复杂地质条件下盾构施工的要点分析

詹雄威

（湖南臻和城建设工程有限公司，湖南 长沙 410000）

现阶段，很多城市为了缓解城市交通压力，不断扩大地下交通网络的建设，为群众提供出行便利服务。轨道交通建设施工的开展，面对复杂的施工环境。基于此，深度分析此课题，提出有效的施工作业方法，为相关工程建设工作的开展，提供技术支持。

1 隧道盾构法的应用优势

基于以往的施工经验，采用盾构法，具有很大的优势。具体体现在以下几点：（1） 安全性高。随着施工技术水平的日益成熟，盾构施工作业的安全性不断提高。运用此方法作业，不会受到环境因素的过多干扰，整体作业的安全系数高，同时减少对城市道路的破坏。（2） 施工效率高。盾构施工作业，采取一次性开挖和支护等工艺，借助高性能盾构设备，辅助开展施工作业，极大程度上提高作业的效率[1]。（3） 施工危害很小。一般来说，轨道交通施工作业的开展，工作面很窄，同时距离地面有一定距离。采取传统作业法，需要进行大规模开挖，会造成很大的破坏。运用盾构施工作业，使用机械设备，不会给地面建筑造成很大影响，施工危害小。（4） 经济效益好。复杂地质条件下开展盾构施工作业，技术的适应性较强，所以整体效益很好[2]。

2 复杂地质条件下盾构施工的实例分析

2.1 案例概述

以长沙市轨道交通1号线一期工程1标为例，本标段起始于汽车北站，途经开福区政府站，终止于北辰三角洲站。主要包括汽车北站～开福区政府站盾构区间 （起讫里程为DK10+366.9～DK11+446.3，左线短链长度为0.353 m，左线长度1 079.047 m，右线长度1 079.4 m）、开福区政府站～北辰三角洲站盾构区间 （起讫里程为DK11+638.30～DK13+276.000，左线长链11.918 m，左线长度1 649.618 m，右线长度1 637.7 m）。其中区间左线全长2 728.665 m、区间右线全长2 717.100 m，左右线全长5 445.765 m （单延米）。两区间共设置4个联络通道。

2.2 地质情况

汽～开政府站区间地貌单元为湘江河Ⅰ级阶地，目前主要为芙蓉北路路面，整体来说较为平整，地面标高范围为30.6～31.7 m。开～北三角洲站区间地貌单元为湘江河Ⅰ级阶地、浏阳河阶地及河床。河床范围为19～23 m，两侧分布着河漫滩，标高范围为23～29 m，河床宽度大约为284 m，北堤标高大约39.0 m，堤外为金霞污水处理厂及芙蓉北路路面，地面相对平整，地面标高范围为30.6～31.7 m；南堤标高大约为37.0 m，堤外为北辰三角洲拆迁开发地段，地面高程30.0～31.0 m。经过前期的调查，获得了地质资料，两个区间施工路段内，地质土、岩从新到老主要有全新统人工填土层、全新统冲积层、残积层、白垩系砂砾岩 （汽～开区间为元古界板岩和白垩系砂砾岩） 各风化带岩石。盾构区间地层状况与岩性的部分数据见表1。

表1 盾构区间地层状况与岩性表（部分数据）

2.3 盾构施工工艺

此次盾构施工作业的开展，盾构达到为施工质控的重点。盾构达到指的是盾构沿着设计线路，在区间隧道贯通前100 m到车站段的施工过程。施工工艺如图1所示。

图1 施工工艺流程图

2.3.1 施工前准备工作

组织开展盾构达到施工作业前，要严格按照制定的施工方案要求，做好全面的准备工作。具体如下：（1） 做好工作面的整理，为后续盾构达到施工作业提供保障。按照工作面清理工作要求进行，及时清理障碍物和杂物。同时按照后续施工作业的要求，进行工作面的准备。对工作面要进行检查，避免施工作业时出现问题，影响工程整体进度。（2）人员准备。结合施工段作业内容和需求，组织施工人员做好准备。按照施工作业量和内容，配置相应的技术人员，保证各项工作有序开展。按照施工技术方案，对技术应用的要求和重难点进行交底，使得施工人员对盾构施工技术有着全面的了解，掌握技术操作的要点，做好技术应用质量的准备。（3）做好作业设备的准备等。结合实际需求，准备充足的作业设施，并且做好设备的检查，保障施工按期进行。通过前期施工测量、安装接受架和洞门密封装置的安装等具体工作，保障各项盾构达到施工的有序开展。

2.3.2 盾构达到施工

此次盾构施工作业中，盾构达到运用了二次达到施工工艺。具体实施如下：（1） 首次达到作业。施工作业中当盾构刀盘进入达到井内20 cm位置时，使用施工前准备的弧形板，将盾构机壳体和洞门钢环进行焊接密封，完成密封处理后，向提前设置的注浆孔内部注入水泥浆，完成首次达到。（2） 二次达到作业。结束注浆作业后，通过在弧形钢板上设孔进行观察，保证注浆效果很好的前提下，进行弧形钢板的割除作业，进行二次达到作业。当环管片脱出盾尾之后，使用弧形钢板和封洞环进行焊接，形成一个整体。经过注浆孔压注单液浆，最大程度减少水流失。需要注意的是，开展同步注浆作业时，要做好压力的把控，控制为0.2～0.4 MPa范围；注浆量的控制，要处于6.0～8.0 m3/环范围内，结合隧道的具体情况，比如渗漏水和地表沉降，合理采取二次补浆作业。若施工期间出现超过2 h的停机情况，要做好注浆管路的清洗处理。单班掘进作业期间，出现停机的情况，需要做好注浆管路的清洗，避免造成堵管[3]。

2.3.3 盾尾进洞

完成二次注浆作业之后，进行施工质量检查，无果没有漏浆或者漏砂等情况，便可以组织开展后续施工作业，缓慢地向前推进。在整个推进施工作业中，要合理安排机具，使其能够处于安全位置。施工作业开展期间，要配置专人负责做好清理工作，及时清除周围的注浆料，以免材料掉落造成伤人或者伤机器事件。盾尾推出预埋钢板大约60 cm之后，停止推进作业，做好施工现场的清理，组织开展过站施工作业。

2.3.4 盾构掘进措施

从盾构达到施工作业实际来说，若想保证整体的施工效果和质量，要做好全面的把控。具体采取以下措施：（1）严格把控盾构正面平衡压力。开展到达段的盾构施工作业时，要做好切口平衡土压力的有力把控，最大程度上避免造成平衡压力波动，保证盾构掘进施工高效施工。（2） 做好推进速度以及刀盘扭矩的控制。在盾构达到施工作业中，考虑到施工安全，要缓慢磨削加固区域，保证此部分土体能够得到切削，施工时放缓推进的速度，最大程度上保证均衡施工。（3） 其他措施。采取土体改良和出土量控制措施，避免引发施工安全问题[4]。

3 复杂地质条件下盾构施工要点的总结

3.1 做好技术交底工作

复杂地质条件下，组织盾构施工作业，要做好技术应用质量的严格把控，保障施工作业安全的同时，达到施工作业的质量和效益目标。这需要强化施工前的把控，做好技术交底工作。通过对制定的盾构施工作业方案进行优化，组织技术人员进行方案分析，明确盾构施工工艺的难点和要点，落实技术交底工作。对参与盾构施工作业的人员，借助现代化技术手段或者实践培训，使其能够掌握盾构机操作要点和工艺运用的质量控制措施，进而强化施工作业环节的质量把控，确保盾构施工作业达标。

3.2 做好技术应用环节的把控

从盾构施工作业质量把控来说，要贯彻全过程控制理念，采取动态化技术应用把控方法，实现对安全和质量的有力把控。施工作业人员要严格按照施工作业方案执行，比如按照盾尾进洞施工方案，做好施工全过程的检查，及时发现漏浆问题或者其他质量问题，采取处理方案，避免引发重大质量问题，影响着工程建设的质量和安全。严格按照施工验收标准，进行盾构施工质量的检验，促使质量目标的实现。

4 结语

综上所述，复杂地质条件下盾构施工作业的开展，要做好施工技术应用全过程的质量把控。文中结合工程实例，分析了盾构施工工艺的合理运用，提出了施工安全和质量把控的措施，为相关工作人员提供参考借鉴。