地铁施工盾构法的施工技术探析

秘川川

摘 要：盾构施工是当前地铁隧道施工的主要方法，由于地铁工程地下施工的特殊性，盾构施工技术要求很高。为切实保障工程顺利实施和施工安全，必须严格控制施工质量。文章围绕地铁工程盾构施工相关问题进行讨论，首先阐述了盾构施工的基本原理和技术特点，其次对盾构施工中技术控制要点进行了说明。

关键词：地铁施工；盾构法；施工技术；方法；应用

引言

随着我国现代化建设进程的逐步加快，城市建设水平逐步提高，与之相对应的庞大的城市人群给城市交通带来巨大压力。为了缓解城市交通压力，保障人们出行正常，各级政府千方百计寻找新的交通解决方案。地下铁路就是其中重要一项内容。地铁以其低碳环保、高效便捷的优点有效缓解了大型城市人群出行交通困难的问题，广泛应用于世界各国大型都市中，已经成为城市现代化水平的一个重要标志。我国第一条地铁于上世纪70年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已经或正在实施地铁工程，地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分，受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍使用盾构法进行施工。该技术相对成熟，其以盾构机为主要施工设备，在土层中实施迅速的挖掘作业。在盾构机外壳强大的支护作用和千斤顶等其它设备的配合下，盾构挖掘作业施工速度快，安全系数高，受到世界各地地铁工程建设单位的普遍欢迎，进而广泛应用于地下工程隧道挖掘施工中。我国地铁事业正处于高速发展阶段，加强盾构施工技术研究，深入把握盾构施工技术特点，对于改进我国地铁工程建设质量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程成本，促进地铁事业顺畅健康发展具有极为有利的促进作用。

1 地铁工程盾构施工技术的施工原理

盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。

2 地铁工程盾构施工技术的施工特点

盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术，和传统地铁隧道施工技术相比，盾构施工技术在施工过程中具有如下特点：一是盾构施工大部分过程位于地下，对施工地点周边环境影响很小，非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时，施工活动位于地面以下，施工过程中产生的噪音非常微弱，对周围土层的振动也小，不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排，对地面活动，特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求，为了达到这个目标，在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时，由于盾构机管片制作精度很高，从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外，盾构机发掘作业时，只能向前行进，无法做出后退动作，一旦施工过程中出现后退现象，必然会造成盾构装置受到严重损伤，从而产生不可预估的后果，严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全，在施工前期，施工人员一定要做好充分准备，防止任何可能导致盾构机后退现象的发生。另外，盾构机属于专业设备，其设备参数与施工条件之间具有较为严格的针对性，施工隧道断面不同，盾构机的设备参数也不一样。在进行断面面积大小不同的隧道施工时，必须对盾构机进行相应改造，甚至是专门设计制造，否则无法保证施工质量。

3 地铁工程盾构施工中的技术控制要点

盾构施工技术含量很高，为保障工程质量，必须对各工序和操作予以严格控制，确保施工质量。下面对盾构施工各主要阶段的施工技术控制要点逐一进行分析，以帮助大家更好的理解和把握：

3.1 盾构机进出洞时的作业控制

在使用盾构机进行挖掘作业时，进洞和出洞作业是盾构机工作的基础操作和主要组成，其操作质量对于盾构施工来说具有极其重要的影响。如果进洞或出洞作业出现问题，藉由可能导致整个工程的失败。为此，必须切实做好盾构进出洞作业，确保施工质量。盾构进洞前，首先要正确选择隧道施工路线，防止轴线发生过大偏差。同时，要做好施工路线周围地质环境勘察，针对可能会对盾构施工造成负面影响的因素，提前制定科学可靠的防范措施，避免施工事故发生。在盾构出洞前，也要做好相关准备工作，严格审查各项出洞条件，确认各项条件符合出洞标准后方可出洞。

3.2 盾构机挖掘前进时施工作业控制

盾构机掘进作业是盾构施工的主体，在整个盾构施工过程中占据最大的比例。在进行盾构掘进作业时，最主要的是要尽量减少盾构施工对周围土层的影响，防止对土层产生过大的扰动，确保盾构开挖面的稳定性。为达到这一目的，在施工过程中一般通过调整掘进参数来实现。在盾构机掘进施工过程中，盾构姿态是一个非常重要的概念，其指的是盾构掘进过程中的现状空间位置，盾构姿态是评价盾构轴线与设计轴线之间的偏差是否满足设计要求的重要指标，盾构姿态的好坏，直接影响到盾构掘进施工的顺利进行和后面管片拼装作业的质量高低。所以，在进行盾构掘进作业时，必须严格控制盾构姿态。施工过程中，对盾构姿态的控制是通过对注浆量、注浆方式、盾构坡度等十项参数的控制来实现的。为确保各项参数控制精准，准确可靠的实地测量是必不可少的。施工人员通过一系列规范化的科学测量，并结合盾构掘进过程中地面沉降的情况对掘进参数进行优化，从而保证盾构开挖面的稳定。此外，为保障掘进过程中土体压力波动始终处于允许范围内，必须随时注意盾构机推进速度和排土量的调整。

3.3 盾构穿越粉砂层时施工作业控制

隧道线路周围地质条件对于盾构施工影响巨大。对于盾构施工来说最为理想的施工环境是淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土等软土地层，如果施工线路途经粉砂层，那么施工难度将会大幅提高，必须运用一些特殊的方法。土体液化和出土口喷砂是粉砂层土体盾构施工的主要困难。要解决这个问题，就必须提升正面土体的流动性与止水性。具体施工中，可以通过适当提高土舱压力和向土舱内加泥的方法予以处理。

4 结束语

盾构施工技术是目前地铁隧道施工应用最为普遍的施工技术。随着我国地铁建设事业的逐步推进，盾构施工技术势必发挥出更大的积极作用。技术人员要注意加强盾构施工技术的深入研究。在进行盾构施工时，要注意观察各项参数和周围环境的变化，结合以往的实践经验，及时排除异常情况，将施工参数始终控制在工程运行范围内，确保工程质量和施工安全。

参考文献

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