城市軌道交通隧道盾構施工主要技術研究

摘 要：城市發展進程下，我國軌道交通建設力度不斷加大，盾構施工技術在地下管道施工中廣泛應用，目前已成為隧道施工的關鍵技術。基于此，本文對盾構施工技術進行詳細分析，通過對盾構的類型與特點研究，闡述管片拼接環縫襯墊的作用，從錯縫拼接與通縫拼接兩方面入手，分析盾構施工進洞的有關技術以及盾構機的實踐應用。

關鍵詞：城市軌道交通;隧道盾構;施工技術

1 前言

隨著我國城市化建設規模的不斷擴大，各項基礎設施正在得到完善，特別是城市交通工程施工范圍擴大，一些大中型城市為了提高交通的便利性，滿足居民入場出行需求，加快了軌道交通建設的步伐。在這一過程中，盾構施工技術的應用可以推動隧道施工效率，保障城市軌道交通建設工程的施工質量。

2 盾構的類型與特點分析

2.1 盾構的類型

對于隧道盾構施工來說，關鍵在于盾構性能是否可以滿足隧道施工要求。選擇合適的盾構類型至關重要，其類型的命名主要有盾構正面機制形式覺醒。關于隧道施工的盾構正面機械施工，應關注以下幾點技術內容：（1）支護施工技術。支護施工可以確保土體完整，防止因土體流失而產生坍塌現象，因此在盾構施工時需要采用相應的支護技術。（2）挖土施工技術。隧道盾構施工指的是將地層內的土體挖除，在地下產生一定空間，施工人員在該空間內展開隧道施工。所以，施工人員在盾構正面有限的區域內進行開挖施工技術十分關鍵。（3）排土施工技術。排土需要采用有效的方法，將挖出來的土方送往地面，確保地下隧道可以持續開挖土方，工程繼續推進。為了保證隧道工程順利開展，施工人員有必要針對盾構的類型對以上三種技術合理應用，從而了解盾構斷面土體性能，確定施工關鍵技術^[1]。

2.2 盾構的特點

盾構技術具有靈敏性。城市軌道交通建設中，盾構的類型和長度的比值就是其靈敏性。盾構兩端的尾段可以隨意調整，但頭段不能調整，地下施工時盾構會被泥土包圍，僅有的空間就在盾尾與管片間，因此盾構頭部是沒有活動余地的，尾部可以有活動余量，施工時人們只能對盾構的尾部進行姿態調整，將其與尾段同步，減少盾構在施工中受到的限制。如果需要在黏土型地下環境施工，盾構會被半固體土質包圍，這時展開盾構作業，其頭端進入切口后將無法繼續前行。以切口與地層間的相互擠壓作用可以明確切口位置，再以人工的方式為主變動切口方位。

3 管片拼裝環縫襯墊的作用分析

盾構施工作業中，因整體前后推進的作用，將會有較大的壓力在兩環間產生。為了避免該情況出現，人們會使用橡膠軟木作為接縫的襯里，維持環內力均勻分散，防止爆管事故出現。安裝接頭時，環可能會產生形變，比如縱向變形，這與隧道剛性程度較低有關，且因裝配圓接頭存在密度差異，環面容易不均勻，進而引發相鄰管道縱向差異現象，使環螺栓的應用難度加大。即使接頭在安裝時出現了失誤，但圓環不容易變形，各部件相互牽制作用下不會引發圓圈形變，應用襯墊調節拼縫寬度，不僅可以降低施工壓力，也能防止因壓力過大而導致管道縱向裂開的情況出現。

4 城市軌道交通隧道盾構施工主要技術

4.1 軌道交通隧道盾構施工中的幾種拼接方法

4.1.1 錯縫拼接

因為管片是固定不變的，各部件間存在相互牽制的作用，所以錯接接頭不會引發圓圈形變。圓圈圓度較好，隧道剛度較大，環形間隙壓縮會在內力的影響下克服偏差，所以誤差不會積累。在盾構施工中，隨著壓力的增加，接縫處可能會有縫隙裂開，因外部壓力過大，橡膠軟土可能形變，而盾構的形態可以控制盾構前進。為了維持施工效果，建議使用穩固性較強的環抵擋壓力。錯縫拼接就是應用襯墊調節因壓力而產生的接縫寬度，在調節寬度的同時降低施工壓力^[2]。

4.1.2 通縫拼裝

與錯縫拼接相比，通縫拼接容易讓圓環變形，且周圍相隔的圓環也會受到影響。城市軌道交通地下隧道盾構施工中，如果隧道剛性較低，則容易出現縱向形變，不同圓環間的頂力有差異，所以圓環面會不平。

4.2 盾構施工進洞時的相關技術

因管片而產生的頂力較大，將前端壓力切削后會因盾構處于孔內而壓力消除。如果盾構繼續向前推進施工，頂力將會逐漸降低。混凝土施工作業中，為了避免盾構作業使管片發生移位，建議增加管環縱截面，拉拔管片，使管片更牢固。這樣做的成效顯著，但需耗費較多的人力，所以盾構施工進洞后就要立即拆除。盾構挖掘施工作業中，孔和盾構推進的方向保持一致，相關密封設備會受到損害，密封程度降低，采用氣封的方法進行密封可以達到密封要求。施工時應保證孔被埋，然后放置氣囊，保證盾構結構不受損害。選擇多圈形式的氣囊，每個氣囊應該有獨立的氣管，按照屏蔽入口的實情確定氣囊安裝數量。當屏蔽入口從氣囊處移開時，應及時對氣囊充氣處理，確保氣囊和隧道表面相互貼合，使充氣之后的氣囊擁有一定的張力，在隧道洞口縫隙內生成密封圈，氣囊內的氣體壓力將對隧道洞口起到密封作用。施工時需要注意的是，當屏蔽間進入孔內，應確保氣囊完好無損。

4.3 盾構機的應用

盾構施工技術的實施離不開盾構機的使用，在始發階段的盾構機掘進速度緩慢，運行距離較短，應安排列車編組展開出土和進料施工，車站施工時需要預留一個臨時出土口。當盾構機正常掘進之后，為了保證工期不受影響，應提高盾構機的掘進速度與出土效率，整體隧洞和車站盾構施工應滿鋪四軌三線，應用每米43kg的鋼軌，鋼軌距離900mm。盾構機使用時需要依靠相關配套系統，在配套系統的尾部跟隨鋪設雙開道岔，方便運輸立車在盾構機尾部錯車之后可以開進配套門式臺車段，方便工藝材料的運輸和出土。為了提高材料與土體的運輸效率，可以適當增加列車編組，結合盾構區間的具體情況，在每區間內設置兩列運輸列車組負責洞內的水平運輸。城市軌道交通建設進程中，由于施工涉及到隧道，很多安全問題需要引發施工人員的注意，為了降低風險，在城市軌道交通工程建設前，相關單位要考慮可能存在的安全隱患問題，科學編制風險防范施工方案，采取有效的預防措施避免風險發生。在盾構施工作業前，應熟悉施工工序，明確隱患問題的存在未知，保證施工人員人身安全。了解周圍施工環境，找到安全控制中心和應急設備的放置未知，關注容易產生安全事故的大致方位，對盾構的結構與特點詳細把握，正確使用盾構機以及相關配套系統，提高運料速度，在保證工程質量的基礎上加快施工進度。

5 結語

總而言之，由于城市軌道交通工程多為隧道盾構工程，這類工程施工主要在地下進行，施工環境難以掌控，且施工風險較大，施工時容易發生地面坍塌等事故。為了保障施工人員人身安全，提高工程質量，加快城市化建設進程，施工人員應對盾構技術深入了解，提高盾構施工技術在城市軌道交通隧道工程中的實際應用效益。

參考文獻：

[1]張耕瑋.城市軌道交通隧道盾構施工關鍵技術探討[J].工程技術研究，2019，4（07）：65-66.

[2]袁守謙.城市軌道交通施工的新技術探究[J].工程技術研究，2018（03）：98-99.

作者簡介：姓名：賈成龍（1980.12--）;性別：男，籍貫：甘肅省武威人，學歷：本科，畢業于河海大學;現有職稱：中級工程師;研究方向：工程監理。