(tǒng)可以從知識庫中提取盾構(gòu)設(shè)備故障的癥狀去對應(yīng)相符合的故障類型，進(jìn)而找出合適的解決方案選擇適當(dāng)?shù)姆绞絹頇z測故障設(shè)備。要想使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確，需要建立一個龐大的知識庫，將盾構(gòu)設(shè)備所遇到的各種故障類型及檢測事故全部錄入到知識庫中，方便維修人員調(diào)取有用的信息。

4.2 設(shè)計相關(guān)的推理機(jī)

在盾構(gòu)設(shè)備故障檢測系統(tǒng)中不可或缺的一部分就是推理機(jī)。它可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。換言之，推理機(jī)會根據(jù)盾構(gòu)設(shè)備故障系統(tǒng)檢測出的故障信息，再結(jié)合維修人員輸入的數(shù)據(jù)信息，綜合考慮，再調(diào)出知識庫中所儲存的知識，選擇合適的檢測方式，對整個盾構(gòu)設(shè)備的故障情況進(jìn)行分析，初步評估出本次故障的類型，在這一基礎(chǔ)之上進(jìn)行推理，找出設(shè)備產(chǎn)生故障的原因，完成故障檢測。

5 結(jié)語

地鐵的建設(shè)也逐漸惠及到多個地方，為了提高地鐵施工的工作效率，盾構(gòu)機(jī)被廣泛應(yīng)用于施工過程中。施工中為確保盾構(gòu)機(jī)正常運行，需要對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與維修。鑒于此，有必要研究地鐵盾構(gòu)設(shè)備故障與狀態(tài)檢測，促使地鐵工程的順利進(jìn)行。