盾构过空推段施工关键技术分析

摘要：盾构过空推段施工方法作为一种全机械化的施工方法，具有良好的施工效率。文章在对施工的应用范围等内容进行阐述之后，对于盾构过空推段施工过程中最为关键的要素和这一施工技术今后的发展进行了分析。

关键词：盾构过空推段施工；施工技术；关键技术；盾构机械；隧道施工 文献标识码：A

中图分类号：U231 文章编号：1009-2374（2016）14-0121-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.061

盾构过空推段施工技术的应用可以将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖。通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，最终能够形成完整的隧道结构。

1 盾构过空推段施工简析

盾构过空推段施工对于隧道成型效率有着重要的意义，因此对于其施工方法应用范围、施工技术应用目标、施工技术限制因素、施工技术应用特点进行分析可以帮助隧道更好的成型。

1.1 施工方法应用范围

施工方法的应用有着具体范围的限制，这实际上受到矿井隧道施工过程中空气系统运作效率的影响，并且也会受到风化作用的限制。施工方法应用范围还需要考虑到地面注浆充填技术的实际应用效果，如果这一技术的应用能够显著地提高盾构隧道施工的防水效果，并且可以极大程度地提升工程的质量，则能够具有更为广泛的施工范围。在盾构过空推段施工进行较多的我国南部省份中，这一施工的范围实际上还会受到初期支护水平的限制，因此根据范围来施工就是确保施工质量的关键所在。

1.2 施工技术应用目标

盾构过空推段施工技术是通过采用一种复合结构的方法来有效地解决地下隧道施工建设过程中面临的种种问题。盾构法和矿山法的合理结合还能够通过穿过空洞来有效地充填孔隙。盾构过空推段施工技术的应用还在于进一步确保周边环境和建筑结构的安全性上。与此同时，在施工过程中存在的复杂地质条件和环境要求也使得盾构过空推段施工技术的应用有着很高的必要性。例如压力为117MPa且部分地段上软下硬，盾构机掘进困难，故采用矿山法完成隧道开挖、初支，盾构通过拼装管片。左右线隧道均利用中间风井作为施工竖井进洞开挖。矿山法隧道内净空尺寸为直径6400mm，在盾构机外径6280mm的基础上考虑120mm的盾构机工作空间；在矿山法隧道底部60°范围内设有半径3150mm、厚150mm的混凝土导向平台，用于引导盾构机按正确路线参数推进。

1.3 施工技术限制因素

施工技术限制因素通常是指高强度的硬岩矿所带来的影响。在许多隧道的初期支护工作中，施工人员只有对于初期支护之间的孔隙进行有效控制，才能够做好接下来的隧道衬砌工作。施工技术的限制因素还体现在于隧道开挖完成之后，施工人员应在隧道底部对于钢筋混凝土导台的尺寸进行确定，并且在这一过程中合理地控制盾构机姿态，通过密切监视段的态度来有效地防止段大面积错台或者是上浮以及下沉现象的出现。

1.4 施工技术应用特点

盾构过空推段施工技术的应用特点集中地体现在了先开挖后作为上。由于盾构在坚硬的岩层中很容易出现不同程度的磨损，因此为了能够有效地避免出现整个隧道衬砌的意外损坏，施工人员应当通过混凝土技术的合理应用来减小盾构在地层加固中存在的问题，从而能够在满足工程安全的前提下，进一步提高屏蔽空间的转换效率，最终能够为工程施工进度的提升起到重要的助力。由于其自身具有较高的渗透性，因此对于施工技术的应用特点进行把握就更加必要。

2 盾构过空推段施工的关键点

盾构过空推段施工的关键点实际上是施工的核心所在，以下对于做好同步注浆工作、改进轨梁长度、做好初期支护工作、优化具体工艺流程等要点进行了分析。

2.1 做好同步注浆工作

施工人员在做好同步注浆工作时应当将重点放到隧道施工方法的关键技术与创新研究上。此外，施工人员在做好同步注浆工作时还应当对于包括钢筋混凝土早强技术在内的先进技术进行合理的应用。与此同时，施工人员在做好同步注浆工作时还应当对于包括三级两注浆充填法在内的填充方法进行合理的应用，从而能够有效地避免隧道空间带来的限制，因此可以在提高施工进度的同时进一步增强施工的效率。

2.2 改进轨梁长度

施工人员在改进轨梁长度的过程中应当首先着眼于增加有效行程单轨吊车梁，从而能够在此基础上切实地增加部分平面停车空间，并且可以起到保证其整体空间段的效果；其次，施工人员在改进轨梁长度的过程中应当对于确保盾构机到达的必要推力进行细致的计算，然后以计算的结果来对于轨梁的长度进行修正，从而能够在此基础上进一步促进盾构机导台施工的顺利完成，并且以此为基础来达到预期的设计强度。在这一过程中需要注意的是，由于暗挖空推段隧道一定长度范围内需要进行全断面回填碎石，因此在对其进行改变的过程中，施工人员需要保证管片止水条密贴，才能够达到良好的技术应用效果。

2.3 做好初期支护工作

施工人员在做好初期支护工作的过程中首先应当着眼于对于硬岩和硬岩段进行矿山开挖，并且在这一过程中做好主支护和开挖段端墙的处理工作能够以此为基础来同时进行初期支护开挖施工混凝土段的引导工作；其次，施工人员在做好初期支护工作的过程中努力地保证不同段的搭设质量，并且在这一过程中通过于间隙中填充补强补料来达到更好的初期支护效果。与此同时，施工人员在做好初期支护工作的过程中应当通过二次补强灌浆的进行来进一步保证施工质量，并且在此基础上极大限度地提高段的防水效果。

2.4 优化具体工艺流程

施工人员在优化具体工艺流程的过程中应当于开挖断面隧道的初期就做好相应的支护施工工作。盾构推进前，刀盘前方依次全断面填碎石、放坡填碎石。在实际施工过程中，很难填满整个断面，只能尽可能满断面回填，并且在盾构机过空推段中，每隔数环就应当通过采用特制支撑螺杆来对于管片注浆孔进行支撑加固，从而能够以此为基础来切实地加强管片的姿态监控工作。在这一过程中如果发现管片有上浮和下沉的趋势，则施工人员应当更加及时地调整相应的施工参数，最终能够确保管片两侧同步注浆的进行，并且可以有效地避免因注浆而对管片所产生的偏压。

3 盾构过空推段施工技术创新

盾构过空推段施工技术的创新可以带来更好的施工效率。以下从革新土压平衡模式、优化碎石回填方式、提升同步注浆效率、防止管片错台措施等方面出发，对于盾构过空推段施工技术的创新进行了分析。

3.1 革新土压平衡模式

施工人员在革新土压平衡模式的过程中应当于施工隧道开挖初期支护完成之后在底部的隧道范围内做好建筑钢筋混凝土的土压工作，从而能够在此基础上确保建设完成盾构能够达到预期的设计强度。此外，施工人员在革新土压平衡模式的过程中还应当优先完成回填砂砾的横截面土压平衡，并且对于超出这个范围的土压力平衡模型进行适度的条件，从而能够获得足够多的反力并保证管片密封和紧贴的程度。

3.2 优化碎石回填方式

施工人员在优化碎石回填方式的过程中为了能够满足设计中的混凝土强度，可以在盾构步进时合理地提高背衬同步注浆，并且在这一过程中通过试验来进一步调整其享有的配合比，从而能够在此基础上将初凝时间控制在5小时之内，这本身也是保证管片下部有足够的抗力的重要前提。施工人员在优化碎石回填方式的过程中还应当在必要时通过缩短回填注浆工作面和管片安装工作面的距离来达到优化碎石回填方式的预期。与此同时，施工人员在优化碎石回填方式的过程中可以通过加强对盾构姿态的控制来确保更多的盾尾间隙，从而能够防止盾壳作用力于管片现象的出现。

3.3 提升同步注浆效率

施工人员在提升同步注浆效率的过程中应当首先根据同步注浆量每一环的设计来着眼于提高抗浮在隧道段中的能力；其次，施工人员在提升同步注浆效率的过程中应当调整好盾构机从实推段到空推段进洞姿态和空推段到实推段时的出洞姿态，确保盾构机进出洞时的旋转值被控制在一个相对合理的范围内。与此同时，施工人员在提升同步注浆效率的过程中应当努力控制好推力，并且在这一过程中确保掘进速度不能过快，从而能够通过控制好盾构机的姿态来更加严密地监测管片姿态，最终能够有效地防止管片大面积错台或者是上浮现象的出现。

3.4 防止管片错台措施

施工人员在采取防止管片错台措施的过程中应当努力地提高盾构同步注浆支撑步，并且在这一过程中通过适当的比例调整，从而能够在此基础上保证初始设定时间小于4。施工人员在采取防止管片错台措施的过程中应当努力地防止盾构机通过空推段来导致段螺栓不能完全重新拧紧。与此同时，施工人员在采取防止管片错台措施的过程中还应当调整好盾构机，并且进一步确保盾构进出洞时的旋转值，从而能够促进施工精度的进一步提升。

4 结语

盾构过空推段施工的关键可以归结为施工经验的总结，因此施工人员为了能够有效地提升施工效率和做好施工创新工作，则需要在对于施工经验进行合理总结的基础上，进一步提升盾构过空推段施工的整体水平。

参考文献

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作者简介：刘立永（1982-），男，河北新乐人，供职于中铁四局集团第五工程有限公司，研究方向：盾构施工技术。

（责任编辑：小 燕）