地鐵施工盾構(gòu)法施工技術(shù)初探

何浩鋼

（粵水電軌道交通建設(shè)有限公司　廣東　廣州　510610）

地鐵施工盾構(gòu)法施工技術(shù)初探

何浩鋼

（粵水電軌道交通建設(shè)有限公司廣東廣州510610）

本文結(jié)合筆者的工作實踐，對盾構(gòu)法施工技術(shù)的特點及其在地鐵施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，這對于我國的地鐵工程施工具有一定的參考和借鑒價值。

盾構(gòu)法；地鐵工程；隧道施工

1　引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的逐漸加快，我國汽車尤其是私家車的數(shù)量急劇增加，為了緩解城市交通壓力，保障人們出行正常，一種新的城市交通工具——地鐵便應(yīng)運(yùn)而生。地鐵的建設(shè)不僅有效緩解了大型城市人群出行交通困難的問題，而且還能減輕因駕車出行而造成的環(huán)境污染，因而受到社會各界的普遍關(guān)注。因為地鐵工程的施工建設(shè)地點基本上都位于地下，這給地鐵的施工建設(shè)帶來了很多與其他工程建設(shè)項目截然不同的特點和問題。作為地鐵工程的關(guān)鍵施工部分——隧道工程，目前世界上絕大部分國家都普遍采用盾構(gòu)法施工技術(shù)進(jìn)行挖掘作業(yè)，這種施工技術(shù)因為具有施工速度快、安全系數(shù)高等方面的優(yōu)勢，因而廣泛應(yīng)用于地鐵工程的隧道挖掘施工中。對于我國而言，因為地鐵事業(yè)正處于高速發(fā)展的階段，所以加強(qiáng)盾構(gòu)法施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高施工水平，確保施工質(zhì)量，對促進(jìn)我國地鐵事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實意義。

2　將盾構(gòu)法施工技術(shù)應(yīng)用于地鐵隧道施工中的優(yōu)勢

盾構(gòu)法施工技術(shù)具有施工效率高、施工安全系數(shù)高、施工質(zhì)量好、施工成本低等方面的特點，因而在地鐵的隧道挖掘施工作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其對于一些技術(shù)水平比較雄厚的地鐵工程施工企業(yè)，因為對這種施工技術(shù)掌握和研究的比較深入，在實際施工過程中甚至可以做到一些創(chuàng)新，這極大地提高了這些企業(yè)的競爭力和效益。

2.1安全性較高

盾構(gòu)法施工技術(shù)一般用于地下隧道的挖掘作業(yè)，因為在整個作業(yè)過程中不受地面情況以及氣候變化的干擾，造成在使用這種技術(shù)進(jìn)行挖掘作業(yè)時可以不受外界環(huán)境的影響，從而有效地減少了安全事故發(fā)生的幾率。

2.2工作效率較高

因為盾構(gòu)法施工技術(shù)不受外界環(huán)境影響的特點，使得采用這種技術(shù)進(jìn)行施工操作時可以隨時隨地的進(jìn)行，這有效地確保了施工進(jìn)度。此外，在采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工操作時，在設(shè)計完成后就可以立即進(jìn)行施工操作，整個基礎(chǔ)施工工作中的開挖、支護(hù)、出土、襯砌可以一次性完成，從而可以極大地提高施工效率。在條件允許的情況下，還可以通過投入更多、技術(shù)水平更加先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，從而使施工效率得到進(jìn)一步的提升。

2.3產(chǎn)生危害較小

在地鐵工程施工中，因為采用盾構(gòu)法進(jìn)行隧道挖掘作業(yè)時離地面還有不小距離，再加上盾構(gòu)法施工操作具有振動小、噪聲低等方面的特點，所以整個施工過程中幾乎對地面不會造成任何影響，而這對于城市地鐵工程的施工具有極其重要的現(xiàn)實意義。在實際工作中，因為地鐵隧道往往會穿越地面建筑群之下，有些甚至還可能會穿越河底，所以確保地鐵施工操作對地面建筑以及水面交通的正常使用不造成影響意義重大。

2.4經(jīng)濟(jì)性更佳

在各種地鐵工程隧道挖掘作業(yè)施工技術(shù)當(dāng)中，盾構(gòu)法以其適應(yīng)性強(qiáng)，可以在不同地質(zhì)條件下均能使用的特點，使其技術(shù)優(yōu)勢更加凸顯。此外，盾構(gòu)法施工技術(shù)還可以做到分期施工、運(yùn)營，在柔軟或含水量大的圍巖中也能進(jìn)行施工，因而是一種性價比較高的施工技術(shù)。

3　盾構(gòu)法應(yīng)用于地鐵施工的具體步驟

盾構(gòu)法雖然是在當(dāng)前地鐵工程施工中應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)，但要應(yīng)用好這項技術(shù)，在施工中做好質(zhì)量控制卻也不是一件簡單的事。具體施工步驟如下：①需要在施工隧道的開始之處建立一個工作用井，然后將施工需要用到的設(shè)備進(jìn)行拼裝。②依靠作用于拼裝好初砌環(huán)及工作井后壁上的盾構(gòu)千斤頂推力，將盾構(gòu)從起始工作井墻壁的開孔處推出，這個步驟是盾構(gòu)出洞。③盾構(gòu)出洞后，就可以根據(jù)預(yù)期設(shè)計的方案在地層中進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，這個過程需要一邊出土一邊檢查襯砌管片，及時更換安裝。同時，背后空隙還要注漿防止地層移動，加固襯砌環(huán)位置。④盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入終端工作井后還需要進(jìn)行拆除，從而為進(jìn)行下一次施工作業(yè)進(jìn)行準(zhǔn)備。

4　地鐵工程盾構(gòu)施工中的技術(shù)控制要點

4.1盾構(gòu)施工開挖前要做好地質(zhì)勘探工作

眾所周知，我國是一個地域跨度非常大的國家，不同地區(qū)往往擁有不同的地質(zhì)條件，而地質(zhì)條件會對地鐵工程的隧道施工作業(yè)造成巨大的影響。雖然現(xiàn)實中采用盾構(gòu)法施工技術(shù)可以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件，但具體施工方式還是需要根據(jù)實際的地質(zhì)條件情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以確保施工過程的安全性。如每天進(jìn)行停機(jī)維護(hù)時，可用多方向支撐液壓鉆機(jī)對掘進(jìn)前方進(jìn)行超前鉆探，以發(fā)現(xiàn)前方地段是否存在高地應(yīng)力、斷層、圍巖大變形等劣質(zhì)地段，以做好下次進(jìn)度的調(diào)整工作。

4.2設(shè)置正確的盾構(gòu)參數(shù)，以確保掘進(jìn)作業(yè)的穩(wěn)定性

在實際工作中，要確保盾構(gòu)機(jī)工作的平穩(wěn)性，首先就要保證對實際作用力測算的準(zhǔn)確性，要確保其不能超出參考系數(shù)。具體參數(shù)應(yīng)由地質(zhì)測量而來，只有確保參數(shù)測定和設(shè)置正確，才能確保盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的平穩(wěn)，進(jìn)而也才能保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，防止意外發(fā)生。具體而言，應(yīng)該以埋深、土質(zhì)為根本依據(jù)，按照水土合算方法計算出理論土倉壓力，同時制訂恰當(dāng)?shù)耐羵}壓力，形成土倉壓力微調(diào)，以設(shè)定土倉內(nèi)平衡的壓值。

4.3盾構(gòu)機(jī)進(jìn)、出洞時的施工作業(yè)控制

在采用盾構(gòu)法進(jìn)行隧道挖掘作業(yè)時，進(jìn)洞和出洞作業(yè)是盾構(gòu)機(jī)作業(yè)的重要組成部分，其操作質(zhì)量對整個施工作業(yè)有著重要影響。一旦進(jìn)洞或出洞作業(yè)存在問題，那么即使整個掘進(jìn)操作做地再好，整個工程也依然會存在失敗的可能。因此，必須確保進(jìn)洞和出洞作業(yè)的質(zhì)量。盾構(gòu)進(jìn)洞前，一定要確保隧道施工路線的正確性，同時做好施工路線周圍地質(zhì)環(huán)境的勘察工作，并根據(jù)勘察結(jié)果對施工方式進(jìn)行一定范圍內(nèi)的合理調(diào)整，以避免意外情況的發(fā)生；在盾構(gòu)出洞前，還要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，只有在確保出洞條件滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，才能進(jìn)行出洞操作。

4.4盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時的施工作業(yè)控制

對于地鐵隧道施工而言，盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)作業(yè)無疑是整個工程的主體，那么則必然會對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。在進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)時，最主要的是降低盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中對周圍土層的影響，尤其要確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定性。為實現(xiàn)這一目的，需要根據(jù)工程施工作業(yè)的實際特點對盾構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置。此外，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過程中，盾構(gòu)姿態(tài)的好壞也會對挖掘作業(yè)的順利進(jìn)行和后面管片拼裝作業(yè)的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，所以還必須對盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格控制。在實際工作中，對盾構(gòu)姿態(tài)的控制主要是通過對注漿量、注漿方式、盾構(gòu)坡度等十項參數(shù)的控制來實現(xiàn)的。

4.5盾構(gòu)穿越粉砂層時的施工作業(yè)控制

隧道線路周圍地質(zhì)條件對于盾構(gòu)施工影響巨大。對于盾構(gòu)施工而言，最為理想的施工環(huán)境是淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土地層，如果施工線路途經(jīng)粉砂層，那么施工難度將會大幅提高，此時必須采用一些特殊方法來解決這個難題，如可以通過適當(dāng)提高土艙壓力和向土艙內(nèi)加泥的方法予以處理。

5　結(jié)束語

本文結(jié)合筆者的工作實踐，對盾構(gòu)法施工技術(shù)的特點及其在地鐵施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，這對于我國的地鐵工程施工具有一定的參考和借鑒價值，但對于我國地鐵隧道的實際施工作業(yè)來說，依然還有著很艱巨的任務(wù)，對于如何進(jìn)一步完善盾構(gòu)法施工技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用，還需要相關(guān)技術(shù)和工程人員進(jìn)行不斷的深入研究。

[1]周全.論盾構(gòu)法施工的技術(shù)要點[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（36）：34.

[2]周孝波.論軟土盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)[J].廣東科技，2014（16）：114～115. [3]張偉.地鐵盾構(gòu)法施工問題及解決方案[J].科技視界，2014（20）：130.

U455.43

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1673-0038（2015）25-0316-02

2015-6-7