地鐵盾構(gòu)隧道施工的質(zhì)量控制分析

王明軼 上海隧道工程有限公司

一、盾構(gòu)施工特點及流程

（一）地鐵隧道盾構(gòu)施工特點

地鐵隧道的盾構(gòu)施工作業(yè)，通常是結(jié)合盾構(gòu)設(shè)備在隧道施工中的堆砌，利用圍巖和地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來注入一定量的漿液材料，在這種施工技術(shù)的運用過程中，一般給環(huán)境帶來的影響不大。施工階段挖掘土層的范圍相對較小，不會造成周圍地層的沉降，也不會影響地面的正常交通。盾構(gòu)施工作業(yè)具有非常強(qiáng)的實用性，工作人員只需要在工程預(yù)定的范圍內(nèi)占據(jù)相應(yīng)的面積，按照施工成本控制的要求來將成本限定在一定范圍。在地鐵隧道的施工當(dāng)中盾構(gòu)法具有非常廣泛的適用空間，因此對于地鐵隧道作業(yè)有著很強(qiáng)的抗震效果。這些內(nèi)容都是盾構(gòu)法施工獨特的優(yōu)勢。

（二）地鐵隧道盾構(gòu)施工流程

1.盾構(gòu)掘進(jìn)

盾構(gòu)掘進(jìn)工作不能直接深入，要根據(jù)施工環(huán)境的地形特征進(jìn)行具體分析，通常要將盾構(gòu)掘進(jìn)的45m 位置充當(dāng)試挖掘階段。繼續(xù)推進(jìn)以后就可以進(jìn)行拆除工作，將周圍管道內(nèi)的管片拆除，然后在試挖掘過程中挖成以下任務(wù)：采用短時間完成盾構(gòu)設(shè)備的調(diào)試，做好工程建設(shè)的實地考察工作，通過地質(zhì)環(huán)境的平衡盾構(gòu)法來把控施工進(jìn)度。利用收集的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行分層優(yōu)化。了解管片拼裝的具體操作。在試挖掘完成以后，需要按照對接的工作調(diào)整相應(yīng)的挖掘參數(shù)，給今后的盾構(gòu)掘進(jìn)提供相應(yīng)的準(zhǔn)備。一般來講需要完成以下幾點內(nèi)容：首先按照地質(zhì)環(huán)境的條件和試挖掘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，給今后的挖掘工作提供必要的參數(shù)。結(jié)合有效地施工監(jiān)測，不斷強(qiáng)化施工工藝，減少后續(xù)施工中的不足。

2.盾構(gòu)掘進(jìn)方向的控制與調(diào)整

受到地層結(jié)構(gòu)的影響，在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中可能會遇到土層硬度不均、隧道坡度變化大等問題，這時盾構(gòu)掘進(jìn)就不能準(zhǔn)確按照預(yù)定的施工計劃來推進(jìn)地鐵隧道的挖掘工作，會帶來很大的偏移。如果這種偏移超過一定范圍，就會增大隧道施工的間隙，一些部位的受力會發(fā)生變化。所以盾構(gòu)施工階段必須采用合理地技術(shù)方案進(jìn)行掘進(jìn)，避免過大的路線偏移。盾構(gòu)掘進(jìn)的方向控制可以采用隧道導(dǎo)向裝置來完成，或者是分區(qū)盾構(gòu)遷移的方式來矯正偏差。假如偏離的位置與預(yù)定位置偏離過大，盾構(gòu)設(shè)備就會報警，這時要選取盾構(gòu)刀盤的方式來彌補(bǔ)偏差。

3.同步注漿與二次補(bǔ)強(qiáng)注漿

盾構(gòu)施工可能會帶來地層結(jié)構(gòu)的損失，甚至?xí)斐伤淼乐車艿讲▌拥挠绊懚l(fā)生變化，這時就可能產(chǎn)生地下水的滲透，容易造成建筑結(jié)構(gòu)和管線的沉降。為了避免這種情況，在盾構(gòu)掘進(jìn)的階段，應(yīng)該及時進(jìn)行盾構(gòu)管片的脫離，讓漿液材料能夠迅速填充到建筑的空隙內(nèi)。同步注漿操作要和盾構(gòu)掘進(jìn)同步完成，利用同步注漿系統(tǒng)把漿液注入管片當(dāng)中。注漿完成以后管道內(nèi)部的縫隙就可以得到填充，大部分的地層變形都能夠改善。在部分漿液澆筑的階段，可能會產(chǎn)生漿液填充不均衡的現(xiàn)象，漿液的收縮就會造成整體成分被稀釋，為保證漿層的防水效果，要盡量利用管片進(jìn)行漿液補(bǔ)注。

二、地鐵盾構(gòu)隧道施工的質(zhì)量控制措施

（一）盾構(gòu)始發(fā)及始掘進(jìn)階段

盾構(gòu)的始發(fā)和初始掘進(jìn)工作在地鐵隧道施工中有著非常重要的地位，并且在隧道挖掘逐漸加深，尺寸增加的狀態(tài)下，施工環(huán)境逐漸惡劣。這就給相應(yīng)工程建設(shè)提出了更高的技術(shù)要求，必須結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)手段來對開挖地層工作進(jìn)行穩(wěn)定性的控制，結(jié)合土層和水泥防護(hù)充當(dāng)構(gòu)建物來減少挖掘面受到不良低端的影響而坍塌，必須對土層結(jié)構(gòu)改造確保挖掘面的穩(wěn)定以后，才能進(jìn)行下一步的施工作業(yè)。為了保證施工的安全性，在洞口掘進(jìn)完成以后要對掘進(jìn)開始位置增加壓力，通過水泥風(fēng)度的方式控制隧道口結(jié)構(gòu)，保證洞口的穩(wěn)定。由于盾構(gòu)阻力會對隧道造成影響，因此要提前對盾構(gòu)設(shè)備的基座軌道涂抹潤滑油，減少刀盤對洞口挖掘帶來的傷害。此外必須對基座導(dǎo)軌的高度、中心線位置進(jìn)行控制，減少盾構(gòu)移動給掘進(jìn)工作帶來的破壞。

（二）盾構(gòu)正常掘進(jìn)階段

結(jié)合盾構(gòu)始發(fā)操作和掘進(jìn)位置的確定明確具體的施工參數(shù)，盾構(gòu)設(shè)備就可以完成相應(yīng)的掘進(jìn)工作。為了保證掘進(jìn)設(shè)備能夠達(dá)到更好地開掘效果，就要讓刀盤和土層的流動性保持一致，然后讓整體線路的推進(jìn)維持在相平衡狀態(tài)下。還可以結(jié)合隧道線路上地質(zhì)環(huán)境的不同選擇不同的掘進(jìn)模式。在盾構(gòu)設(shè)備在土層狀態(tài)下工作時，要通過設(shè)置參數(shù)保證設(shè)備在土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，同時確保足夠的施工效率。在施工階段選擇合適的方案能夠?qū)崿F(xiàn)土層地質(zhì)環(huán)境的測試，以便盾構(gòu)設(shè)備在掘進(jìn)模式下能夠及時切換到不同狀態(tài)來調(diào)整。按照輸送設(shè)備排出土速度的要求，和地層變化的特點對地鐵隧道進(jìn)行監(jiān)測。

（三）盾構(gòu)到達(dá)掘進(jìn)階段

盾構(gòu)設(shè)備開始掘進(jìn)工作主要是達(dá)到端頭以后，需要轉(zhuǎn)變以往的掘進(jìn)操作，利用保護(hù)方案穩(wěn)定隧道的土層結(jié)構(gòu)，讓路線能夠符合設(shè)備推進(jìn)的要求。簡單的盾構(gòu)挖掘顯然不足以滿足施工需求，主要有兩種方式來進(jìn)行操作：第一是在設(shè)備到達(dá)相應(yīng)位置后即可對土層進(jìn)行拆除，第二是在設(shè)備到達(dá)土層防護(hù)之前進(jìn)行拆除作業(yè)。第一種方式施工作業(yè)操作帶來的反饋非常良好，可以大范圍應(yīng)用到地鐵隧道施工地層穩(wěn)定性的防護(hù)當(dāng)中。而第二種方式則必須對地層進(jìn)行加固操作，強(qiáng)化洞口的堅固程度，用以防止盾構(gòu)姿態(tài)的變化，控制掘進(jìn)動力。但在這個階段因為設(shè)備推理的降低可能會減小管片的作用力，使得管片的連接位置漏水，這就必須讓工作人員在管片安裝的過程中加裝固定裝置。

三、結(jié)束語

綜上所述，地鐵盾構(gòu)法隧道施工已經(jīng)成為地鐵工程建設(shè)中最受歡迎的建筑工藝，并且在地鐵建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但盾構(gòu)技術(shù)仍在不斷地發(fā)展中，仍存在一些問題，這需要相關(guān)的工作人員在實踐中不斷發(fā)現(xiàn)、不斷探索。