盾構過空推段施工關鍵技術分析

摘要：盾構過空推段施工方法作為一種全機械化的施工方法，具有良好的施工效率。文章在對施工的應用范圍等內容進行闡述之后，對于盾構過空推段施工過程中最為關鍵的要素和這一施工技術今后的發展進行了分析。

關鍵詞：盾構過空推段施工；施工技術；關鍵技術；盾構機械；隧道施工 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2016）14-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.061

盾構過空推段施工技術的應用可以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，最終能夠形成完整的隧道結構。

1 盾構過空推段施工簡析

盾構過空推段施工對于隧道成型效率有著重要的意義，因此對于其施工方法應用范圍、施工技術應用目標、施工技術限制因素、施工技術應用特點進行分析可以幫助隧道更好的成型。

1.1 施工方法應用范圍

施工方法的應用有著具體范圍的限制，這實際上受到礦井隧道施工過程中空氣系統運作效率的影響，并且也會受到風化作用的限制。施工方法應用范圍還需要考慮到地面注漿充填技術的實際應用效果，如果這一技術的應用能夠顯著地提高盾構隧道施工的防水效果，并且可以極大程度地提升工程的質量，則能夠具有更為廣泛的施工范圍。在盾構過空推段施工進行較多的我國南部省份中，這一施工的范圍實際上還會受到初期支護水平的限制，因此根據范圍來施工就是確保施工質量的關鍵所在。

1.2 施工技術應用目標

盾構過空推段施工技術是通過采用一種復合結構的方法來有效地解決地下隧道施工建設過程中面臨的種種問題。盾構法和礦山法的合理結合還能夠通過穿過空洞來有效地充填孔隙。盾構過空推段施工技術的應用還在于進一步確保周邊環境和建筑結構的安全性上。與此同時，在施工過程中存在的復雜地質條件和環境要求也使得盾構過空推段施工技術的應用有著很高的必要性。例如壓力為117MPa且部分地段上軟下硬，盾構機掘進困難，故采用礦山法完成隧道開挖、初支，盾構通過拼裝管片。左右線隧道均利用中間風井作為施工豎井進洞開挖。礦山法隧道內凈空尺寸為直徑6400mm，在盾構機外徑6280mm的基礎上考慮120mm的盾構機工作空間；在礦山法隧道底部60°范圍內設有半徑3150mm、厚150mm的混凝土導向平臺，用于引導盾構機按正確路線參數推進。

1.3 施工技術限制因素

施工技術限制因素通常是指高強度的硬巖礦所帶來的影響。在許多隧道的初期支護工作中，施工人員只有對于初期支護之間的孔隙進行有效控制，才能夠做好接下來的隧道襯砌工作。施工技術的限制因素還體現在于隧道開挖完成之后，施工人員應在隧道底部對于鋼筋混凝土導臺的尺寸進行確定，并且在這一過程中合理地控制盾構機姿態，通過密切監視段的態度來有效地防止段大面積錯臺或者是上浮以及下沉現象的出現。

1.4 施工技術應用特點

盾構過空推段施工技術的應用特點集中地體現在了先開挖后作為上。由于盾構在堅硬的巖層中很容易出現不同程度的磨損，因此為了能夠有效地避免出現整個隧道襯砌的意外損壞，施工人員應當通過混凝土技術的合理應用來減小盾構在地層加固中存在的問題，從而能夠在滿足工程安全的前提下，進一步提高屏蔽空間的轉換效率，最終能夠為工程施工進度的提升起到重要的助力。由于其自身具有較高的滲透性，因此對于施工技術的應用特點進行把握就更加必要。

2 盾構過空推段施工的關鍵點

盾構過空推段施工的關鍵點實際上是施工的核心所在，以下對于做好同步注漿工作、改進軌梁長度、做好初期支護工作、優化具體工藝流程等要點進行了分析。

2.1 做好同步注漿工作

施工人員在做好同步注漿工作時應當將重點放到隧道施工方法的關鍵技術與創新研究上。此外，施工人員在做好同步注漿工作時還應當對于包括鋼筋混凝土早強技術在內的先進技術進行合理的應用。與此同時，施工人員在做好同步注漿工作時還應當對于包括三級兩注漿充填法在內的填充方法進行合理的應用，從而能夠有效地避免隧道空間帶來的限制，因此可以在提高施工進度的同時進一步增強施工的效率。

2.2 改進軌梁長度

施工人員在改進軌梁長度的過程中應當首先著眼于增加有效行程單軌吊車梁，從而能夠在此基礎上切實地增加部分平面停車空間，并且可以起到保證其整體空間段的效果；其次，施工人員在改進軌梁長度的過程中應當對于確保盾構機到達的必要推力進行細致的計算，然后以計算的結果來對于軌梁的長度進行修正，從而能夠在此基礎上進一步促進盾構機導臺施工的順利完成，并且以此為基礎來達到預期的設計強度。在這一過程中需要注意的是，由于暗挖空推段隧道一定長度范圍內需要進行全斷面回填碎石，因此在對其進行改變的過程中，施工人員需要保證管片止水條密貼，才能夠達到良好的技術應用效果。

2.3 做好初期支護工作

施工人員在做好初期支護工作的過程中首先應當著眼于對于硬巖和硬巖段進行礦山開挖，并且在這一過程中做好主支護和開挖段端墻的處理工作能夠以此為基礎來同時進行初期支護開挖施工混凝土段的引導工作；其次，施工人員在做好初期支護工作的過程中努力地保證不同段的搭設質量，并且在這一過程中通過于間隙中填充補強補料來達到更好的初期支護效果。與此同時，施工人員在做好初期支護工作的過程中應當通過二次補強灌漿的進行來進一步保證施工質量，并且在此基礎上極大限度地提高段的防水效果。

2.4 優化具體工藝流程

施工人員在優化具體工藝流程的過程中應當于開挖斷面隧道的初期就做好相應的支護施工工作。盾構推進前，刀盤前方依次全斷面填碎石、放坡填碎石。在實際施工過程中，很難填滿整個斷面，只能盡可能滿斷面回填，并且在盾構機過空推段中，每隔數環就應當通過采用特制支撐螺桿來對于管片注漿孔進行支撐加固，從而能夠以此為基礎來切實地加強管片的姿態監控工作。在這一過程中如果發現管片有上浮和下沉的趨勢，則施工人員應當更加及時地調整相應的施工參數，最終能夠確保管片兩側同步注漿的進行，并且可以有效地避免因注漿而對管片所產生的偏壓。

3 盾構過空推段施工技術創新

盾構過空推段施工技術的創新可以帶來更好的施工效率。以下從革新土壓平衡模式、優化碎石回填方式、提升同步注漿效率、防止管片錯臺措施等方面出發，對于盾構過空推段施工技術的創新進行了分析。

3.1 革新土壓平衡模式

施工人員在革新土壓平衡模式的過程中應當于施工隧道開挖初期支護完成之后在底部的隧道范圍內做好建筑鋼筋混凝土的土壓工作，從而能夠在此基礎上確保建設完成盾構能夠達到預期的設計強度。此外，施工人員在革新土壓平衡模式的過程中還應當優先完成回填砂礫的橫截面土壓平衡，并且對于超出這個范圍的土壓力平衡模型進行適度的條件，從而能夠獲得足夠多的反力并保證管片密封和緊貼的程度。

3.2 優化碎石回填方式

施工人員在優化碎石回填方式的過程中為了能夠滿足設計中的混凝土強度，可以在盾構步進時合理地提高背襯同步注漿，并且在這一過程中通過試驗來進一步調整其享有的配合比，從而能夠在此基礎上將初凝時間控制在5小時之內，這本身也是保證管片下部有足夠的抗力的重要前提。施工人員在優化碎石回填方式的過程中還應當在必要時通過縮短回填注漿工作面和管片安裝工作面的距離來達到優化碎石回填方式的預期。與此同時，施工人員在優化碎石回填方式的過程中可以通過加強對盾構姿態的控制來確保更多的盾尾間隙，從而能夠防止盾殼作用力于管片現象的出現。

3.3 提升同步注漿效率

施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當首先根據同步注漿量每一環的設計來著眼于提高抗浮在隧道段中的能力；其次，施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當調整好盾構機從實推段到空推段進洞姿態和空推段到實推段時的出洞姿態，確保盾構機進出洞時的旋轉值被控制在一個相對合理的范圍內。與此同時，施工人員在提升同步注漿效率的過程中應當努力控制好推力，并且在這一過程中確保掘進速度不能過快，從而能夠通過控制好盾構機的姿態來更加嚴密地監測管片姿態，最終能夠有效地防止管片大面積錯臺或者是上浮現象的出現。

3.4 防止管片錯臺措施

施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中應當努力地提高盾構同步注漿支撐步，并且在這一過程中通過適當的比例調整，從而能夠在此基礎上保證初始設定時間小于4。施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中應當努力地防止盾構機通過空推段來導致段螺栓不能完全重新擰緊。與此同時，施工人員在采取防止管片錯臺措施的過程中還應當調整好盾構機，并且進一步確保盾構進出洞時的旋轉值，從而能夠促進施工精度的進一步提升。

4 結語

盾構過空推段施工的關鍵可以歸結為施工經驗的總結，因此施工人員為了能夠有效地提升施工效率和做好施工創新工作，則需要在對于施工經驗進行合理總結的基礎上，進一步提升盾構過空推段施工的整體水平。

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作者簡介：劉立永（1982-），男，河北新樂人，供職于中鐵四局集團第五工程有限公司，研究方向：盾構施工技術。

（責任編輯：小 燕）