地铁盾构隧道施工技术的探讨

地铁盾构隧道施工技术的探讨

谭敏强

广州轨道交通建设监理有限公司广东广州510000

摘要：随着我国城市大规模基础设施建设潮的兴起，地铁隧道建设得到快速发展，隧道盾构施工技术具有施工速度快、安全、成型质量好等优点，成为现代城市向地下发展的重要施工方法。在具体的工程施工中由于各地的地质和水文地质条件不同导致隧道盾构施工中屡屡出现质量事故，需要工程技术人员严格施工技术控制并加强监测，从而确保城市地铁隧道的施工质量。本文分析了地铁隧道盾构施工基本原理及优点，探讨了地铁盾构隧道施工技术。

关键词：地铁隧道盾构施工技术

引言：

在地铁工程中，经常需要使用地铁盾构法隧道施工方法，因此，为了能够有效提高盾构法施工的效果，必须要掌握合理的地铁盾构法隧道施工技术，提高地铁施工效果。

一、地铁盾构隧道施工技术的基本原理及优点

盾构施工法是地下施工中的一种全机械自动化的施工方法，它是将盾构机械在土地中推进，通过盾构机外壳和管片支承四周围岩的方式防止施工过程中发生隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置对土体进行开挖，利用出土机械把土方运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并随后拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

盾构施工方法对周围环境影响较小，施工中如采取合理工艺也不会引起地下水位降低，开挖引起地表沉降较小，掘进速度较快，并且隧洞成型质量较好。施工环境较好，机械化程度高，施工中支护衬砌质量可靠且造价较低，同时具有人性化，噪音小，占有场地少穿越河道不受影响，施工受天气影响较小。在土质差水位高的地方建设埋深较大的隧道，有较高的技术经济优越性。

目前，我国城市化地铁建设摒弃了传统的明挖施工，均采用盾构法进行施工，常用的盾构机主要包括泥浆式、敞开式、压缩空气式、土压平衡式等四种类型，因为土压平衡式盾构机可以应用于松软土层至砂砾层，因此在工程中的应用也最为广泛。

二、地铁工程盾构施工技术方法分析

盾构法施工技术方案和施工细节对围岩条件要求较高，因此要求在地铁施工准备阶段对沿线的建筑工程地质以及水文地质条件都要进行细致的勘察工作，并根据实际情况做好应急措施。城市地面上交通承载力强、地面建筑物和地下管线密集复杂，因此对地面沉降严格控制，因此在节省开挖面，不干扰地下水发育和围岩稳定并缩短工期的影响下，地铁隧道使用盾构法是最佳的选择。

2.1地铁隧道施工的前期筹备

2.1.1要根据施工场地的实际条件进行现场的布置

布置主要是为了实现管片吊运焊缝出土的方便，合理优化管片堆场、集土坑、管片进场通道；注意管片堆场大小和集土坑的合理设计；拌浆间、生活办公场地的合理安排。这一切都为了最大安全高效的发挥各种设备的效率。在施工开始之前要查明隧道施工影响范围内各类地下管线的种类、平面位置、埋深、管径或根数、材质等要素，对各种建筑物进行核对拍照留档。同时测量部门也要做好复测工作，相关测量信息要及时向上级报告，这样主管部门可以根据出洞后管片的偏移量选择合理的出洞方案。

2.1.2对盾构机进行施工前安装及调试

需做好始发及到达端头的加固和盾构机的调试工作，盾构机的就位调试主要包括了负载调试和空调调试两个部分，需要对地面的基础设施进行加固，并进行混凝土硬化处理，确保拼装场地能够承受盾构机的荷载重量。为了能够确保盾构机在洞内能够安全的移动，盾构托架必须严格符合要求，从而保证盾构顺利完成。在安装盾构装置始发基座时，应根据出洞口曲线条件，在设计轴线的基础上抬高2cm，并且合理对基座进行支撑加固。

2.1.3洞口临时密封装置

盾构在始发的过程中，为了防止地下水或者泥水从盾构壳体进入洞内，会影响到盾构机工作面的土仓压力和挖面土体的稳定性，因此盾构设备始发之前必须在洞口处设置一些性能良好的密封装置。

2.2地铁盾构过程中的措施

2.2.1试验段推进

盾构机进出洞之间的主要工作是盾构掘进过程，其在施工的时候需要遵循相应的原则，主要是减小盾构施工对周围环境的影响，使得周围的土体不会受到干扰，同时还需要施工技术保证，其重点是要保持盾构开挖面的稳定，通常的情况下是优化掘进参数从而对其进行控制。盾构姿态是指盾构掘进中现状空间位置，盾构姿态控制主要指的是在设计的时候要将其盾构轴线控制在一定的范围内，从而确保盾构轴线能够正常推进以及后续工序管片拼装的质量。所以，进行盾构掘进的时候一定要控制好盾构姿态，其主要是受到10个参数的控制，主要是注浆量与方式、盾构坡度、盾构姿态等。进行参数优化与匹配的主要条件是在施工的时候确保现场实测手段，一般会结合地表沉降观测进行参数优化试验，从而能够实现盾构开挖面的稳定。同时，进行施工的时候必须要通过调整推进速度和排土量，将其控制在最小的幅度。

盾构机进出洞是盾构法隧道施工中的关键工序，过程中，施工技术难度较大，工序复杂，因此需要做好相应的地质与环境调查，对其采取有针对性的措施，同时还要审查盾构是否具备进出洞条件，从而为盾构能够安全的进出洞提供一定的保障。盾构进出洞准备工作就续后方可实施。洞门破除后，为了减少掌子面土体暴露时间，盾构应尽快在基座导轨上通过液压推进系统向前推进。

2.2.2正常推进阶段的技术

依据盾构始发及初始掘进阶段确定的盾构掘进各项参数，盾构机就可以进入正常掘进阶段。作业人员在轴线的控制过程中要保持平面和高程控制在一定范围内，每前进一段盾构技术人员要根据测量人员提供的报表及时调整盾构机偏量和千斤顶压力，控制管片的偏移量在工艺要求的范围内，并能够准确判断未来偏移量。超前量要得到保证，还应该用垂球吊超前量，否则盾构机会造成高程的难以调解。

推进模式的选择是要在保证刀具与刀盘的止水性、适应性、碴土的流动性的基础上进行的，同时还要充分考虑到线路沿线的地质条件，当盾构机通过不同的地层时，就要应及时改变盾构的推进状态，设置各种盾构参数，保证盾构机能够灵活的适应地质的变化要求，在保证洞内土体结构稳定的同时，还要提高施工效率。在具体工程施工中，必须在施工前利用钻探设备对沿线地质情况和土层情况进行测试，以利于盾构机及时调整作业模式。此外，还需对排土速度以及盾构机的掘进姿态、地基情况进行及时检测，确保地铁隧道盾构工程施工顺利进行。

2.2.3地铁隧道盾构到达阶段所应用的技术

盾构机在进入地面以下，将要进入工作区前要反复核对平面和高程的偏移量，和实际洞口偏移量相比较，调整高度向上3-5公分，并且准确核对管片里程参数。盾构机到达后，主要有两种方法：先拆掉挡土墙再推进和盾构机拆除挡土墙再到达两种方法。前者在施工性好，地层稳定性好的盾构工程中广泛应用。而后者则需要对地基进行高强度的改良加固后，提高洞口的防渗性，避免地基坍塌，因此这种方法主要用于大断面盾构工程中。在具体盾构施工中，为了确保盾构机能够及时准确的到达端头竖井，这就需在离端头竖井大约100m和50m的位置时采取自动导向与人工测量相结合的方法及时调整盾构机，逐渐降低其推进速度，但此过程由于盾构推力的减少会造成管片反力的降低，从而使得管片的接缝处出容易产生漏水的现象，这就需在每环管片安装固定板等装置。

2.3地铁隧道贯通验收

隧道贯通后联系相关部门进行专家验收，测量隧道成型质量，对各种文件资料进行归档封存。各种大临设施和设备的拆除退场。

三、结束语：

随着我国城市基础设施建设不断增强，城市地铁隧道建设得到快速的发展，地铁隧道盾构技术逐步成为地铁隧道的主要施工方法。在具体的工程施工中，由于各地的地质条件不同，就需要工程技术人员严格按照施工技术要点进行盾构施工，并通过加强监测及时调整推进模式，从而确保城市地铁隧道的施工质量。

参考文献：

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[2]魏辉.浅谈地铁隧道盾构施工技术[J].建筑与发展，2011（4）.

[3]贺奇峰.浅谈地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术[J].中国高新技术企业，2013（05）