地鐵隧道盾構施工技術要點探究

萬超 胡彬

摘 要：盾構法是地鐵隧道施工中的重要方法，在各項工程中有著廣泛的應用。本文在介紹其原理和特點的基礎上，重點探討和分析其施工技術要點，希望對相關工作有參考意義。

關鍵詞：地鐵隧道;盾構法;技術要點

引言：

在地鐵隧道的施工過程中，盾構法具有非常重要的地位。這種方法運用于地鐵隧道掘進，不但施工效率高、進度快，而且施工成本低、安全性高;特別是在較為復雜的地質環境下，或隧道埋深相對較高的項目，其優勢更加顯著。另外，采用盾構法施工也不會對項目周圍環境造成影響。正式基于上述種種優勢，使得其應用范圍越來越廣。然而，不同的地鐵建設工程，有著不同的地質條件，不同水文條件，所以在施工過程中必須要嚴格控制施工技術要點，才能更好的保障施工安全和施工質量。

1 盾構施工的原理與特點

在地鐵隧道施工中，盾構法是一種應用較為廣泛的施工方法。該方法就是盾構機基于護盾保護，從而實施地下挖掘，與此同時完成管片襯砌施工，進而完成隧道的整個施工。施工過程中，首先在在隧道一端，建立豎井或基坑，從而將盾構機安裝完成，然后驅動盾構機前進的同時，掘進的土體從盾構機的盾尾排出，盾構機的前進路線應當保證是隧道的設計中軸線;因為盾構機前進的同時盾尾土體受力狀態變化，所以必須同時實施盾尾襯砌作業，并將水泥漿從周邊以及襯砌縫隙中注入，這樣就能夠有效隔離水源，避免出現路面下沉的問題，保障施工的質量和安全。當前的盾構機類型主要有四種，分別是泥漿式、土壓平衡式、敞開式，壓縮空氣式，其中應用最廣泛的是土壓平衡式，這種類型的盾構機對土壤的適應性最強[1]。

就當前我國地鐵建設的實際情況來看，盾構法基本已經完全取代了傳統的明挖作業模式。盾構法應用于地鐵隧道施工其優勢是多方面的。首先，盾構法施工可以最大化的避免地鐵隧道施工對城市正常的秩序和環境的干擾;其次，盾構法施工相比于明挖法，其工作量和工作強度都有了非常明顯的降低，所以無論是建設成本，還是建設速度都有顯著提升;另外，盾構法施工的安全性也更有保障。但是，盾構法施工也有其不足之處，這種施工方式的一次投資相對較高，而且工程設備無論是重量還是體積都非常龐大，所以運輸裝配都較為復雜。

2 盾構法施工技術要點

2.1 始發端頭加固

盾構機始發階段容易出現安全事故，所以在正式開始盾構法施工之前，應當針對始發段軸線實施預加固以保證盾構機始發的安全性。預加固的范圍至少包括，端墻外9m、隧道輪廓線外3m的以內，并且基于工程所處環境的實際地質條件，選擇具有針對性的加固方式，應用較多的加固方式有如下幾種：旋噴加固、素混凝土樁、冷凍土體等等，實踐中可采用多種方式混用。如果實施旋噴加固，則必須首先實施試樁作業，從而明確每米所需要的水泥用量，以及施工中的提升速度等指標;并且要真實試樁實施鉆芯取樣試驗，以檢驗其質量是否滿足要求。另外施工前，務必要明確施工制度，確保文明施工[2]。

2.2 盾構機始發

2.2.1 洞門鑿除

盾構機始發之前，為了更好的保障施工，應首先實施洞口水平探孔，然后看有沒有出水現象發生，從而對端頭加固的效果實施必要的檢驗。如果有出水現象，則需要對其再次實施壓密補漿作業，確保沒有出水現象以后才能夠實施洞門鑿除作業。

2.2.2 洞門鋼環輔助設施安裝

在施工過程中，洞門鋼環的安裝務必要確保精準定位;然后基于實際的工作環境，完成其他輔助設施的安裝，包括鋼刷、防水簾布、壓板等等。

2.2.3 反力架安裝

首先要基于盾構機推力實施相應計算，從而確定反力架的具體形式，通常情況下可以選用門架加斜支撐形式。在安裝過程中，務必要要做到門架、支撐之間的連接必須符合受力要求，并實施受力檢測通過才行。在推進的過程中，必須在門架上設施監測點，從而對其受力做即時監控，一旦發現異常應立刻實施應對處理。

2.2.4 托架安裝

首先必須要保障托架的剛度符合要求，能夠滿足盾構機載荷要求;并且其導軌應當保持具備足夠的穩定性，避免出現盾構機探頭現象;租后盾殼必須要安裝牛腿裝置避免盾構機殼體發生轉動現象。

2.2.5 盾構機驗收

首先必須要保證施工使用的盾構機通過了出廠驗收。在現場組裝以后，還應當對其實施分項驗收，檢查內容涵蓋了盾構機的全部裝置以及工作系統，諸如刀盤轉動、泡沫膨潤土注入系統、冷卻系統、潤滑系統、頂推系統、電氣系統、出渣系統、拼裝系統、注漿系統、導向系統等。盾構機現場檢驗是保障施工安全的重要措施。

2.2.6 始發段降水

降水作業之前務必要確保降水井數量、水泵數量符合工程的實際需求。然后啟動降水施工，使得水位低于隧道底部才能夠開始后續作業。

2.3 盾構機掘進

2.3.1 掘進參數優化

在盾構機正式開始作業以后，前100米被看做是掘進調整段，在這個過程中可針對實際的掘進狀況、隧道的水文地質條件，以及盾構機自身的狀況等，對其參數實施相應的優化調整，從而保證掘進質量和掘進速度。通常情況下，盾構機可調整的參數包括。比如，土壓平衡盾構機可通過調整、土倉壓力、推力、扭矩、盾尾間隙、注漿量、油脂消耗、出土量、刀盤轉速、滾動角、千斤頂行程等，參數實施優化。

2.3.2 強化監測測量

在工程施工的過程中，務必要針對工程進行的相關狀況展開有效檢測。針對洞外區間，應強化對道路隆沉、管線、房屋的監控，確保其未出現下沉現象;同時還要密切關注洞內是否出現了拱頂下沉、橫向收斂等現象。一旦監測發現相關變化，必須要迅速實施針對性處理。另外，要間斷性的展開陀螺定向，管片測量等等，并對相關數據實施分析，以保證盾構機的掘進線路負荷要求。

2.3.3 糾正掘進偏差

施工過程中，如果監測發現盾構機的掘進有偏差，必須要迅速對其展開糾正;但是糾正的過程要緩慢進行，糾正量不可每次設置過大，否則容易造成管片錯臺。破損或出現漏水等質量問題。

2.3.4 盾構注漿控制

對于注漿作業的控制，一方面是通過注漿量控制來實現，另一方面是通過調整注漿壓力來實現。在這樣的優化調整下，以保證同步注漿的完成質量。另外，也要時刻做好二次補注漿作業的準備，以對不夠完善的地方作出修正。

2.4 管片安裝

在實施管片安裝作業之前，首先必須要就管片展開嚴格的質量檢驗，既要檢測管片的實體是否完整，外觀質量是否符合工程要求;也要檢查其防水膠條、連接螺栓等是否有質量問題。運用拼裝機實施管片安裝作業，盾構機應當處于停止作業的狀態。管片安裝應當按照先底部，再從下到上的安裝順序，最后以封頂塊完成整個安裝作業。

2.5 盾構機接收

首先，針對接收端頭實施加固作業和洞門鑿除作業，接收端的加固長度一般是12cm左右，加固作業與始發段基本保持相同。其次，在盾構機出洞前100m，就必須要展開用自動導向與人工測量相結合的方法，從而確保盾構機姿態正確，滿足隧道的貫通精度要求，是掘進方向與隧道軸線一致。如果隧道接收端的地下水較為豐富，應當盡量選擇鋼套筒接收方案，這樣能夠最大程度的確保接收可靠性，滿足施工安全要求。

3 小結

盾構法在地鐵隧道掘進施工中有著非常顯著的優勢，因此其應用非常廣泛。然而，對于不同地址水文條件的工程，依然需要嚴格掌控技術要點，調整施工參數，強化施工管理，才能夠更有效的保障施工質量。

參考文獻：

[1]胡競美.地鐵隧道盾構施工技術要點探究[J].四川水泥，2020，（01）：246.

[2]儲志堅.地鐵隧道盾構施工掘進技術要點解析[J].城市道橋與防洪，2018，（08）：253-255+27.