隧道盾構施工技術發展趨勢和應用探討

摘要：現今我國隧道區間施工多采用明挖、暗挖、盾構等工法或各區間段多種工法相結合運用。盾構法本就是在國際上一種備受爭議的一種隧道施工方法，主要原因為一次性投資大、造價高、風險源多樣?，F階段盾構施工技術將朝著施工斷面從常規的圓形向著多元化發展；出洞、長距離施工等等施工新技術得到的開發；隧道襯砌技術也朝著自動高速化和經濟化發展。

關鍵詞：隧道盾構施工技術發展趨勢；應用

引言

伴隨著城市建設的需要，城市的道路交通發展也逐步加快，隧道盾構技術也沒有以往那么神秘了。隨著施工技術和施工水平的提升，隧道盾構施工也越來越成熟。受到地質環境等外界因素的限制，有一些道路需要用到盾構法去完成隧道建設，它可應用于很松散的土

質或高壓強的地層中，如在軟塑性的或流動的地層。在暫時穩定的地層中也實現了有效的應用，盡管這時的盾構只起頂部保護作用。因而盾構法有著很廣闊的應用范圍和前景。

1、隧道盾構施工基本原理和特點

（1）不影響城市的正常功能和周圍環境。除了盾構豎井處，隧道沿線不需要設置施工場地，對城市正常運行影響很小。穿越地上建筑和河流時不對地基和已有隧道產生影響。施工時不需要采取降水措施，且無噪聲等施工污染。

（2）可以根據隧道和地基情況具體設計、制造和改造盾構機。選用盾構機時需要根據隧道施工具體情況設計和制造盾構機。完成階段施工后，盾構機還可以根據下一階段的施工需要進行改造，循環使用。

（3）施工精度要求比較高。與普通土木工程不同，盾構施工中管片制作精度要求比較高，近似于機械制造的程度。因為隧道斷面是固定的，所以隧道軸線的誤差和管片裝配的精度要求也相對比較高。

（4）盾構施工存在不可逆性。隧道盾構施工前期準備工作是非常重要的，一旦出現問題只能通過輔助施工措施解決。由于管片外徑比盾構外徑要小，要后退時需要拆除裝配好的管片。另外，盾構起著保持開挖面穩定等等作用，一旦后退會使開挖面失穩，會引起一系列安全問題。

2、砂卵石地層盾構施工難點

2.1隧道開挖面穩定性控制問題

在砂卵石地層未受擾動情況下，土層顆粒倚靠直角的摩擦咬合作用維持區域土體穩定，盾構在砂卵石地層掘進過程中若開挖面壓力不足，或大塊卵石并排排出時，或螺旋輸送機的排土量大于刀盤切削土量，在刀盤前上方會產生較大的空洞區域，卵石或礫石將相繼松動，快速在開挖面上方引起較大的塌落區，繼而使得上覆砂性土和粘性土層產生的松動范圍加大，在隧道上方土層較薄處將引起較大的地表沉降。如果上覆土體的抗剪強度較低，還會引起空區上方土體突然冒落，產生砂卵石地層盾構隧道開挖面失穩現象。

2.2盾構機密封艙土壓平衡問題

盾構機密封艙內建立土壓平衡比較困難，甚至實現不了土壓平衡的功能，因為，砂卵石地層易坍塌，不易保持開挖面的穩定；大粒徑砂卵石不但切削或破碎難，而且切削下來的碴土經螺旋輸送機向外排出也十分困難。砂卵石處于密封艙內，螺旋輸送機內以及盾構周圍，對盾構機的擾動，振動很大，不利于掘進參數的調整，包括推進千斤頂的壓力，螺旋輸送機的轉速及排土門的開度，盾構機位置及姿態控制等。因此，砂卵石地層中盾構掘進時，須采用理想的添加材料，有效地解決切削土體的塑流化問題。

3、盾構機始發、掘進、的技術要點

3.1始發的技術要點

1.盾構機始發的基本要求是確保盾構機中心線與洞門中心重合。在始發之前，要對發導臺等部件進行仔細檢查，確保在符合安裝精度的前提下運行。在第一環管進行定位的時候，還要確保盾構設備與隔離墻約有1m的距離，這樣能方便施工和設備運轉。確保以上前提之后，就可以把盾構機推進洞內，一般來說，盾構機往內推送時，都是通過控制推進油缸來實現的。

2.在盾構機開始進入洞門之后，就可以控制周邊的玻璃纖維筋了，玻璃纖維筋的較脆，應該盾構機進入洞門之后應當嚴格控制后扭矩，以免造成玻璃纖維筋拉斷，造成不必要的經濟損失。

3.盾構機下井之后，最重要的工作就是安裝反力墻以及反力墻與盾構機之間的防止涌水涌砂的出現。由于在始發階段，不能我們應當將設備的工作能力控制在一定程度，注意設備的磨合，以提高設備的壽命。

3.2設備掘進技術要點

盾構機的掘進主要是與設備以及管片外表面、土層有關聯。在開始階段，設備推進約85m左右，估計的設備推進反力約為2188T（F=S×f=3.14×4.1×85×2.0=2188.58），這個值比推進力要大一倍以上，摩擦系數是2.0噸/平方米。

3.2.1常規推進

為了提高施工效率，縮短施工工期，在盾構機來回推進的過程中，一般由施工人員去填補工作空缺。這也是為了緩解盾構機的工作壓力。一般來說，盾構機一個來回循環耗時在90min左右，當然，這個過程包括運載貨物的安裝與裝卸。

3.2.2常規推進的方向控制

盾構機推進的方向控制是工作的重點，這需要我們監控各定位軟件、掘進程序等等。一般來說。盾構機的推進方向的控制由專人來控制，才能確保盾構機安全運轉。在盾構機常規推進的過程中，必須保持在允許的工作偏差范圍之內，確保工作精度?？偟膩碚f，盾構機的施工是一項綜合的、復雜的工作，這需要從盾構機的安裝、調試以及具體工作來說。

4、結論

隨著我國經濟和城市現代化的快速發展，高度商業和效率化以及功能密集化的現代化城市對于隧道施工要求越來越高。城市用地日趨緊張，城市交通又要向著立體化發展，向地下發展的工程會越來越多。隧道盾構施工技術是一種適用于現代城市向地下發展的重要施工方法。目前我國盾構施工技術重要影響因素是機械制造問題?，F階段盾構施工技術將朝著施工斷面從常規的圓形向著多元化發展；出洞、長距離施工等等施工新技術得到的開發；隧道襯砌技術也朝著自動高速化和經濟化發展。

參考文獻：

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