地鐵隧道盾構施工掘進技術要點探究

陳繼勝

摘 要：由于盾構法可靠性水平較高，因此在地鐵施工過程當中得到了廣泛的青睞。

本文主要對這一技術使用過程的要點進行探討。

關鍵詞：地鐵隧道;盾構施工;掘進技術

一、淺析地鐵隧道盾構施工掘進技術的主要原理和特點

隧道盾構法顧名思義，指的是在進行地下掘進施工的過程當中，借助護盾作為主要的保護措施，并且利用盾構機這一設備進行相應的操作，與此同時還要進行管片襯砌安裝作業(yè)的一種施工方法[1]。在施工之前，相關人員要在隧道的一端根據(jù)實際的情況進行豎井或基坑的挖掘工作，為接下來盾構機的組裝提供便利。在盾構法施工的過程當中，盾構機要根據(jù)事先設置的線路前進，同時在前進的過程當中將刀盤切削下的土通過螺旋機排除。在使用這一技術進行掘進工作的過程當中，還需要在襯砌周圍的縫隙當中適當?shù)貕鹤⑺酀{，這樣才能在最大程度上避免施工過程當中地面下沉現(xiàn)象的發(fā)生。

當前，考慮到安全性等多方面的因素，我國許多地鐵工程在進行建設的過程當中已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)的明挖施工的方式，而是統(tǒng)一采用盾構法來進行掘進工作。而盾構機的類型豐富多樣，最常見的是土壓平衡式和泥水平衡式等幾種類型的。

在我國各類地鐵工程的施工過程當中，盾構法在我國有悠久的應用歷史。具體而言，使用這種方式來進行地下隧道的開挖工作，相比于傳統(tǒng)的明挖方式，能夠在最大程度上降低地鐵施工過程對于城市周圍其他建筑物所產生的負面影響，除此之外，在使用這一種方式進行操作的過程當中，所需要耗費的人力資源的強度也能夠在最大程度上得到降低。與此同時，由于這種方式相比于傳統(tǒng)的方式能夠使得施工速度得到更為有力的保障，因此，在保證地鐵完工工期方面也能夠做出一定的貢獻。但是這種方式同時也存在著不可忽視的缺陷，那就是在購入相應的設施的時候需要花費較大的資金，與此同時，機器本身的結構十分復雜，在操作的時候也需要面臨一定的難度，同時要想對其進行維修還需要花費較高的成本[2]。

二、淺析地鐵隧道盾構施工掘進技術的主要要點

（一）淺析盾構始發(fā)以及初始掘進階段的要點

在地鐵工程的隧道開挖環(huán)節(jié)當中，盾構始發(fā)階段的重要性不容忽視。而且這一初始階段的操作難度水平跟隧道本身的深度以及尺寸還有周圍環(huán)境的復雜性水平有著密不可分的聯(lián)系。一般來說，在初始階段，不僅需要對相關的設備進行有效的準備，還需要根據(jù)周圍的情況來采取相應的措施，最大程度上保證開挖時地面的穩(wěn)定性水平。為了防止在開挖時開挖面出現(xiàn)崩塌的現(xiàn)象，要對始發(fā)及接收端頭進行水泥加固之外，如果地質本身較為惡劣，那么還需要采取相應的方式改良地基，這樣才能夠使得開挖面的穩(wěn)定性水平有所保障[1]。

而具體到始發(fā)過程當中，為了使得盾構在推進的過程當中所遭受到的阻力水平能夠降低，還必須事先準備好潤滑油，并且將其涂抹在軌道上還有刀頭等部位。這樣才能夠將這些部位的摩擦性水平降到最低。

在始發(fā)階段，對于相應的掘進參數(shù)還需要進行實時的調整和規(guī)范，而且還需要設置專門的試驗階段，在這個階段當中，相關人員要通過地表的沉降情況以及地層發(fā)生位移的情況來判斷整體的參數(shù)是否準確，在發(fā)現(xiàn)問題的時候及時進行參數(shù)的調整[2]。

（二）淺析盾構正常掘進階段的要點

在盾構的試掘進過程當中，各項參數(shù)都已經(jīng)得到基本的確定，此時就可以過渡到正常掘進的階段當中。而在這一階段當中，還需要對掘進模式進行相應的選擇。在進行這一選擇的時候，為了使得整體的盾構機器能夠始終保持良好的工作狀態(tài)，就必須首先對一下兩大方面的基本情況進行保證。首先是要確保刀盤和刀具之間具有良好的適應性。其次是要保證渣土能具有良好的流動性，并且不會發(fā)生滲水的現(xiàn)象。在保證以上兩大方面的要素之后，就可以根據(jù)線路所在地的具體地質情況，來對具體的掘進方式進行選擇。一般來說，可以選擇的模式有三種，其一是土壓平衡式，其二是半敞開式，第三是完全敞開式[2]。

在實際的操作過程當中，由于地鐵隧道當中的地層情況可能會有所差別，因此操作人員必須根據(jù)不同的地層情況，來調整盾構的參數(shù)。這樣以來，盾構機才能夠在操作的過程當中滿足不同地質情況的要求，從而不影響整體土體結構的穩(wěn)定性，并且穩(wěn)步提高施工的水平。

除此之外，施工之前相關人員還要在施工過程當中對不同土層的參數(shù)進行測量，這樣一來，盾構機的參數(shù)調整才能夠獲得準確的依據(jù)。與此同時，還要對不同掘進模式的切換給予足夠的空間，至少要保持10米的范圍作為過渡階段。

最后，在掘進施工的過程當中，還需要對以下幾方面的要素進行實時的把控。其一是螺旋輸送機的排土量，其二是掘進機在掘進過程當中的姿態(tài)，最后是在這一過程當中隧道的地形出現(xiàn)變化的情況。只有對以上三方面的要素進行綜合的統(tǒng)籌，才能夠在最大程度上使得地鐵隧道掘進的過程當中不發(fā)生危險。而如果施工的地區(qū)坡度較大，那么除了應該提高對于開挖土量的控制嚴格度之外，還應當時刻關注注漿材料是否保持穩(wěn)定以及隧道內部的排水情況是否良好。

（三）淺析盾構到達掘進階段的要點

當盾構機按照原先的設計線路，完成相應的掘進施工，并且即將到達另一端的豎井時，就是所謂的到達掘進階段[2]。在這個過程當中也有一些施工的要點需要保障。首先是要采取各類措施來保證隧道的土體保持在較為穩(wěn)定的水平上，然后再以此為基礎，根據(jù)原先的設計方案，將盾構機進一步推進到豎井當中，完成整個推進過程。一般來說，到達這一階段之后，有兩種具體的技術方式可以實施。第1種方式是在盾構機到達目的地之后再對連地墻進行拆除，第2種方式是在到達之前就先對土層進行拆除。一般來說，如果接收端的土層較為穩(wěn)定，而且斷面較小，那么就可以使用第1種方式，這種方式的操作難度也較低。而如果使用第2種方式來進行加工，那么則能夠有效的保障周圍的地基穩(wěn)定性，防止其出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，同時也可以在很大程度上避免洞口出現(xiàn)滲水的情況。這兩種方式各有優(yōu)劣，主要的應用場景也有所差異。第2種方式在斷面較大的盾構工程當中應用的頻率較高。

在實際的施工過程當中，需要在盾構機距離豎井還有100米以及50米時，同時采用自動導向的方式和人工測量的方式，來調整盾構的姿態(tài)，并對其偏差進行糾正，并且不斷降低盾構機前進的速度，這樣才能夠在最大程度上保證盾構機到達豎井時的準確性。與此同時，由于減少盾構推力容易降低管片的反作用力，因此很容易使其裂縫處出現(xiàn)漏水的問題，所以技術人員還需要提前為管片安裝固定板，來避免漏水現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

三、結束語

當前我國各大城市都已經(jīng)逐漸提高對于地鐵隧道工程的重視水平，這一工程的建設和使用能夠在很大程度上緩解城市日益加劇的交通壓力，為市民提供更加便利的出行方式。而在這類工程施工的過程當中，往往需要使用到可靠性水平較高的盾構法來進行相應的隧道掘進工作。而在使用這一技術的過程當中，在不同的階段都有不同的技術要點需要加以關注。而本文正是立足于此展開相應的探討，對盾構施工技術所依賴的原理和具備的特點還有其施工過程當中不同階段的主要技術內容都進行了逐一對應的探討，希望能夠為我國地鐵隧道施工效率和安全性的提升貢獻一己之力，也希望隧道施工的技術人員能夠在運用盾構法的時候遵循技術原理，提高監(jiān)控力度，最大程度上保證施工過程的有效性。

參考文獻：

[1] 閆謀權. 地鐵隧道盾構施工掘進技術要點分析[J]. 工程技術研究， 2017（12）：124-125.

[2] 陳勇， 楊俊龍， 朱繼文. 急曲線地鐵隧道盾構法掘進技術研究[J]. 現(xiàn)代隧道技術，2017（z2）：330-336.