論盾構法施工的技術要點

周全

【摘要】本文在調閱了大量文獻的基礎上，對地鐵施工中常見的盾構方法進行了研究。從始發和到達、掘進 、襯砌、壓注等方面總結了諸多優勢，由于其具有場地作業少，隱蔽性好，因噪音和震動引起的環境影響小；隧道施工的技術難度和費用完全不受覆土深度的影響，適用于覆土深的隧道施工；穿越河底或者海底時，施工不影響航道的正常通行，也不受天氣的影響；穿越地面建筑群和地下管線群時，施工可以不影響周圍環境；自動化程度高，勞動強度低，速度較快的特點，今后必將更多的應用于工程建設的各個領域。

【關鍵字】盾構 始發 掘進 技術

1、引言

盾構法（1）是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。 盾構既是一種施工機具，也是一種強有力的臨時支撐結構。盾構機外形上看是一個大的鋼管機，較隧道部分略大，它是設計用來抵擋外向水壓和地層壓力的。它包括三部分：前部的切口環、中部的支撐環以及后部的盾尾。大多數盾構的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。其施工示意圖如下：

2、盾構機的始發和到達

盾構機的始發（2）是指利用臨時拼裝管片等承受反作用力的設備，將盾構機從始發口進入地層，沿所定的線路方向掘進的一系列施工作。始發設備一般包括始發臺、反力座、臨時拼裝管片。始發臺根據盾構機設置的位置（高度、方向）和盾構機的重量、盾構機械組裝作業的施工性等來確定少用工字鋼和鋼軌器材材料安裝而成。反力座和臨時拼裝管片是根據管片的運進和出碴空間等來確定形狀，注意要根據主體管片開始襯砌的位置來確定臨時拼裝管片和反力座的位置。始發施工作業步驟包括始發準備作業、拆除臨時墻和掘進。盾構機的到達是指在穩定地層的同時，將盾構機沿所定路線推進到豎井邊，然后從預先準備好的大開口處將盾構機拉進豎井內，或推進到到達墻的指定位置后停下等待的一系列作業。

3、盾構的掘進

盾構掘進（3）時必須根據圍巖條件，保證工作面的穩定，適當地調整千斤頂的行程和推力，沿所定路線方向準確地進行掘進。掘進時應注意以下問題：（1）正確地使用千斤頂所需臺數和重要的位置，使之產生推力按設計的線路方向行走，并能進行必要的糾偏；（2）不應使開挖面的穩定受到損害，一般是在開挖后立即推進，或在開挖的同時進行推進。每次推進的距離可為一環襯砌的長度，也可為一環襯砌長度的幾分之一，推進速度約為10～20mm/min。襯砌組裝完畢后，應立即進行開挖或推進，盡量縮短開挖面的暴露時間；（3）不應使襯砌等后方結構受到損害，推進時應根據襯砌構件的強度，盡力發揮千斤頂的推力作用。為使每臺千斤頂的推力不致過大，最好用全部千斤頂來產生所需推力。在曲線段、上下坡、修正蛇行等情況下，有時只能使用局部千斤頂，要盡量多增加千斤頂的使用臺數。在當采用的推力可能損壞襯砌等后方結構物時，應對襯砌進行加固，或者采取一定的措施；（4）為使盾構能在計劃路線上正確推進、預防偏移、偏轉及俯仰現象的發生，盾構隧道施工前，應在地表進行中線及縱斷面測量，以便建立施工所必須的基準點。

4、襯砌、壓注

4.1襯砌

襯砌的施工是依照組裝管片的順序從下部開始逐次收回千斤頂。管片的環向接頭一般均錯縫拼裝。組裝前徹底清掃，防止產生錯臺存有雜物，管片間應互相密貼。注意對管片的保管、運輸及在盾尾內進行的安裝時，管片的臨時放置問題，應防止變形及開裂的出現，防止翻轉時損傷防水材料及管片端部。

4.2注漿

采用與圍巖條件完全相適合的注漿材料及注漿方法，在盾構推進的同時或其后立即進行注漿，將襯砌背后的空隙全部填實，防止圍巖松弛和下沉增加結構的整體性和抗震性。回填注漿除可以防止圍巖松弛和下沉之外，還有防止襯砌漏水、漏氣，保持襯砌環早期穩定的作用，故必須盡快進行注漿，而且應將空隙全部填實。為填充襯砌背后的空隙，還有與注漿材料相類似的擴大襯砌直徑、在襯砌背后安裝漿袋、向漿袋中注漿的方法。 注漿可在一邊推進盾構一邊進行，也可在盾構推進終了后迅速進行。 一般是從通過設在管片上的注漿孔進行。作為特殊方法，也有通過在盾構上的注漿孔同時注漿的方法。 示意圖如下：

4.3 防水

由于盾構隧道多修建在地下水位以下，故須進行襯砌接頭的防水施工，以承受地下水壓。隧道內的漏水，使隧道竣工后的功能及維修管理方面出現許多問題，所以必須注意。根據隧道的使用目的，選取適合于作業環境的方法進行防水施工。

結 語

采用盾構掘進隧道是暗挖隧道施工的一種先進方法，其優點是①安全開挖和襯砌，掘進速度快；②盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現自動化作業，施工勞動強度低。③不影響地面交通與設施，同時不影響地下管線等設施；④穿越河道時不影響航運，施工中不受季節、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；⑤在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經濟方面的優越性。

參考文獻

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