地铁盾构工法施工技术应用与探析

地铁盾构工法施工技术应用与探析

王景东

广东华隧建设集团股份有限公司广东广州510000

摘要：盾构工法修筑地铁隧道作为目前城市地铁隧道施工的主要方法，已被广泛使用，但由于施工技术的特殊性和复杂性，因此必须严格控制施工质量、克服技术难题，以保障工程的顺利实施和安全开展。

关键词：地铁盾构工法；施工技术；应用

1概述

1.1地铁盾构法施工技术概述

在地铁盾构法施工环节中，应用盾构机顺着隧道轴线边向前推进，落实对土体的挖掘。由于盾构机钢组件壳体能够对挖掘出未衬砌的隧洞段起到临时支撑作用，可以有效的承受周围水土的压力。在地铁盾构法施工过程中，其通常是在地下进行施工，受地面情况及季节因素影响较小，可以有效的保证施工进度和施工的安全性。而且盾构机在实际施工过程中，能够一次性的精确、快速的完成支护、挖掘、排土和衬砌等作业，有利于提高施工的效率。而且盾构法施工技术对于任何地质条件都具有较好的适用性，在地铁施工中进行应用具有较好的经济性。在具体实施过程中，只有竖井会占用适量的场地面积，没有震动和噪音产生，对周围正常的生活和工作带来的影响较小。

1.2地铁盾构法施工原理

地铁盾构法施工技术实际就是以盾构机为主要施工设备进行施工的一项地铁建造技术，施工过程中依靠盾构机结实的盾构钢壳，为地下挖掘施工提供可靠的安全保障的同时，能够大大缩短施工工期，保障工程质量。一个完整的盾构机主要由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片以及注浆体等组成，各部分相互配合，相互协调，整体运转，从而使盾构机挖掘作业得以顺利实施。在具体施工过程中，不仅利用其挖掘功能进行排土挖掘，而且可以利用盾构机的尾部同步开展持续的注浆作业，最大限度的降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，进而保障隧道的稳定和安全。

2地铁盾构法施工技术要点

2.1盾构出洞准备施工技术

在地铁盾构施工过程中，第一个环节便是盾构出洞。在该环节需要做好如下工作：第一，要做好盾构出洞前、后的各项准备工作，确保设备、材料、人员以及工艺技术均准确充分。并且要严格审查盾构出洞条件，保证能够在一个安全可靠的条件下完成盾构出洞。不仅如此，还需在盾构出洞前加固其周围土体，以保证周边建筑物以及地下管线不受影响。第二，做好盾构出洞基座设置工作。因为在出洞前，必须要准确把盾构放置在与设计轴向相符的始发基座上，并且全面准备工作就绪后，才能沿着设计轴向往地层内掘进施工。所以，能否对盾构机始发基座精准定位，会对盾构机始发姿态产生直接影响。第三，仔细验收盾构机和后配套设备。这两者是完成盾构施工的主要设备，然而因为工作井内空间较小，所以必须要将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，且在井下完成安装、调试以及试运转等工作。

2.2盾构掘进的挖土及顶进

应根据施工地块的土质及地下水情况来决定盾构机掘进挖土的方式。衬砌完衬砌块之后应马上顶进盾构。我们要保证工作面完好不塌陷的情况下进行顶进盾构。顶进速度常为50mm/min。顶进时通常要对工作面进行支撑。在盾构顶进时，对千斤顶的顶力有一定要求，要保证不破坏后部支撑结构。

2.3盾构穿越粉砂层技术要点

在地铁施工过程中，容易受到地铁隧道线路周边地质条件的影响，因此在盾构法施工过程中，粉质黏土类型的土层对施工最为有利。但在实际作业过程中，当遇到穿越粉砂层时，会导致作业难度增加。因此为了确保施工的顺利进行，在实际施工过程中需要提高土体的止水性和流动性，通常情况下可以通过往土舱内加入泡沫剂或是膨润土，也可以通过采取增加土舱压力的方法，以此来防范出土口喷砂或是土体液化而影响施工的顺利进行。

2.4地铁盾构机进出洞施工技术

施工企业应从以下两个方面着手做好地铁盾构机进出洞施工：首先，由于地铁工程盾构机进出洞施工工序往往较为复杂，为了避免产生轴线较大误差、延误进度以及增加成本投入，施工企业应当结合地铁工程前期地质勘测数据设计出一条盾构机施工路线，随后组织相关技术人员与专家进行审查，以此保证该路线的科学合理性。其次，确定好施工路线后，企业还应充分依据地铁工程所经区域地质环境实际进行审查，以此确认盾构机是否具备进出洞的条件，而当某段地铁工程地质环境无法达到盾构机进出洞条件时，企业应结合该段地质情况采用另外一种施工方法，从而保证盾构机进出洞施工顺利进行。最后，盾构机进洞施工中，企业要确保其从始发基座导轨上及时往前推进，并让设备盾壳体完全切入洞口中去，以此降低土体暴露时间。

2.5盾构的砌块及衬砌方法

由于砌体是盾构千斤顶掘进过程中的后部支撑结构，承受来自千斤顶的顶力，因此顶进盾构后要立即进行初衬，完工后可作为永久支撑结构。砌块的常用种类有两种：钢筋砼砌块和预应力钢筋砼砌块。连接两个砌块的方式有两种：平口、企口。常用杠杆式拼装器或弧形拼装器来拼装砌块。盾构的一次衬砌是指砌筑砌块及填灌缝隙。一次衬砌质量达标后接下来按照隧道的使用需求来进行二次衬砌，采用浇灌细石砼或喷射砼。

3地铁盾构法施工技术的优化策略

3.1减少管片上浮现象

在施工过程中出现管片上浮情况时，需要对施工地点的地质状况进行掌握，而且在推进过程中要对速度和推度力进行控制，通过加大对盾构机作业的控制力度来有效的避免管片上浮现象的出现。在实际操作过程中，需要增加同步注浆的抵抗力，确保注浆能够尽快凝固，有效的抵抗管片的上浮力。还可以通过将突出盾尾的管片利用槽钢连成一个整体，增强相邻管片之间的约束力，并复紧螺栓，减缓掘进的进度，以此来提高成型隧道的刚度。

3.2盾构法施工中控制地面沉降的措施

目前，大部分的隧道都是使用土压平衡式盾构方法。土压平衡式盾构主要施工原理是充分地利用最前面的全断面切削刀盘，然后将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内。在这个过程中，还需要做好平衡过程，从而能够降低盾构对土层的影响，防止地层发生沉降现象。因此，在进行盾构施工的时候，需要合理地选择盾构机，从而有效控制沉降现象的发生。地面沉降还受到注浆的影响，因此在盾构施工时要加强注浆方面的控制，包括注浆的速度、调和比例、注浆量等方面，将其控制在合理的范围内，从而防止发生地层变形情况。地面的沉降主要是受到内在和外在的因素影响，对于地质条件，需要进行实际的勘察，从土体性质、覆土厚度、地下水变化等方面进行判断，从而能够有效掌握上述情况，防止发生地层变形现象。

3.3盾构机掘进偏移的控制

盾构机施工中可控制性难导致方向改变是较易出现，而控制主要是对油缸使机器前行时的掌握。在油缸需使机器前行时，机器前进的快慢很重要，且应规定时间由专人负责盾构机的前进速度方向情况的验查，负责人主要是看盾构机的前体下部和导台的结合是否正常、还有盾构机各部件都应进行检查，须让盾构机按既定路线前进。还应经常对盾构机的工作情况进行查看；且须使用合理机器，得到可靠数据。

结语

地铁盾构施工法，是现阶段地铁施工过程中安全性最高的地铁施工技术。随着地铁施工企业的不断发展以及施工机械的不断改善，在加上先进的工程测量、定位、控制技术的广泛应用，相信我国地铁盾构施工技术的运用一定可以有效的促进地铁施工质量和效率的全面提升，从而发挥出其在地铁工程项目建设过程中的积极作用。

参考文献

［1］北京城建勘测设计研究院有限责任公司.城市轨道交通工程测量规范：GB/T50308-2017［S］.北京：中国建筑工业版社，2017.

［2］傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工［J］.科技资讯，2016（18）：72-73.

［3］楼顺峰，刘嘉斌.地铁施工用盾构机选型及施工组织［J］价值工程，2010，29（15）：32.