地铁盾构法施工技术研究与探索

方诗涛

摘要：为了进一步实现地铁的安全、高效建设并提高其施工质量，盾构施工技术得到了发展与运用，随着该技术的不断进步与完善，其在城市地铁建设中的作用越来越不可忽视。因此，对地铁盾构施工技术进行研究与探索具有十分重要的现实意义，该技术的有效运用不仅能够提高地铁的建设效率，同时也能够促进城市的交通便捷。

关键词：城市地铁;盾构法;施工技术

为了促进城市的交通进步，适应当代社会的发展，国家近年加强了对地下空间的开发与运用，加大了对地铁建设的投资，地铁在各大城市的应用越来越广泛。而盾构法是当今世界上应用与地铁建设最为广泛的施工技术。本文将介绍地铁盾构发施工新技术发展的历史、工作的基本原理、特点和优势所在，了解其施工工艺及国内外最新的盾构施工技术。

1.地铁盾构施工技术应用

1.1始发竖井

盾构井的尺寸应当符合盾构机的拼装技术要求，一般来说，井宽必须比盾构机的直径大两米左右，而井长的设计，则应当将盾构设备的拼装空间、施工人员作业空间等考虑在内。另外，竖井的尺寸也与盾构机的行进方式、隧道土层的厚度等多种原因存在关系，始发竖井的壁面通常使用钢板保护，或者也可以利用钢筋混凝土，而起重设备的运用则应当充分考虑运输条件，可选择的设备包括升降机或者起重机。自地面将盾构机的零件机器其他相关设备运输至井中，然后进行盾构机的组装，设计其盾构的反力装置以及进出口。

1.2盾构拼装

目前，我国在地铁施工中所运用的盾构机，其盾头由生产产家直接拼装完毕后运输至施工现场，但是目前在我国许多地区，运输条件及运输能力相对落后，盾构掘进机的盾头部分都是在生产厂组装完后整体运至工地。但我国很多城市地处内陆，道路运输条件和通过能力有限，通常只能进行分体运输，也就是将盾头划分为主机、上盾壳、下盾壳以及刀盘几个部分分别运输，然后于始发竖井内拼装。在盾头的几个组成部分中，单件重量高达三十吨，因此，现场起重装置必须利用门式起重机。

1.3反力装置

反力装置的组成部分包括临时支撑垫、固定支撑座，支撑反力架则依靠负环管片的安装，负环管片为闭口环，由十个隧道管片组装形成。

1.4进发导口

盾构机在正式运行前，应当在挖掘的各个位置预设进发导口，这一环节主要作用为：保障开挖面的稳定性;预防地下水渗透;预防隧道坍塌。在地铁建设中，通常利用冷冻法或者注浆法稳定壁面，稳固范围应当远超盾构机的长度，而其直径则应超过盾构机直径的两倍。

1.5洞口止水

隧道直径与盾构机直径存在一定差距，在两者之间存在空隙，为了避免水自其中流出，预防地表沉降，保障盾构机的顺利进出，在盾构机接近隧道口前，应当设置止水带，利用环形设备封住空隙，而在盾构机进入隧道后，则应完全封住隧道口。

1.6始发

以上准备工作结束后，盾构机便可以开始行进，将千斤顶顶在反力装置上，启动机器即可推动机器前进。在切削刀盘进入土体之前，为了避免隧道土体被突然削切而发生土体坍塌，施工人员应当利用螺旋器注入粘土，保障土压舱的满载，才可启动机器挖掘土体和排土。

1.7盾构的掘进

在盾构机完全进入后，必须按照挖掘方案行进，这一环节的工作由信息化系统进行控制。当盾构机器设备在掘进过程中出现误差时，可以利用信息化系统控制其油缸，保障盾构机行进方向的准确性，同时，在确保土压平衡的前提下，通过对刀盘转速、螺旋输送速度的调整，进而保障挖掘与排土的速率基本一致。

1.8衬砌与进洞

在盾构机挖掘一定距离后，则可开始衬彻，由運输设备将管片送至隧道，再将管片送至拼装位置即可进行拼装，在拼装结束后则进行另一环节的挖掘与行进，至工程结束为止。在盾构施工结束后，应当处理隧道管片，对洞口进行止水。

2.地铁盾构施工新技术

2.1地铁盾构法施工新技术要点

地铁盾构法施工新技术要点包括：控制特殊条件沉降;制造耐久性、高强度管片;比较错缝、通缝拼装，分析总线形变;砂质粉土、流砂给设备带来的危害和影响;进出工作难题和措施;纠偏;施工中如果发现大石块、高压水、桩、超浅覆土等存在灾难性的实际地质情况解决措施。

2.2阐述地铁盾构法施工新技术

（1）特殊断面盾构施工技术。特殊断面盾构分为两大类：非圆形盾构、复圆形盾构。复圆形盾构包括两种，是三圆形和双圆形盾构。三圆形盾构适合应用在地铁车站建设中;双圆形盾构技术适合使用在地铁共同沟、下水道、隧道中。非圆形盾构包括以下几种：半圆形盾构、马蹄形盾构、椭圆形盾构、矩形盾构等，依据隧道实际应用目标以及作用合理地进行选择。使用特殊断面盾构技术中三圆技术主要工程就是经地铁环线桥车站，在地下铁路中应用双圆形盾构技术。应用特殊断面盾构技术的过程中，不但需要分析使用设备中断面形状特点的影响，还应该考虑工程实际情况。掘进时候应该密切注意盾构设备。施工中分析断面形状以后，需要详细规划管片组装的顺序、分割数、精度等，也就是需要能够正确组装管片，严格控制以及管理盾构姿势，如果出现偏离的时候，应该利用千斤顶、超挖设备及时修正。

（2）复合盾构施工技术。盾构是存在很强针对性的专用设备，依据不同的水文地质实际情况建立符合规范的盾构机，每台盾构机都不同。在复杂地质基础上，如果使用常规方式不能合理完成施工。那么，就应该使用一种合理的并且符合实际情况的施工技术，如复合盾构技术。复合盾构技术包括两种复合刀具———滚刀和齿刀，处理硬岩程度时候使用滚刀，分析软岩层的时候使用齿刀。背装方式互换两种刀具。

（3）球体盾构施工技术。球体盾构施工技术依据不同的变换分为两种：横、横连续掘进和纵、横连续掘进。横、横连续掘进主要是说竖井不旋转，对着地面直角位置进行挖掘的方式;纵、横连续掘进实际上是连续从地面开始以直角方向开外竖井和隧道的施工方式。应用球体盾构技术的时候，需要在主盾构中合理安装次盾构的球体。实际施工的时候，合理分析推进反力、开挖反力、盾构自重的关系。施工中如果应用纵、横掘进盾构技术，应该合理改变方向，旋转次盾构球体90°，会导致形成涌砂、涌水的问题，所以应该合理分析防水结构，避免由于地下水、砂土导致堵塞。狭窄的施工场地中盾构技术能够在地下隧道中直接掘进，最大限度降低时间、场地限制，所以使用上述施工技术上能够尽可能缩短周期，属于新兴的施工技术。

（4）盾构穿越粉砂层施工技术。地质条件会极大程度上影响盾构施工实际难度，穿越淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土等土层的时候十分理想，但是因为存在粉砂层，会提高应用盾构技术的难度，因此，在实际施工的过程中需要应用一些比较特殊的方式来避免施工中出现穿越粉砂的不利现象，如出土口喷砂、土体液化问题。所以，最关键的施工就是保证具备一定止水性、流动性的正面土体，一是在土舱内部适当添加泥，避免出现喷砂现象，依据螺旋出土器出土能够有效增加流动性;二是合理增加土舱压力，避免土体液化。

3.结语

城市地铁盾构施工法，是现阶段地铁施工过程中，安全性最高的地铁施工技术，随着地铁施工企业的不断发展以及施工机械的不断改善，再加上先进的工程测量、定位、控制技术的广泛应用，相信我国地铁盾构施工技术的运用一定可以有效的促进地铁施工质量和效率的全面提升，从而发挥出其在我国地铁工程项目建设过程中的积极作用

参考文献

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