软硬不均复杂地层的盾构施工技术分析

软硬不均复杂地层的盾构施工技术分析

崔信为

绍兴市柯桥区轨道交通集团有限公司 浙江省绍兴市 312030

摘要：随着社会经济的不断发展与进步，城市轨道交通事业迅速发展，使盾构施工技术在铁路建设中广泛使用。盾构施工技术具有良好的安全性和可靠性，对施工造成的影响也非常小，机械化程度较高，但是在面对软硬不均复杂地层结构时，为了降低施工安全问题，避免造成人员伤亡，需要结合实际情况合理采用盾构施工技术，提高施工质量。因此，本文对软硬不均复杂地层的施工难点进行分析，提出提高盾构施工技术水平的有效对策，希望可以为相关工程提供有效的借鉴

关键词：软硬不均；复杂地层；盾构施工技术

随着地铁路线路的不断增加，盾构隧道需要穿越更多的复杂地层，严重影响了工程施工的进度和质量，软硬不均复杂地层是最常见的一种地质情况，不仅施工难度大，而且对施工要求也非常高，在面对该情况下，一定要结合当前的施工情况，对盾构施工过程中存在地位问题进行分析，并提出有效的解决对策，从而形成一套完整的施工技术方法，在施工过程中充分体现盾构施工技术的应用价值。

1施工难点

1.1地面沉降

围堰处在软硬泥岩中，湿陷性的黄土强度非常低，稳定性较差，不容易进行切割；中部破碎区的稳定性较差时，会导致工作面坍塌，地面附件聚落无法实现均匀分布。施工过程中，可以适当降低盾构机刀盘的扭矩^[1]。为了减少对岩性造成的较强干扰，可以采用半开式或者是压力平衡方式按照标准流程进行开挖，之后在注入减压剂。将泡沫与人造材料主要材料倒入原料箱中，按照正确方式进行挖掘，能够有效防止面部上半部位出现塌陷，还可以实现二次检查，保障施工整体的质量。

1.2刀具磨损严重

在质地非常坚硬的泥岩中实施防护方法时，工具用刀就会在非常坚硬的岩石表面相互碰撞，相互摩擦，对刀头造成的冲击力非常大。再加上偏心载荷，工具、刀头和皮带轮会局部进行过载，导致中心轴承损坏或副轴损坏程度逐渐加深。刀具磨削过程中会产生大量的高热量，这时工具内的温度就会逐渐上升，从而加快了切削工具磨损率，增加设备运行的风险性^[2]。

2提高复杂底层盾构施工效果的策略

2.1科学合理地选择中盾构掘进法

开挖面盾构机的动平衡主要有三种盾构方法：开放式，半开放式、土压力平衡。结合地质环境情况，与同一沉积地层的具体特征进行紧密的结合，选合合适的隧道开挖施工方法，对于岩质隧道需要采用明挖驱动法，合理使用大泡沫剂来改善施工过程中的残留土。采用有效方法改善污泥的第二个作用就是，所使用的泡沫和膨润土，其土仓的压力不适合经常性的调节，只需要土仓的压力小于土壤表层覆盖物与水压力之和即可。除此之外，该部分的上半部分中含有大量的水和沙子，容易导致上半部分出现严重的塌陷现象。传统土压力平衡关系法也会在隧道开挖中广泛使用，但是，岩石层中隧道开挖的过程中一旦受到任何的不利因素，无法对其进行有效控制时，大大降低了驱动施工的驱动力和输出扭矩力。基于基坑施工表面的动力虽然非常容易掌握，但是如果动力过低，就会严重出现人造基坑塌陷的现象，导致沉降非常接近地面，无法对地表沉降进行有效的控制。所以结合施工地区情况，合理选择盾构掘进法，减轻其对地表沉降造成的影响，提高工程施工质量。

2.2合理控制盾构啮合桩的施工姿态

在较为复杂的岩石中，孤立岩体中存在的盾构机，并且制定非常坚硬，在软岩石层不均匀的情况，需要格外注意对中间盾构机运行状态的有效控制。如果不及时结合实际情况对防护罩的有关参数进行调整，防护机运行过程中就会与中心轴所匹配的目标设计相偏离^[3]。调整后，数百个千斤顶的推重比的调整效果是非常理想的，能够有效增加切削工具使用过程中的易磨损性。如果过度进行矫正，就会增加屏蔽机卡住或者错开的风险性。如果盾构机以较为复杂的岩性进行行驶时，盾构机的开孔位置如果偏离，需要及时按照频繁矫正或者是缓慢矫正的原则进行操作，切记不可以进行快速矫正，不然会导致切削刀具受到高强度的磨损，严重影响了整个工程的进站。

2.3刀具选择

在可以选择软硬岩层的时候，结合实际施工情况合理使用顶管机上的顶刀和齿轮刀。合理调节中刀头的开口，使其可以产生新鲜的泡沫或者是黑泥，以此来有效改善压载物，减少设备运行过程中对刀头造成的磨损程度，同时还可以有效避免三刀头的三个中心位置形成泥饼。按照操作流程合理使用位于刀头边缘的复印刀，对上班部分较为硬质的岩石部分进行适当的扩展，在这个过程中需要躲避防护罩的最上方位置^[4]。

2.4加强项目建设日常管理

建设防护罩之前，需要对重要信息加密，完成对独特设计数据的调查，一旦存在缺漏要及时进行补充。在周围环境条件允许的情况下，需要对隧道内部控制段的水文地质情况进行全面的分析，找出与沉积地层特征不符合的信息，为不选择沉积地层提供重要依据^[5]。结合今后的发展情况制定个性化的未来发展计划，包括布局设计、设备使用情况等，确保盾构隧道工程能够顺利施工，同时需要定期组织施工人员的学习，提高盾构机驾驶员的专业知识技能，增强自身的责任感。在施工之前对使用设备进行检查，及时更换和维修磨损的工具，加强对机械设备的日常管理，降低异常停机的时间，提高设备安全运行的效率。

结束语

综上所述，随着城市化进程的不断推进，城市轨道交通行业起着至关重要的作用，为了确保盾构施工工程能够安全开展，需要结合地层的实际变化，明确施工具体要求，合理设置掘进的具体参数，合理采用盾构施工技术，同时还要定期加强对施工人员的培训与指导，全面提高施工人员的责任意识和安全行为意识，确保盾构工作的顺利进行。

参考文献

[1]鲁茜茜,蹇蕴奇,王先明.软硬不均地层盾构下穿既有隧道近接施工影响特性研究[J].四川建筑,2019,39(6):161-164.

[2]田瑞忠,宋曙光,张延欢.软硬不均地层地铁盾构姿态超限剖析及控制方法研究[J].中国高新科技,2019,(18):102-104.

[3]孔少波.海底复杂地层超大直径盾构刀盘设计与优化[J].隧道建设（中英文）,2019,39(6):1030-1037.

[4]席岩.复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素分析[J].福建质量管理,2020,(15):181-182.

[5]李光山.淤泥中砂层盾构施工管片上浮原因分析及控制处理技术[J].价值工程,2020,39(22):154-156.