地鐵盾構機穿越復雜地質施工技術

孔玉琦

摘要：地鐵項目與一般建筑工程比較，其操作難度更大，需要消耗大量的人力、物力和資金。并且由于其在地下開展施工，必將面臨十分復雜的地質問題，若缺少合理的操作技術容易出現安全問題。在現代技術的支撐下，盾構技術廣泛運用在地鐵項目中，有效化解操作問題。因此，本文結合地鐵的復雜地質環境，科學分析了盾構施工技術的應用問題，希望可以為類似施工提供較好的借鑒。

關鍵詞：地鐵；盾構施工技術；復雜地質

地鐵盾構施工技術體現出創新特點，在實際操作中，尚未積累豐富的操作經驗。因此，在實際研究過程中應密切聯系本地水文、地質和地形特點，最大程度保證盾構操作水平。在這樣的環境中，對復雜地質深刻研究盾構施工技術具有一定的現實意義。

一、地鐵盾構機施工技術

（一）土壓式平衡施工

1.選擇模式

具體包括三種模式，在科學選擇掘進模式時，結合不同地層特點開展施工。一般情況下，掘進操作全斷面巖層時，優先采取敞開式，采取泡沫劑有效改進渣土；針對軟弱層產生的復雜地質，建議采取土壓平衡模式，選擇泡沫與一定的膨脹土有效改進渣土。應用該種模式的過程中，應避免反復調整入倉壓力，只要其明顯超出掌子面水土壓力即可；對砂卵石或上軟下硬土層科學處置時，由于土層體現出的復雜特點，依然采取土壓平衡掘進模式，由于不能輕松控制土倉形成的壓力，應嚴格處理各個階段[1]。

2.明確掘進參數

正式操作之前，應結合工地環境特點和埋置隧道深度對關鍵參數有效明確。并且按照監測掘進試驗段情況，科學調節工地實際參數。采取土壓平衡模式，應利用螺旋機保持出土平衡，因此還應嚴控設備操作速度和壓力。

3.控制設備狀態

掘進操作復雜地層時，應嚴控設備狀態，尤其是相對改變較大的硬巖地層與土層區域，糾正設備狀態比較困難。若采取對千斤頂推力調節對狀態有效調節，效果一般不理想，并且增加了道具磨損程度，甚至發生管片錯臺的不良結果。所以在操作中，應認真按照相關準則，防止集中較大用力[2]。

（二）泥水加壓式平衡施工

1.明確泥水性能

首先明確泥水形成密度，在開挖操作時，利用泥水可以對開挖面有效控制。一般泥水擁有較大密度，滿足開挖土體的密度要求。但在具體操作中，泥水產生的較大密度，容易威脅泥漿泵操作運行以及增加處置難度，所以需要根據土層構成和設備使用性能，科學明確泥水密度；泥水將含砂量作為另一關鍵因素，當針對較強透水性土體實施操作時，含砂量以及最大粒徑都會嚴重影響形成泥膜的速度。

2.明確掘進參數

在復雜地質下開展操作時，應保證獲得穩定的切口壓力，推力與刀盤采取相對較低的轉速。憑借對導向油缸長度和推進壓力科學調節，對設備狀態嚴控。當掘進操作上軟下硬土層時，由于上部砂層缺少較強的穩定性，減少了切削形成的扭矩，形成較高的土層硬度，隨之增加了刀具阻力，尤其是在軟硬土壤交接位置，會發生更加嚴重的磨損，要想成功消除巨大的沖擊荷載，適度控制刀盤旋轉速度；若掘進速度相對較快，則影響處理和輸送水泥的情況，形成嚴重的超挖問題。

3.控制盾構姿態

良好的姿態能夠降低操作阻力以及有效擾動地層，提高操作水平。在保證掘進操作速度的前提下，憑借降低推力的方式對姿態有效控制。若發生問題，避免迅速糾正，防止產生較大的蛇形開挖面；可以憑借控制油壓與調整油缸形成對其嚴格控制；并科學調節差異數值，進一步嚴控壓力差值。

二、施工組織管理

（一）準備工作

在實際操作中，容易產生各種風險，應認真做好準備工作。首先勘察需要操作的地質環境，經過對路基整體勘察，把握地質出現改變的情況，根據實際變化狀況提升決策的準確性，加固處理始發路段，只有掌握充分的數據信息，才可以更好地開展操作。同時，要想順利開展施工，應科學設計操作方案，并安排好技術交底工作，牽涉到加固技術方案等，整體思考突發事故和風險問題。

（二）控制加固區域盾構掘進參數

當接收端頭加固區域進入盾構后，由于提高加固區域土體強度，產生較大盾構扭矩，要想對推進軸線嚴格控制，應綜合把握整體推力，從而降低掘進速度，保持在10mm/min之內，相應降低刀盤轉速0.8r/min，在與操作區接近盾構機掘進操作中飽滿注漿每一環，并開展二次注漿操作。

當盾構機與圍護結構接近時，應嚴格注意盤扭矩、總推力等參數嚴格控制，防止過度擠壓刀盤前方土體。

（三）科學管理方案與工序

這項操作表現出顯著的持續性，對機械化操作產生極高的要。同時表現出高消耗、大投資特性。當正式操作以后，消耗電力、材料等方面的成本也隨之增加，要想壓縮費用，應對方案不斷改進。比如，當盾構機進場以后，應迅速設計加固和換刀等操作方案，安排有關的人員配置工作，并做好設備與材料組織工作，進一步順利開啟盾構機。

（四）嚴格遵守技術要求

通過調查可知，開展盾構操作體現出較強的復雜性，這部分操作環節之間出現了密切關聯，若其中一個操作環節難以達到質量要求，必將嚴重威脅整體操作質量。

（五）追蹤監測盾構操作

要想提升操作的安全水平，應追蹤服務施工監測工作，不僅要整體獲取監測點信息，還應根據建設要求開展追蹤監測。需要注意的是，每一次測量都應重視施工操作的凹凸需求，并認真監測盾構出洞操作。第一，在盾構出洞之前設計監測點，并持續追蹤監測，積極改進操作參數。第二，長時間追蹤監測沉降井，穿越盾構過程中，增加監測次數，并始終保持跟蹤監測，直到獲得穩定的數據才可以終止監測。

針對大多數盾構機操作來講，由于復雜地質環境造成的影響，產生不同的建設情況，不僅需要項目建設人員嚴控技術，還應深刻探索操作工藝。

三、結束語

綜合分析，我國社會主義經濟迅速發展的過程中，出現了大量地鐵類項目，傳統操作方法不能有效滿足復雜地質環境產生的操作要求，作為有機結合了先進技術與機械設備的盾構施工，可以很好適應各種復雜的操作環境。本文高度聯系理論和實踐，從若干角度深刻分析復雜地質環境中采取的施工技術，為有關工作提供參考。

參考文獻：

[1]吳家興.昆明地鐵1號線下穿復雜地段盾構施工關鍵技術研究[J].云南科技管理，2016（12）：62-65.

[2]王全，林成.芻議復雜地質條件下地鐵施工技術探討[J].中國建材科技，2016（10）：167.

（作者單位：中鐵十四局集團有限公司）