隧道盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)用研究

于 明

（青島市地鐵四號線有限公司，山東 青島 266000）

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的隧道建設(shè)項目工程大力開展，既存在于南水北調(diào)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路這樣的大工程，也包含在地鐵橋梁隧道等城市開發(fā)拓建項目之中。隧道施工與地面施工有著很大的差別，因而要因地制宜，采取不同的施工措施。盾構(gòu)施工技術(shù)比較符合隧道建設(shè)施工環(huán)境，目前廣泛應(yīng)用于隧道施工中，是一種有很大發(fā)展空間的隧道施工技術(shù)。

1 隧道施工過程中安全風險管理的重要性

一般來講，在施工人員對整個工程進行完周圍地質(zhì)環(huán)境勘測之后，往往會接著對隧道的施工安全風險進行評估。為了切實做好隧道的安全風險管理，首先就要提高施工管理層的安全意識，以此避免危險情況發(fā)生。保證施工順利進行的前提就是加強安全管理水平。

2 隧道建設(shè)中盾構(gòu)法存在的問題

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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，通常會導致地面產(chǎn)生較大的位移；3）盾構(gòu)后的土體固結(jié)［5］。

3 隧道盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)用

3.1 施工技術(shù)控制措施

1）強化管片拼裝過程的管理與控制，提高管片拼裝的精度，切實解決管片安裝過程中存在的喇叭口現(xiàn)象；2）管片選型過程中應(yīng)當以確保盾尾間隙為基礎(chǔ)，關(guān)鍵在于確保上部間隙維持在40～60mm之間；3）在管片拼裝過程中、盾構(gòu)掘進過程中以及與盾尾脫離之后，需要都認真落實管片螺栓三次復緊制度，同時需要通過扭矩扳手對其實施全方位檢測；4）盾構(gòu)掘進過程中需要在每向前推進0.5m之后收回一次油缸，從而將管片應(yīng)力全部釋放出來；5）加強同步注漿漿液配合比管理與控制，把漿液初凝的時間維持在4-5h之間；6）二次注漿應(yīng)當盡可能在盾尾后補的6～8環(huán)之間進行，盡可能使用跟蹤跳孔注漿的方式。地面隆起、開裂、冒漿處理措施：①針對盾構(gòu)穿越過程中地面出現(xiàn)隆起、開裂的狀況，當?shù)孛媛∑鸹蛘唛_裂仍舊處于可控范圍之內(nèi)時，應(yīng)當結(jié)合監(jiān)測的實際結(jié)果對掘進參數(shù)進行合理優(yōu)化，以免隆起或者裂縫超過限定的范圍。而當?shù)孛媛∑鸹蛘吡芽p超出報警值，則需要立即封閉道路，通過在地面堆放沙袋的方式對隆起部位實施壓載。同時強化地面隆起地段的監(jiān)測與巡視，并對隆起地段的實時變化狀況實施有效監(jiān)測。等到盾構(gòu)成型管片穩(wěn)定之后，還需要對地面隆起地段實施二次注漿固結(jié)擾動土體。②針對盾構(gòu)穿越過程中地面出現(xiàn)冒漿的狀況，若是出現(xiàn)輕微冒漿的狀況，可以在不減小開挖面土倉壓力的基礎(chǔ)上繼續(xù)推進；不僅如此，還可以適當增快推進的速度，從而切實增加管片拼裝的效率，進而使盾構(gòu)能夠更快“逃離”冒漿區(qū)域。

3.2 盾構(gòu)密封安全控制措施

最后是盾構(gòu)密封安全控制措施，工程項目要求隧道盾構(gòu)管施工過程的收尾工作要做好，結(jié)合具體的施工技術(shù)流程采用盾尾密封系統(tǒng)與相關(guān)技術(shù)配合自動供給油脂系統(tǒng)進行高止水水性油脂壓注操作，保證盾尾密封止水具有相當高的安全可靠性。詳細來講，該工程中針對盾尾密封的安全控制措施涉及以下3點：首先，在隧道盾構(gòu)施工中始終保持良好的盾構(gòu)姿態(tài)，合理控制盾尾有效間隙。其次，在隧道盾構(gòu)施工中利用耐磨性材料制作優(yōu)質(zhì)的盾尾鋼刷。最后，在隧道盾構(gòu)施工中基于工程現(xiàn)場狀況選擇在盾構(gòu)區(qū)間使用盾尾油脂，保證盾尾密封性始終保持良好。整體來講，該地下隧道盾構(gòu)施工項目就充分考量了隧道施工的各項安全風險因素，結(jié)合人工挖孔樁技術(shù)、墩身加固梁技術(shù)對地表內(nèi)容進行加固，并在橋墩左右線位置做好盾構(gòu)掘進工作，有效控制盾構(gòu)施工對地表上橋墩的影響擾動范圍，確保盾構(gòu)施工安全。

4 結(jié)語

綜上所述，地鐵盾構(gòu)隧道工程施工的質(zhì)量直接影響到后續(xù)地鐵正常運行的安全性。因此，施工單位需要結(jié)合實際狀況，針對影響地鐵盾構(gòu)隧道施工質(zhì)量的相關(guān)因素，制定針對性的防控措施，從而切實提高工程的施工質(zhì)量。