地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)要點探究

楊江濤

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步，地鐵隧道工程技術(shù)的使用也更為專業(yè)化和精細(xì)化。地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工過程是整個工程系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分。盾構(gòu)始發(fā)工作不僅與工程的進度、質(zhì)量、安全等息息相關(guān)，還與其整個工程的使用壽命緊緊相連，影響經(jīng)濟效益和長久發(fā)展。本文將就地鐵隧道盾構(gòu)法概述、地鐵隧道盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)的前、中、后工作準(zhǔn)備和過程等進行闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道工程;盾構(gòu)法;施工技術(shù);安全

1 引言

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車數(shù)量的急劇增加在給人們的生活帶來便利的同時，也造成了嚴(yán)重的交通擁堵現(xiàn)象。而地鐵作為新興交通工具的出現(xiàn)，不僅緩解了交通擁堵現(xiàn)象，充分利用了地下空間，其獨具的準(zhǔn)時、安全、大容量和運行速度也為城市居民的日常生活帶來了更多的便利。因此針對地鐵的各種優(yōu)勢，我國現(xiàn)階段進入了大規(guī)模的城市地鐵規(guī)劃時代。在地鐵隧道建設(shè)的施工技術(shù)當(dāng)中，盾構(gòu)施工掘進技術(shù)是地鐵隧道的主要施工技術(shù)之一，在地鐵隧道的建設(shè)中具有舉足輕重的位置。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工的概述

地鐵工程在施工過程中，通常采用兩種隧道施工方式，一種是礦山法，對隧道進行暗挖施工，另外一種是盾構(gòu)法，此施工過程中都在地下進行。對于一些大中型城市而言，地鐵線路在規(guī)劃過程中，勢必經(jīng)過商業(yè)的繁華區(qū)域以及人口的居住密集區(qū)域，如果采用礦山法進行施工，會給民眾的出行帶來極大的不便，而且增加了地鐵隧道施工的成本。相較于礦山法，盾構(gòu)法的核心是采用構(gòu)造復(fù)雜的盾構(gòu)機來完成隧道作業(yè)，實現(xiàn)了地鐵大部分施工是地下施工，有效降低了施工對城市的影響，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的施工方式。

3 隧道建設(shè)中盾構(gòu)法存在的問題

3.1 地表沉降問題

盾構(gòu)設(shè)施在隧道施工中，引起地面沉降的主要因素是盾構(gòu)隧道與新地表不斷接近，所以經(jīng)?？吹綑M向沉降槽。此外，側(cè)向槽受地層次固結(jié)和縱向沉降位移曲線的疊加影響，與Peck曲線有相似的發(fā)展趨勢。地鐵隧道的施工過程受到地表沉降的變化有較大的影響，如頂荷載的增加、隧道凈距和埋深的減小、圍巖條件的惡化等，同時隧道周圍的地下管線也會對地表沉降產(chǎn)生較大的影響。比如，地下管線主要是污水管線、煤氣管線和自來水管線。另外，這些地下管線還造成了隧道施工環(huán)境水平面的分布屏蔽，隧道橫截面沉降曲線分布呈正態(tài)分布。

3.2 地層損失問題

盾構(gòu)施工帶來的地表位移主要由盾構(gòu)前方的地表位移、盾構(gòu)施工穿越時的地表位移和盾構(gòu)離場后土壤壓實產(chǎn)生的位移3部分組成。與之相比，盾構(gòu)機前方地表位移的可能性較小，而盾構(gòu)機挖掘結(jié)束后的土體固結(jié)持續(xù)數(shù)月才能確定，因此，盾構(gòu)機施工時，會導(dǎo)致地表產(chǎn)生較大的位移，因而造成地層損失，同時影響到施工進度。

3.3 土體位移問題

引起土體位移的原因主要有3個：（1）盾構(gòu)前方土體的位移，但這種位移的可能性相對較小，主要是盾構(gòu)機施工前方的土體壓力與靜止土壓力基本相同;（2）盾構(gòu)過程中土體的位移，因為盾構(gòu)機通過地面時，其盾構(gòu)、機尾間存在一定的間隙，通常會導(dǎo)致地面產(chǎn)生較大的位移;（3）盾構(gòu)后的土體固結(jié)。

4 地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)要點

4.1 施工工藝的安全管理要點

（1）注漿作業(yè)。注漿過程中，經(jīng)常會因為泥沙導(dǎo)致注漿管堵塞，需要進行清理，此過程中必須對管道出口采用編織物綁扎牢固，并緩慢增加壓力，杜絕急劇加壓，導(dǎo)致漿液突然從管內(nèi)爆出，給作業(yè)人員造成傷害。（2）臨時軌道運輸。本工程作業(yè)過程中，需要通過軌道運輸系統(tǒng)將土渣運輸至隧道之外。在此過程中，首先，必須確保臨時軌道安裝的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)車輛脫軌，威脅到行人的安全，應(yīng)設(shè)置專人時刻檢查軌距、弧度、螺栓穩(wěn)定性等重要節(jié)點;其次，嚴(yán)禁任何人乘坐管片車，遇到較長的隧道施工時，可以設(shè)計專門的人員運輸軌道線路，避免出現(xiàn)擠壓人員的安全事故。（3）盾構(gòu)安裝與拆卸。盾構(gòu)設(shè)備本身在安裝和拆卸過程中，需要進行吊裝施工。此過程中需要編制詳細(xì)的施工方案，并對現(xiàn)場環(huán)境進行全面的仔細(xì)的勘查，確保萬無一失，方能進行吊裝施工，避免出現(xiàn)意外情況，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

4.2 準(zhǔn)備工作

首先，是對端頭的土層進行加固防護。盾構(gòu)始發(fā)前，需要依據(jù)自然條件等對端頭土層進行加固處理，在加固確保無安全隱患之后，再進行洞門的施工。盾構(gòu)始發(fā)的土層加固主要是為安全起點做準(zhǔn)備。其次，是鑿除洞門圍護結(jié)構(gòu)。在盾構(gòu)設(shè)備組裝、調(diào)試并下井投入使用的同時，需要利用對洞口圍護結(jié)構(gòu)打一定的探孔來確認(rèn)這一方面所要施工的地質(zhì)條件以及其土層加固的質(zhì)量，確保土層不滲水、不滲漏。除此之外，鑿除洞門圍護結(jié)構(gòu)還需要把握時間上的安排，需要根據(jù)吊裝能力、吊裝空間等方面對需要鑿除的部分等進行合理的分模塊施工。鑿除圍護樁之后，還需要針對于所出現(xiàn)的問題進行補救處理。如斷面土層穩(wěn)定的情況以及其暴露的時間的長短，決定了土層再次加固的工作安排，以及決定是否進行防范噴漿的加固處理。

4.3 盾構(gòu)出發(fā)和接收區(qū)段的注意事項

盾構(gòu)進洞前的首段，及盾構(gòu)施工掘進工作接近尾聲，距離出洞口三十米左右的時候，應(yīng)提前對土體進行預(yù)加固，并降低盾構(gòu)機的掘進速度，調(diào)整掘進的各項參數(shù)，做到謹(jǐn)慎、精確的施工。另外為避免造成地表坍塌，相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)加強對隧洞的測量和監(jiān)控工作，另外在破洞前相關(guān)施工人員應(yīng)盡量避免擾動土體，以確保隧道盾構(gòu)掘進過程的穩(wěn)定性。

4.4 管片防滲水施工

基于盾構(gòu)隧道施工的防水方式較多，以管片自防水應(yīng)用較為廣泛，在此基礎(chǔ)上輔以接縫防水的方式。若土層中含水量較高，施工所得的盾構(gòu)隧道將受到地下水壓力的影響，易出現(xiàn)管片裂縫、橡膠密封條翹曲等問題，在上述影響下地下水持續(xù)滲入隧道內(nèi)，因而施工人員在拼裝管片時要格外注意。對此，施工單位在經(jīng)過許可后，對原設(shè)計加以變更，增設(shè)了1道遇水膨脹橡膠圈，在其作用下可控制管片滲漏水問題。遵循防水設(shè)計要求，做好管片環(huán)縱縫防水工作，為之輔以保護措施，在設(shè)置防水密封墊時做好準(zhǔn)備工作，即刷涂黃油以起到潤滑效果，減少封頂塊插入時的摩阻力，結(jié)束管片拼裝后在第一時間旋緊螺栓。值得注意的是，管片連接螺旋的復(fù)緊操作次數(shù)至少要達到4次，具體對應(yīng)為拼裝、推進、推出盾尾以及管片出臺車四個環(huán)節(jié)。且在每次復(fù)緊時，所施加的扭矩必須達到145N·m。此外還要注重管片與橡膠密封條質(zhì)量，在使用之前均要復(fù)驗，若出現(xiàn)質(zhì)量問題禁止投入使用。

5 結(jié)束語

盾構(gòu)法以其諸多優(yōu)點在隧道施工工程中得到越來越多的應(yīng)用。盾構(gòu)法隧道施工具有安全，自動化程度高，施工速度快等優(yōu)點，但盾構(gòu)法在隧道施工時不可避免地會對周圍環(huán)境（地表土質(zhì)、地面建筑、地下水道、周圍土質(zhì)）造成影響。相信未來通過優(yōu)化地下管線保護技術(shù)、防水技術(shù)、支護技術(shù)、開挖技術(shù)后，盾構(gòu)施工在隧道工程中會更加可靠。

參考文獻：

[1] 趙方彬.盾構(gòu)法修建地鐵隧道的技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（20）：191-192.

[2] 隋國梁.地鐵隧道盾構(gòu)法施工質(zhì)量控制重點及措施[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（20）：103-104.

[3] 孟祥輝.某地鐵隧道盾構(gòu)選型變更案例分析[J].工程技術(shù)研究，2018（11）：210-211.

[4] 孔祥莉.地鐵盾構(gòu)隧道掘進中同步注漿技術(shù)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2018（11）：13-15.

[5] 屈文平.地鐵盾構(gòu)近距離下穿鐵路施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（27）：144-145.