地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)要點探究

萬超 胡彬

摘 要：盾構(gòu)法是地鐵隧道施工中的重要方法，在各項工程中有著廣泛的應(yīng)用。本文在介紹其原理和特點的基礎(chǔ)上，重點探討和分析其施工技術(shù)要點，希望對相關(guān)工作有參考意義。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道;盾構(gòu)法;技術(shù)要點

引言：

在地鐵隧道的施工過程中，盾構(gòu)法具有非常重要的地位。這種方法運用于地鐵隧道掘進，不但施工效率高、進度快，而且施工成本低、安全性高;特別是在較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，或隧道埋深相對較高的項目，其優(yōu)勢更加顯著。另外，采用盾構(gòu)法施工也不會對項目周圍環(huán)境造成影響。正式基于上述種種優(yōu)勢，使得其應(yīng)用范圍越來越廣。然而，不同的地鐵建設(shè)工程，有著不同的地質(zhì)條件，不同水文條件，所以在施工過程中必須要嚴格控制施工技術(shù)要點，才能更好的保障施工安全和施工質(zhì)量。

1 盾構(gòu)施工的原理與特點

在地鐵隧道施工中，盾構(gòu)法是一種應(yīng)用較為廣泛的施工方法。該方法就是盾構(gòu)機基于護盾保護，從而實施地下挖掘，與此同時完成管片襯砌施工，進而完成隧道的整個施工。施工過程中，首先在在隧道一端，建立豎井或基坑，從而將盾構(gòu)機安裝完成，然后驅(qū)動盾構(gòu)機前進的同時，掘進的土體從盾構(gòu)機的盾尾排出，盾構(gòu)機的前進路線應(yīng)當保證是隧道的設(shè)計中軸線;因為盾構(gòu)機前進的同時盾尾土體受力狀態(tài)變化，所以必須同時實施盾尾襯砌作業(yè)，并將水泥漿從周邊以及襯砌縫隙中注入，這樣就能夠有效隔離水源，避免出現(xiàn)路面下沉的問題，保障施工的質(zhì)量和安全。當前的盾構(gòu)機類型主要有四種，分別是泥漿式、土壓平衡式、敞開式，壓縮空氣式，其中應(yīng)用最廣泛的是土壓平衡式，這種類型的盾構(gòu)機對土壤的適應(yīng)性最強[1]。

就當前我國地鐵建設(shè)的實際情況來看，盾構(gòu)法基本已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的明挖作業(yè)模式。盾構(gòu)法應(yīng)用于地鐵隧道施工其優(yōu)勢是多方面的。首先，盾構(gòu)法施工可以最大化的避免地鐵隧道施工對城市正常的秩序和環(huán)境的干擾;其次，盾構(gòu)法施工相比于明挖法，其工作量和工作強度都有了非常明顯的降低，所以無論是建設(shè)成本，還是建設(shè)速度都有顯著提升;另外，盾構(gòu)法施工的安全性也更有保障。但是，盾構(gòu)法施工也有其不足之處，這種施工方式的一次投資相對較高，而且工程設(shè)備無論是重量還是體積都非常龐大，所以運輸裝配都較為復(fù)雜。

2 盾構(gòu)法施工技術(shù)要點

2.1 始發(fā)端頭加固

盾構(gòu)機始發(fā)階段容易出現(xiàn)安全事故，所以在正式開始盾構(gòu)法施工之前，應(yīng)當針對始發(fā)段軸線實施預(yù)加固以保證盾構(gòu)機始發(fā)的安全性。預(yù)加固的范圍至少包括，端墻外9m、隧道輪廓線外3m的以內(nèi)，并且基于工程所處環(huán)境的實際地質(zhì)條件，選擇具有針對性的加固方式，應(yīng)用較多的加固方式有如下幾種：旋噴加固、素混凝土樁、冷凍土體等等，實踐中可采用多種方式混用。如果實施旋噴加固，則必須首先實施試樁作業(yè)，從而明確每米所需要的水泥用量，以及施工中的提升速度等指標;并且要真實試樁實施鉆芯取樣試驗，以檢驗其質(zhì)量是否滿足要求。另外施工前，務(wù)必要明確施工制度，確保文明施工[2]。

2.2 盾構(gòu)機始發(fā)

2.2.1 洞門鑿除

盾構(gòu)機始發(fā)之前，為了更好的保障施工，應(yīng)首先實施洞口水平探孔，然后看有沒有出水現(xiàn)象發(fā)生，從而對端頭加固的效果實施必要的檢驗。如果有出水現(xiàn)象，則需要對其再次實施壓密補漿作業(yè)，確保沒有出水現(xiàn)象以后才能夠?qū)嵤┒撮T鑿除作業(yè)。

2.2.2 洞門鋼環(huán)輔助設(shè)施安裝

在施工過程中，洞門鋼環(huán)的安裝務(wù)必要確保精準定位;然后基于實際的工作環(huán)境，完成其他輔助設(shè)施的安裝，包括鋼刷、防水簾布、壓板等等。

2.2.3 反力架安裝

首先要基于盾構(gòu)機推力實施相應(yīng)計算，從而確定反力架的具體形式，通常情況下可以選用門架加斜支撐形式。在安裝過程中，務(wù)必要要做到門架、支撐之間的連接必須符合受力要求，并實施受力檢測通過才行。在推進的過程中，必須在門架上設(shè)施監(jiān)測點，從而對其受力做即時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立刻實施應(yīng)對處理。

2.2.4 托架安裝

首先必須要保障托架的剛度符合要求，能夠滿足盾構(gòu)機載荷要求;并且其導(dǎo)軌應(yīng)當保持具備足夠的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)盾構(gòu)機探頭現(xiàn)象;租后盾殼必須要安裝牛腿裝置避免盾構(gòu)機殼體發(fā)生轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。

2.2.5 盾構(gòu)機驗收

首先必須要保證施工使用的盾構(gòu)機通過了出廠驗收。在現(xiàn)場組裝以后，還應(yīng)當對其實施分項驗收，檢查內(nèi)容涵蓋了盾構(gòu)機的全部裝置以及工作系統(tǒng)，諸如刀盤轉(zhuǎn)動、泡沫膨潤土注入系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、頂推系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)等。盾構(gòu)機現(xiàn)場檢驗是保障施工安全的重要措施。

2.2.6 始發(fā)段降水

降水作業(yè)之前務(wù)必要確保降水井數(shù)量、水泵數(shù)量符合工程的實際需求。然后啟動降水施工，使得水位低于隧道底部才能夠開始后續(xù)作業(yè)。

2.3 盾構(gòu)機掘進

2.3.1 掘進參數(shù)優(yōu)化

在盾構(gòu)機正式開始作業(yè)以后，前100米被看做是掘進調(diào)整段，在這個過程中可針對實際的掘進狀況、隧道的水文地質(zhì)條件，以及盾構(gòu)機自身的狀況等，對其參數(shù)實施相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，從而保證掘進質(zhì)量和掘進速度。通常情況下，盾構(gòu)機可調(diào)整的參數(shù)包括。比如，土壓平衡盾構(gòu)機可通過調(diào)整、土倉壓力、推力、扭矩、盾尾間隙、注漿量、油脂消耗、出土量、刀盤轉(zhuǎn)速、滾動角、千斤頂行程等，參數(shù)實施優(yōu)化。

2.3.2 強化監(jiān)測測量

在工程施工的過程中，務(wù)必要針對工程進行的相關(guān)狀況展開有效檢測。針對洞外區(qū)間，應(yīng)強化對道路隆沉、管線、房屋的監(jiān)控，確保其未出現(xiàn)下沉現(xiàn)象;同時還要密切關(guān)注洞內(nèi)是否出現(xiàn)了拱頂下沉、橫向收斂等現(xiàn)象。一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)相關(guān)變化，必須要迅速實施針對性處理。另外，要間斷性的展開陀螺定向，管片測量等等，并對相關(guān)數(shù)據(jù)實施分析，以保證盾構(gòu)機的掘進線路負荷要求。

2.3.3 糾正掘進偏差

施工過程中，如果監(jiān)測發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機的掘進有偏差，必須要迅速對其展開糾正;但是糾正的過程要緩慢進行，糾正量不可每次設(shè)置過大，否則容易造成管片錯臺。破損或出現(xiàn)漏水等質(zhì)量問題。

2.3.4 盾構(gòu)注漿控制

對于注漿作業(yè)的控制，一方面是通過注漿量控制來實現(xiàn)，另一方面是通過調(diào)整注漿壓力來實現(xiàn)。在這樣的優(yōu)化調(diào)整下，以保證同步注漿的完成質(zhì)量。另外，也要時刻做好二次補注漿作業(yè)的準備，以對不夠完善的地方作出修正。

2.4 管片安裝

在實施管片安裝作業(yè)之前，首先必須要就管片展開嚴格的質(zhì)量檢驗，既要檢測管片的實體是否完整，外觀質(zhì)量是否符合工程要求;也要檢查其防水膠條、連接螺栓等是否有質(zhì)量問題。運用拼裝機實施管片安裝作業(yè)，盾構(gòu)機應(yīng)當處于停止作業(yè)的狀態(tài)。管片安裝應(yīng)當按照先底部，再從下到上的安裝順序，最后以封頂塊完成整個安裝作業(yè)。

2.5 盾構(gòu)機接收

首先，針對接收端頭實施加固作業(yè)和洞門鑿除作業(yè)，接收端的加固長度一般是12cm左右，加固作業(yè)與始發(fā)段基本保持相同。其次，在盾構(gòu)機出洞前100m，就必須要展開用自動導(dǎo)向與人工測量相結(jié)合的方法，從而確保盾構(gòu)機姿態(tài)正確，滿足隧道的貫通精度要求，是掘進方向與隧道軸線一致。如果隧道接收端的地下水較為豐富，應(yīng)當盡量選擇鋼套筒接收方案，這樣能夠最大程度的確保接收可靠性，滿足施工安全要求。

3 小結(jié)

盾構(gòu)法在地鐵隧道掘進施工中有著非常顯著的優(yōu)勢，因此其應(yīng)用非常廣泛。然而，對于不同地址水文條件的工程，依然需要嚴格掌控技術(shù)要點，調(diào)整施工參數(shù)，強化施工管理，才能夠更有效的保障施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]胡競美.地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)要點探究[J].四川水泥，2020，（01）：246.

[2]儲志堅.地鐵隧道盾構(gòu)施工掘進技術(shù)要點解析[J].城市道橋與防洪，2018，（08）：253-255+27.