地鐵非全斷面風化砂巖盾構技術探討

張要峰

（中交天和機械設備制造有限公司， 江蘇 常熟 215500）

引言

地鐵作為現代化社會中的重要交通工具，其建設工作的開展不僅能為人民出行提供方便，還能發揮最為顯著的節能和環保優勢。在地鐵修建過程中，其施工技術系數難度相對較大，所以在建設的過程中需要耗費大量的物資、人力和財力，同時一旦在施工過程中出現問題，很可能引發人員傷亡的情況。這也意味著施工技術的科學應用尤為關鍵。盾構設備施工技術的應用可以在最大程度上實現對地鐵非全斷面風化砂巖問題的解決，這也要求施工單位要切實認識到盾構技術應用的重要性。

1 盾構設備施工技術的概述

1.1 盾構設備施工技術的工作原理

通過對當前技術手段的研究可知，在開展盾構技術施工過程中需要借助盾構機設備開展工作，在施工過程中，盾構機的鋼殼支護可以實現對圍巖穩定性的全面提升。

1.2 盾構技術的施工特點

在進行地鐵修建過程中，盾構技術具有以下優勢：在地鐵修建過程中盾構技術的應用并不需要占據較多場地，因此并不會對周圍環境造成較大負面影響，同時還不會產生明顯噪音，基本不會對人民生活產生負面影響[1]；盾構設備技術的施工精準度較高。目前盾構在穿越砂巖石施工中，對盾構機設備操作人員經驗要求很高，很大程度上影響項目中刀具使用壽命和換刀成本。根據施工經驗，通常砂巖強度在90 MPa 以上時，將設備的推進速度控制在10～30 cm 之間，總推力控制在20 000～25 000 kN 之間，這樣能夠保證觀測工作軸線的精準度在5 cm 以內。此外，在對管片進行襯砌的過程中，也要對誤差進行嚴格的控制，通常情況下需要將誤差控制在5 mm 以內；在盾構機工作過程中，盡量要發揮其專用性，每個地鐵項目在進行隧道掘進環節時，常遇到掘進斷面多種因素導致的各項參數變化，盾構機需要嚴格按參數標準進行控制。工程結束后需對整條線掘進過程中盾構參調整數進行匯總、分析，對后期類似地質施工形成參考依據。在盾構設備施工過程中，盾構機的應用存在較大風險。這樣盾構機在實際應用中只能前進不能后退，這也是盾構設備施工環節中具備的最大風險，因此在施工過程中如果發生問題，往往會對設備的壽命產生直接影響[2]。

2 影響地鐵非全斷面盾構設備施工技術的因素

2.1 地表變形

基于地鐵施工現場面臨的環境因素較為復雜，例如盾構上方存在市政公路、燃氣管線、大廈、民房等建筑設施，施工過程中必然會存在較大的安全隱患和風險。所以地鐵施工經常會出現坍塌的問題，這也意味著上層建筑物會受到不同程度的影響，同時也會對人民群眾生活造成很大風險[3]。所以，在地鐵施工過程中，要加強對盾構技術的應用從而實現對地表的控制，這樣才能以科學的方法合理預防地表變形?；谶@一施工難點，施工部門更需要加強對這一問題的關注。

2.2 盾構隧道上浮

在實際研究中發現，對盾構設備施工產生影響的因素比較多。所以在實踐環節中，施工部門更需要加強對施工現場的有效分析，通過對這種方式對盾構設備施工的影響因素也要加強研究，通過現場情況的有效勘察，可以更精準地明確工作要求和條件，只有這樣才能最大程度地預防和控制干擾。同時，盾構管片上浮也是對地鐵施工造成影響的關鍵性因素。施工單位在實際工作中還要加強對數據的監測，通過這種方式可以更為精準地掌握和了解地質水文條件的轉變[4]。經對多次施工過程進行分析后發現，對盾構設備施工造成影響的因素主要有以下幾點：漿液初凝時間相對較長，一般初凝的時間約為10 h左右，在其凝固的時間之內，隧道上升的時間也更加充足。漿液須依據實際施工環境、水紋地質條件等因素進行合理參數；漿液的黏稠度會對隧道管片產生較為顯著的制約性作用；隧道挖掘量的面積比較大，因此施工方也要加強對出土量的估算，可以有效避免盾構施工過程中出現超挖和坍塌事故。

通過對上文的研究可知，對地鐵施工造成影響的因素比較多，如果工作人員不能及時處理，很可能引發嚴重的安全隱患，甚至對施工方經濟方面的提升造成負面影響。

3 地鐵非全斷面盾構設備施工技術中的解決方案

3.1 地表變形中盾構機掘進的影響控制

首先，要加強對盾構推進參數的合理化控制。在應用盾構設備施工的過程中，工作人員需要選擇合理的參數。一般情況下，參數的選擇需要按照盾構動態參數的變化進行調節?；诖?，施工單位可以制定更科學的施工參數，從而在盾構機設備的應用環節中精準分析對地表產生的影響[5]。其次，要加強對開挖量的控制。在對開挖量進行控制的過程中，要按照地層變化進行理論概念的分析，特別是要加強對風險控制問題的關注，比如選擇非全斷面硬巖地層、強度在60 MPa 以下的條件下施工，必須采取有效措施防止地面坍塌、涌水涌沙侵入設備，避免出現地表變形和塌陷，只有這樣才能在掌握地表沉降量的基礎上明確開發量，保證施工安全性。與此同時，施工單位也要保證施工人員科學進行盾構設備的應用，最大化提升開挖量的精準性，通常需要對開挖范圍進行控制，避免在施工過程中因范圍過大導致開挖量增加。最后，在注漿環節實現同步。在注漿工作開始前要加強對注漿參數的調整，此種方式不僅能掌握注漿具體壓力，還能有效避免與掘進施工環節不連續的情況發生。

3.2 盾構隧道的上浮控制

1）科學控制盾構設備施工參數。在應用盾構機械設備之前，施工人員需要按照地鐵施工的具體情況進行工作參數的調節。在這一過程中，施工單位也要按照之前的工作經驗，實現對盾構參數的歸納分析。此種方式不僅能更精準地掌握地質條件發展規律，還能在控制隧道上浮的基礎上，預防地表變形[6]。

2）精準控制盾構姿態。在對盾構掘進軸線進行設計的環節中，工作人員需要充分加強對隧道設計軸線的研究，只有這樣才能確保對隧道上浮情況進行有效控制，從而在具體施工中實現對地鐵施工的穩固。所以，施工人員在施工中也要做好對盾構姿態的糾偏工作，做到勤糾、緩糾。

3）提升漿液剪切強度。在實際施工環節中，要選擇合理配合比、質量好的漿液，從而借助此種方式對原有漿液進行優化，這也是對漿液剪切強度進行提升的重要手段。在完成施工項目后，施工單位還需要對隧道進行必要的二次注漿，這也是對隧道抗浮能力進行提升的重要基礎。

4 結語

地鐵對現代化城市交通發展而言有著十分重要的影響。在具體研究中發現，當前地鐵施工對盾構設備技術的應用頻率不斷提升，所以在地鐵施工過程中，工作人員也要充分掌握現代化施工技術，按照施工環境制定具體施工方案，在降低施工影響因素的過程中，實現工程質量的穩定提升。