復雜地質條件下地鐵盾構施工要點探究

王健

中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 北京 100000

地鐵盾構施工中必須要對施工質量控制有足夠重視度，結合具體施工情況，針對地鐵盾構施工存在的問題，制定針對性的解決和控制措施，維持地鐵施工的順利有效開展。

1 地鐵盾構的相關特點

1.1 盾構法施工技術的特點

盾構法是一種暗挖施工方法，是一種實現了全機械化的施工。在盾構法具體施工過程中，將盾構機械在地下推進，主要借助盾構外殼與管片對隧道內四周的圍巖進行支承，防止出現坍塌事故。在盾構機械開挖面的前方使用切削裝置完成開挖施工，然后使用出土機械將開挖過程中的土料運輸出去。在開挖過程中，主要依靠千斤頂確保機械后部加壓頂進，同時對預制混凝土管片進行拼裝，最后形成隧道結構。

1.2 盾構法施工技術主要有有以下特點

（1）對地鐵區間隧道施工過程中周圍的地面建筑物與環境的影響較小。主要是因為盾構法施工的隧道建設無須地面場地，是一種無噪音、無振動、無公害的施工方式。

（2）盾構法施工技術對施工精度要求較高，因為盾構法開挖掘進的過程中，盾構外殼與管片的質量直接影響盾構法施工的安全性與穩定性，因此，管片制作的精度與機械知道的精度相似，要求將管片精度誤差控制在標準范圍內。除此之外，還要特別注意嚴格控制前進盾構施工過程中的隧道軸線偏差。

（3）盾構法施工過程是單向前進，不能后退的施工方式，具有一定風險性。在施工過程中，如果盾構機械設備出現故障會嚴重影響施工進度與施工安全性。因此，在施工之前，必須對施工機械仔細檢查與維護，確保施工機械的正常運行狀態。

（4）盾構法施工技術的應用需要具體情況具體分析，特別是在特定區域使用盾構機，必須對地鐵區間隧道的埋深、斷面大小以及地質條件等有全面了解與掌握，然后根據掌握的數據資料對盾構機進行合理設計與改進。

2 地鐵盾構技術的意義

隨著盾構設備的引入，越來越多的研究學者將研究重點放在該設備的施工工藝上。在專家學者的研究中，盾構設備故障診斷專家系統已逐步應用于地鐵項目的建設過程中。結合高科技信息技術的故障診斷系統不僅可以加快故障的辨別診斷速度，而且還能提升地鐵建設的信息化水準。提升故障的辨別效率還能對設備出現故障情況做出相應的預測判斷。

3 地鐵盾構施工過程中的控制

3.1 盾構掘進與管片拼裝的質量控制要點

盾構掘進施工與管片拼裝是盾構法施工過程中的關鍵環節，是地鐵區間隧道盾構施工安全的重要保障。首先，重視盾構機姿態與管片選型。在盾構機姿態與管片選型過程中，要對其進行嚴格檢查與審核。其次，認真分析盾構法施工過程中的各種數據。盾構機推力、盾構機扭矩、盾構機油缸行程以及地鐵隧道的地質條件等數據信息會影響盾構推進施工質量。因此，要對這些數據信息進行認真研究與分析，以便合理控制成型隧道的管片拼裝質量。再次，做好始發架定位。始發架定位的精準度對盾構始發質量有重要意義，在進行始發架定位時，要安裝防滾動設施，確保始發架定位準確。還要注意將盾構機調整成抬頭狀態，刀盤的中心位置要稍高于設計的軸線高度，將導軌安裝在始發架與洞門之間，能夠有效防止盾構機的載投現象。

3.2 施工過程中相關盾構掘進的控制

（1）在掘進施工過程中還需要注意對施工組織的優化和完善，從確保各個工序之間能夠有效銜接，維持盾構機持續運行狀態，盡量減少盾構機在河流、橋梁下的施工時間。（2）土體改良。如果區域土質較差，可選擇更換膨潤土等方式對土體改良優化，提高止水的有效性，避免發生流沙等情況。（3）加大同步注漿量。注漿時，實際注漿量需要超過理論計算量，同時，注意注漿壓力的控制，最大注漿壓力不能超過0.3MPa，以確保不會因為盾尾擊穿而造成漏漿。

3.3 盾構機姿態控制

盾構掘進糾偏。盾構前進方向可通過千斤頂行程、油壓等參數控制，當出現偏差時要及時對其進行調整，提高參數設定管理有效性，以免因參數設置問題造成隧道軸線的偏離，隨時做好糾偏，確保土體不會有超挖以及擾動等情況出現盾構掘進方向控制。將人工測量與隧道自動導向系統相互結合，實現對盾構姿態的有效監測。結合系統中盾構位置、垂直度等，優化隧道設計軸線偏差，以此控制盾構機掘進方向盾構機掘進姿態的調整。盾構機掘進姿態要控制在設計軸線以下位置，維持俯仰角整體穩定，結合系統反饋條件，合理選擇盾構機推進油缸模式，實現對掘進方向的有效控制。

4 地鐵盾構施工的探究

4.1 建立地鐵盾構相關知識庫

從地鐵盾構檢測的功能來看，檢測的過程實質上是獲取知識并將其運用到推理分析進而判定故障類型的復雜過程。要想確保盾構設備狀態故障與檢測過程的順利運行一個很重要的前提是依靠強大的知識庫。該系統可以從知識庫中提取盾構設備故障的癥狀去對應相符合的故障類型，進而找出合適的解決方案選擇適當的方式來檢測故障設備。要想使檢測結果更準確，需要建立一個龐大的知識庫，將盾構設備所遇到的各種故障類型及檢測事故全部錄入到知識庫中，方便維修人員調取有用的信息。

4.2 設計相關的推理機

在盾構設備故障檢測系統中不可或缺的一部分就是推理機。它可以對整個系統進行協調控制。換言之，推理機會根據盾構設備故障系統檢測出的故障信息，再結合維修人員輸入的數據信息，綜合考慮，再調出知識庫中所儲存的知識，選擇合適的檢測方式，對整個盾構設備的故障情況進行分析，初步評估出本次故障的類型，在這一基礎之上進行推理，找出設備產生故障的原因，完成故障檢測。

5 結語

地鐵的建設也逐漸惠及到多個地方，為了提高地鐵施工的工作效率，盾構機被廣泛應用于施工過程中。施工中為確保盾構機正常運行，需要對其進行養護與維修。鑒于此，有必要研究地鐵盾構設備故障與狀態檢測，促使地鐵工程的順利進行。