复杂条件下盾构施工关键技术控制技术研究

复杂条件下盾构施工关键技术控制技术研究

曹维军 

 中铁一局城市轨道交通责任有限公司    江苏省无锡市     214000

摘要：随着社会的发展与经济水平的提高，各类隧道与地铁工程在各地大量兴建，此类工程面临的地形条件往往相对复杂，这使得复杂条件下的盾构施工成为学界热点话题。基于此，本文简单分析复杂条件下盾构施工优势，深入探讨复杂条件下盾构施工技术的应用要点，以供参考。

关键词：盾构施工；复杂地质；施工安全

前言：随着整体经济水平的提高，我国对交通行业也提出更高的要求，隧道与城市交通地铁施工均面临着相对复杂的施工环境，而采用盾构施工技术可以较好应对这类环境，且能够使施工效率进一步提高，有效规避传统施工过程中容易出现的质量和安全等问题。由此可见，明确盾构施工技术的应用要点具有较高现实意义。

1.复杂条件下盾构施工优势

近年来各类地铁施工与隧道施工中盾构施工方式都得到了一定的应用，其在面临复杂条件时的应用效果也得以体现，经分析后得知，在复杂条件下采用盾构施工可以获得较高的安全保障、提高施工的效率并且拥有降低环境危害的作用。目前盾构技术在地铁中的应用较为广泛，因地铁普遍为地下施工工程，受到各类环境问题影响的可能性极大，而盾构技术在穿越溶洞与流沙区域时可以避免传统施工工艺因各类不确定因素导致施工出安全问题的可能性，盾构技术经过科学的选型可以保证施工流程较为简洁，并且施工较为快速，通过合理化的地形勘探可以快速明确各类施工特点，并避免了施工过程中存在不利因素的可能性，将施工安全性进一步优化。地铁会在地面交通下方修建，而采用盾构施工可以避免对地面交通产生影响的可能性，确保了施工的质量与施工的效率。我国虽在盾构施工技术应用时间较晚，但使用效果却相对较高，经多次实践后我国的盾构施工技术应用效果已位于世界领先地位，因此对施工技术的掌握程度也进一步提高，目前施工过程中普遍会采用体型在14m以上的大型盾构机与隧道盾构机进行施工，此类大型器械的使用使施工速度得到显著提升。施工过程中才有盾构施工技术会在地下进行设备的安装与使用，而地铁施工本身也是在地下进行，因此并不会对周围的环境造成较大影响，此类优势都决定了盾构施工技术将在我国拥有长足的发展[1]。

2.复杂条件下盾构施工技术应用

2.1明确盾构施工工艺

为确保各类采用盾构技术进行的施工可以取得较好的施工效果，需要明确盾构施工工艺的应用方式与应用流程，科学按照施工流程进行施工可以为最终的施工效果提供保障。在施工过程中需要将施工的端头进行加固，之后将洞门的A部分进行去除，将其接收架进行固定安装，并密封洞口检查洞口密封程度，与此同时需要调整掘进的参数与掘进方向，之后继续掘进，清理部分阻碍，并清理掘进废土，在掘进完成后需要接入接收架并进行固定，确保施工安全。

除施工工艺外，在施工开展前需要做好施工准备，在施工需要对工作区域进行整理，确保盾构施工可以拥有较为平整的施工区域。清理过程中除必要设施外一切障碍物与杂物都需进行去除，之后在工作面安装相应的工作设施。盾构施工人员需要严格按照施工按要求进行施工，保证施工技术人员拥有专业的施工技术并按照预先制定的方案进行施工，准备好各类施工机械，并多次检查机械设备，之后检查施工进度与洞口密封情况，确保施工可以安全有效进行[2]。

2.2分析开挖要求设置盾构参数

在地铁盾构施工开始前，需要制定科学的施工路线，精准把握各阶段的施工要求，因此施工开始前需要采用专业仪器勘探各阶段的施工情况，仔细分析并掌握各区域的地质构成情况与土层分布情况，按照预先要求制定较为合理的防范措施，避免施工过程中出现地质影响的可能性。盾构机在面对部分区域施工过程中会出现磨损等情况，因此需要定期对盾构机进行维护保养，做好应急处理预案，实现对不同情况下掘进方案的科学设置与掘进进度的合理调整，明确不同条件下的施工要求，根据地质环境调整施工流程，确保施工顺利[3]。

设置合理的盾构施工流程需要相对科学的盾构施工参数作为保障，因此需要根据现场地质环境与勘测数据由专业技术人员分析后设置盾构机土仓参数，之后确定科学的施工要求，根据实际测量情况与测量参数调整施工方案，确保盾构施工的环境顺利进行，若盾构施工的进度发生改变或相关数据发生波动，需要立刻进行施工路线核对与图纸检测，分析是否出现错误推进的情况，若出现偏移则需进行调整，确保施工路线的正确。部分施工区域会产生曲线施工路段，在曲线施工路段应由专业人员借助仪器分析出最佳衔接角度，并科学设置掘进曲线，明确盾构机油缸的安全要求，分析助推模式，做好掘进方案分析。部分施工会处于下坡阶段，此阶段施工是需要将盾构机上部分的压力进行提高，而在转弯过程中则需要在相反方向提供压力。

2.3明确施工问题预防突发问题

复杂地形下的盾构施工经常会面临一定的施工问题，因此分析、预防并解决此类问题对于施工工程的顺利进行具有重要意义。在使用盾构技术进行施工的过程中，需要避免出现管片上浮现象，管片的上浮对于施工的进度会产生一定的影响，因此相关技术人员需要科学检测施工方案与施工进度的要求。将掘进速度进行一定的调整，确立注浆凝固的时间，相关施工人员可以对管片螺栓进行反复的紧实操作，避免出现管片上浮的可能性。因施工全程在地下进行，土质并未完全压实，因此常常会出现土质沉降的情况，为避免此类情况出现需要制定出较为合理的地面沉降预防方案，将地面变化出渣量进行严格的调整与控制，避免因注浆量不足等原因导致出现地面沉降的可能性，保证自身可以对注浆进度与注浆的速度进行调整控制。在进行盾构施工过程中经常会出现渗漏现象，因此需要构建严密的预防措施，分析地铁盾构施工过程中可能出现渗漏的原因，目前主要通过提高止水毡条质量与采用外涂润滑剂的方式来控制注浆量，从而避免出现渗透漏水的情况发生。

2.4了解影响因素，确保施工安全

地铁盾构施工通常会在短时间内穿越大量土层，且不同土层的土质有着较大的差异，因此需要对地表的变化情况进行科学模拟，若隧道施工压力达到0.34兆帕，将对施工效果产生影响，因此隧道内部的土仓压力应保持在此数值之下。土层风化需要在全面挖掘后进行，地表位移一旦发生就意味着开挖工作的实施将受到影响，而科学的开挖可以避免因地表整体位移而产生差距的可能性，目前地表并不存在明显变化的情况，因此隧道施工在施工过程中需要随时监测土质压力变化情况。科学把控施工质量，可以开展施工技术交底等工作来优化盾构施工方案，并科学分析明确盾构施工过程中的动态化技术把控方法。进而确保对施工全过程的安全管控与质量把控，确保施工过程中可以借助相关标准科学地进行施工作业。安排专业人员进行全程质量检测，及时发现施工过程中可能存在的各类质量问题，为施工工程的质量安全提供保障，确保质量施工与安全施工等工作可以顺利完成。

结语：综上所述，随着社会的发展与现代化科学技术水平的提高，我国对盾构施工技术的应用更为熟练。为确保复杂条件下的盾构施工技术可以有效应用，需要明确盾构施工的具体工艺、分析现场施工环境要求并设置合理参数，施工过程中可能发生的问题及相关影响因素也需要得到重视，进而保证该技术更好服务于地铁等工程建设。

参考文献：

[1]付功云，王立彬，青舟. 复杂条件下盾构施工BIM管理平台研发及应用——以大连地铁5号线海底隧道工程为例[J]. 铁道标准设计：1-8.

[2]陈叔,吴志昊,邹坤秘. 特殊复杂地质条件下穿越城区铁路隧道的盾构机选型[J]. 建设机械技术与管理,2021,34(05):36-42.

[3]董俊瑞， 富水、复杂地质、复杂周边条件下土压平衡盾构施工技术研究. 山西省，中铁十二局集团有限公司，2019-09-25.