地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術研究

摘要：各地地鐵施工過程中，盾構機的應用比較普遍，出于保證施工質量、安全性的目的，需要加強盾構機轉接始發技術管控。以地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術特點為切入點，在此基礎上，分別就盾構機始發技術、轉接技術進行分析，包括技術流程、主要技術方法以及施工要點等，清晰呈現地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術內容，為其規范運用提供少許參考。

關鍵詞：地鐵施工盾構法盾構機轉接始發技術

ResearchonStartingTechnologyofShieldMachineTransferinSubwayShieldTunnelingConstruction

WANGGuanglei

UrbanRailEngineeringCo.，Ltd.，ChinaRailway11thBureauGroupCorporationLimited，WuhanCity，HubeiProvince，430_{f7938f540cefe4952c6a81a0d45decc6e04cd28cd399efd47eec0c77258d9667}074China

Abstract：Intheconstructionprocessofsubwaysinvariousregions，theapplicationofshieldtunnelingmachinesisquitecommon.Inordertoensureconstructionqualityandsafety，itisnecessarytostrengthenthecontrolofStartingtechnologyofshieldtunnelingmachinetransfer.ThisarticletakesthecharacteristicsofStartingtechnologyofshieldmachinetransferinsubwayshieldtunnelingconstructionasthestartingpoint.Basedonthis，itanalyzestheshieldmachineTransfertechnologyandStartingtechnology，includingtechnicalprocesses，maintechnicalmethods，andconstructionpoints.ItclearlypresentsthecontentofStartingtechnologyofshieldmachinetransferinsubwayshieldtunnelingconstruction，providingsomereferenceforitsstandardizedapplication.

KeyWords：Subwayconstruction;ShieldTunnelingmethod;Shieldtunnelingmachine;TransferStartingtechnology

盾構法（ShieldMethod）是一種暗挖施工方法，具有機械化施工的基本特點。一般將盾構機械置入地下，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖，防止發生往隧道內坍塌，同時靠千斤頂在后部加壓頂進，于開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械將殘渣運出洞外，以地下作業形成隧道結構。盾構法施工效率和安全性較可靠，且地下作業意味著人員勞動強度較低，但需要在其轉接始發工作階段做好技術管控，保證盾構機的前進效率和作業安全[1]。就盾構機始發技術、轉接技術流程、施工方法和技術要點進行分析，具有一定的積極價值。

1地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術特點

1.1復雜性高

地鐵盾構法施工中盾構機始發技術的特點之一在于復雜性高，包括工藝流程復雜、專業要求復雜、施工內容復雜等多個方面。在盾構機始發階段，需要加強加固工作，保證始發階段設備和人員安全，也需要分析土體強度、前進方向障礙物信息、圍巖強度、地下設施情況等，避免在高強度巖體范圍內使用盾構施工。同時，由于地鐵施工主要服務都市內部交通，多位于城區范圍內，也需要在施工始發階段了解地下管網配置情況、對周邊建筑地基的影響，減少可能出現的安全問題和社會擾動。進入轉接階段，需要完成洞門鑿除、接收基座的安裝與固定、洞門密封安裝、盾構接收等工作，對接受精度、安全控制要求較高，增加了地鐵盾構法施工的總體難度、復雜程度[2]。

1.2安全要求較突出

地鐵盾構法施工主要借助機械設備在地下環境下作業，總體安全性較高，但在始發和接收階段，仍面臨一定的安全威脅，這種威脅可細分為不良地質中盾構施工風險、盾構進出洞風險、旁通道施工風險等。例如：部分地鐵施工區域存在軟土環境，無論始發或接收施工，均面臨盾構機施工區域隨帶坍塌、設備損壞的風險，盾構機進出施工區域時，需要鑿除預留洞口處鋼筋混凝土擋土墻，此過程中，洞口土體與加固土體在較長時間內暴露在外，也可能出現坍塌隱患。如果施工區域內地下水水位偏高，轉接過程中需要保證效率，施工進度緩慢的情況下，有可能出現大量涌沙、涌水情況，嚴重影響施工安全，也會拖慢施工進度，需要從安全控制角度出發加以預防[3]。

2施工中盾構機始發與轉接的共性技術

2.1信息分析

在地鐵盾構法施工中，盾構機轉接始發均需要關注施工信息分析，包括地下施工區域信息、前進參數控制、盾構方向管控等。以地下施工區域信息分析為例，要求在施工前、過程中利用遙感技術、可視化技術進行地下區域信息采集，原則上需要規避已經建設的地下管網，減少對周邊建筑的影響。同時，需要重視收集土體強度信息，避免在高強度巖體較多的區域使用盾構機作業，以減少施工難度、保證施工進度和效率。其他與施工有關的信息也需要一體進行采集、分析，減少可能出現的安全問題、質量問題[4]。

2.2土體加固

地鐵盾構法施工過程中，盾構機轉接始發均需要考慮進行土體加固，主要對盾構機進出口區域的洞口、地層進行加固，主要關注提升土地的承重能力，改善傳力、導力水平，同時關注提升滲透性，以減少水體的影響。在組織始發、轉接時，需要按統一或基本統一的方式、標準進行洞口加固，如地層加固，一般為隧道襯砌輪廓線外左右兩側3.0m、頂板和底板以上3.0m范圍，如果土體強度偏低還應適當擴大加固范圍[5]。

目前，盾構機轉接始發階段使用的土體加固方法包括化學注漿法、砂漿回填法、深層攪拌法、高壓旋噴注漿法等，其主要原理帶有一定的相似性，應用化學物質或漿料提升待加固區域土壤物理強度。以高壓旋噴注漿法為例，一般利用工作設備在待加固區域鉆孔，每個孔位相距1.0～1.5m，深度50cm左右，之后將旋噴裝置置入孔洞中，以0.2MPa以上壓力將水泥砂漿噴射到孔洞內，要求在噴射過程中對噴頭做270°以上緩慢旋轉，到孔洞出現少許冒漿情況后停止旋噴并封孔。水泥砂漿干凝后，可以與周邊土體連接成為一個具有較強承重能力、抗滲能力的整體，以服務盾構機轉接始發有關工作。

2.3風險防范

風險防范主要強調結合地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發工作一般威脅、工程具體特點，以各類技術手段提升安全水平。以上文所述的土體加固為例，可能出現的風險包括加固不到位出現坍塌、防滲能力不強2個方面，需要分別組織控制、預防。

3地鐵盾構法施工中盾構機始發技術

3.1技術流程

地鐵盾構法施工中，盾構機始發技術流程比較固定，一般在完成早期信息采集和方案分析后，需要擬定完善的施工方案，之后組織始發作業，其工藝流程如圖1所示。

按圖1所示工藝流程，需要在盾構機始發區域進行土層加固，安裝始發基座，之后組裝盾構機、鑿除洞門，根據施工區域特點進行反力架施工并密封洞門，安裝負環管片，組織注漿回填、盾構作業。

3.2主要方法

盾構機始發階段，需要重視施工參數控制，重點為掘進作業參數。初始掘進長度可以按照如下盾構機初始掘進長度公式確定。

L>F/2πrf

盾構機初始掘進長度公式中，L、F、r、f分別代表從始發井開始的襯砌長度、盾構千斤頂推力、襯砌外半徑、注漿后的襯砌與地層的摩擦阻力，單位分別應取m、N、m、N/M2。從特點上看，襯砌與周圍地層的摩擦阻力、臺車長度等直接決定作業效率，因此需要納入分析范圍內。同時，支撐和反力架可以為掘進作業提供輔助，出于克服摩擦力的目的，需要考慮掘進反力作業水平。如果始發井開始的襯砌長度超過了后續臺車長度，L值不變；如果始發井開始的襯砌長度不超過后續臺車長度，L值應以后續臺車長度為基準，可超過始發井開始的襯砌長度。確定初始掘進長度后，可常規進行土體加固情況分析，組織掘進作業。

3.3施工要點

盾構機始發階段施工作業需要關注以下關鍵要點：（1）施工前組織一般檢驗工作，確定設備、參數、技術方法、方案流程等均無異常；（2）結合驗收情況進行施工，首先破除洞門；（3）在土體加固情況無異常的情況下進行掘進施工，提供應急處理方案應對可能出現的問題；（4）做好反力架、盾構姿態分析和核定；（5）負環管片定位精準，確保其滿足使用需要，能夠穩定提供盾構前進方向方面的服務；（6）組織配套施工，保證管片安裝位置精準，提供泥漿護壁降低作業阻力；（7）技術處理廢料，做好洞門圈間隙的封堵和填充注漿；（8）觀察盾構機作業參數信息，一旦出現問題及時進行參數調整、降低掘進速度或予以提升。

4.地鐵盾構法施工中盾構機轉接技術

4.1技術流程

地鐵盾構法施工中盾構機轉接技術工藝流程也比較固定，無特殊要求的情況下，可以按照圖2所示方式組織施工。

準備工作包括設施準備、方案分析、技術交底等，常規按照施工要求進行，并根據可能出現的變化做好調整準備。進入轉接技術流程后，需要首先進行洞門鑿除，之后做接收基座的安裝與固定，核準施工無誤后進行洞門密封安裝、到達段掘進，最后進行盾構接收。

4.2主要方法

盾構機轉接技術主要強調規范性，需要以一般原則和施工特點為基礎，擬定完善的作業方案，通過現場跟蹤保證技術應用規范、效果理想。原則上盾構機轉接前，也需要提前做好轉接區域土體加固，之后組織現場參數分析，在在盾構貫通前100m、50m處進行信息采集，評估方向是否無異常，同時進行接收洞門位置與輪廓信息采集，確定其參數穩定無異常。如果上述參數存在異常，需要進行盾構姿態調整，在此期間組織接收基座接收和安裝，鑿除接收洞門。靠近洞門區域的環管片需要進行拉緊處理，清除施工產生的各類廢渣，保證接收設施位置穩定。在盾構機將達到接收區域時，進行防水裝置安裝，以降低泥漿、周邊水體對施工產生的負面影響，之后將盾構機推出到接收區域，完成洞門封堵，利用臨時設施進行盾構主機和后配套機械結構運輸、分離和存放。

5結論

綜上所述，地鐵盾構法施工中盾構機轉接始發技術比較復雜，專業性、安全性要求高，應以合理得當的技術方法提供支持，保證施工質量。具體工作中，盾構機始發階段需要做好加固、盾構組裝及試運轉、安裝反力架等工作，并進行安全驗算、復核。進入轉接階段，應重視保證技術應用規范，做加固、洞門鑿除、管片處理等工作，關注質量、規范性，以及盾構姿態控制。實際工作中，還應結合施工區域特點，以完善的施工方案為基礎，保證盾構機轉接始發技術應用穩定、施工安全，為地鐵盾構法施工提供更多的綜合保障。

參考文獻

[1] 王睿，何朝君，朱元偉.西安地鐵穿越地裂縫段隧道“先盾后擴”施工地表沉降規律[J].鐵道建筑，2023，63（12）：6-10.

[2] 趙亮，譚凱旋，黃鑫.盾構地鐵隧道施工引起地表沉降預測研究綜述[J].低溫建筑技術，2023，45（11）：143-146，150.

[3] 韓強，成銘，胡軍勇，等.深圳地鐵13號線石鼓-留仙洞站區間下穿既有車站的影響分析[J].建筑技術開發，2023，50（11）：69-71.

[4] 劉天宇.隧道盾構穿越施工對鄰近既有隧道變形影響研究[D].南昌：華東交通大學，2023

[5] 曹淇乘.新建雙線隧道下穿施工對既有雙線隧道的影響分析[D].北京：北京交通大學，2023.