地铁盾构空推过暗挖隧道施工关键技术

齐洋 任奕

摘要：盾构空推技术在目前城市地铁建设中应用极为广泛，它通过地下掘进暗挖隧道的模式，有效减少了成本投入，提升了成洞速度，并且不会受到外界气候条件的限制，极为经济合理。但对于一些地层条件比较复杂的情况，该模式还应适当联合矿山法进行，以保证作业质量。

关键词：暗挖隧道;地铁盾构空推;关键技术

引言

在城市地下空间不断开发利用之下，其整体渐渐向着深度发展的模式持续进发。其中盾构法由于在隧道施工中具有自动化程度高、对周围环境的破坏力度小、安全性高、施工质量高等优势，特别是在那些地层条件比较差，周围环境较为复杂的情况下，该方式优越性更为明显，因此在隧道作业备受青睐。而如何安全、快速、高效地空推过暗挖隧道就变得极为重要。

一、关键技术分析

（一）准备工作

由于地铁盾构施工期作业环境主要是岩土，因此实际开展前还应对施工场地的岩土及水文条件进行详细勘查，同时做好具体的记录准备工作，并依照实际情况落实相应的应急准备。

（二）端头加固

为使盾构机在达到矿山法段时不会挤塌其隧道掌子面，还要在矿山法隧道与盾构隧道连接的位置上设置端头墙。通常就是先通过注浆法对周围的土体进行加固，再安装3榀格栅，并给整个断面布置双向的玻璃纤维筋，并喷射一定规格的砼，从而形成堵头。其中砼的厚度还需要进行严格把控，通常为50cm[1]。

（三）导台施工

同时还应重点在暗挖段当中依照盾构机接收和空推路径作出一个钢筋砼导台，以此给后续盾构机接收、空推和二次始发带来精确导向。在制作时重点使用分段浇筑的方式，每段控制在15m-20m，并应用定制钢膜。

（四）进行空推

1.设计并安装工字钢装置。由于盾构机千斤顶的行程存在一定限度，无法接触到后方轨道以及夹轨器，因此这就需要设计一个工字钢轨道，促使千斤顶能够延长到后方的夹轨器位置处。

2.调整盾构机姿态。在进入暗挖段前应重点对其设备姿态进行调整，同时根据相关测量导向系统的测定结果进行纠偏。通常其水平控制偏差为0，垂直偏差在±50mm[2]。另外还要将二次注浆稳定管片姿态充分落实，并对矿山法段的断面情况进行复测，始终关注拱顶的沉降量，对端头墙洞门尺寸进行检查，确保盾构机可以安全进入暗挖段。

3.推进。当其设备通过玻璃纤维筋堵头墙之后就正式进入了矿山空推段，这时候整体就沿着导台开始推进，整个过程中应重点对推进油缸行程进行调整，确保其行进情况和既定线路完全吻合。在推进过程中，其模式整体应用不建压模式，一旦推进力超过一定范围则可以通过螺旋输送机进行出土，但必须将土量控制好。

4.安装管片。管片拼装质量会直接决定最终隧道的防水效果，也会给设备推进姿态带来影响。在正式安装前应重点对管片的外观及配件进行检查，同时按照分布紧固的形式连接螺栓，禁止一次安装[3]。实际操作时其顺序从下到上即可，完成后再对称安装标准块以及邻接块，最后是封顶块。

5.背后回填。在这之中包含了喷射豆砾石、同步注浆以及二次注浆三个部分（图1）。

其中豆粒石回填中，一方面是通过大约4.5m的间隔给设备切口位置修建围堰，避免后续的沙砾及水泥出现前窜的问题;另一方面，管片安装完后，可以使用其中的注浆孔将豆砾石往后输送。同步注浆主要是应用该设备之中自带的一些设施完成，具体需要将注浆量及速度控制好，同时加强围堰形状变化监测，一旦形状变化超过限制，浆体泄漏，还应马上停止注浆[4]。二次注浆时对上一步骤浆液水分被吸收后的空隙进行填补，确保管片的背后没有空洞产生。整个过程中重点是要控制好注浆压力，一旦其超过水土静压力时应马上停止。整个过程还应对管片外观进行监测，避免因为超压导致管片出现破裂的问题。封堵洞口则是在设备达到隧道出口位置后，及时对洞口进行封堵，避免产生渗漏问题，具体的封堵方式可以应用管片上的注浆孔实现。

二、施工中的注意事项

（一）加强导台控制

为了保证施工安全，在盾构机掘进空推前必须完成导台制作，这是因为它会直接给设备的正常掘进带来影响，也会给隧道轴线与设计轴线偏差带来影响，甚至会决定后续的管片拼装效果。

（二）详细计算盾构机参数

在正式掘进前需重点对该设备的具体施工参数进行计算。一是构建土压平衡;二是在试验路段先进行掘进，并记录和分析相关参数。

（三）控制空推速度

整个空推过程中必须控制好盾构机的平衡，保护好切削刀，其初始速度通常控制在10mm/min。

（四）确保管片安装质量

拼装管片的过程中必须重点对其彼此间的距离变化进行仔细观察，使其距离控制在规定的范围内。同时还需对拼装的圆整度进行控制，使用螺旋将管片拧紧，并应用紧线器完全拉紧，再通过木楔子使管片外部和基座间的空隙被固定好。

（五）控制出土量

整个空推过程必须将出土量作出严格把控，对各参数进行严格配置，并做好记录，降低超出正常出土量的情况，避免地面沉降发生。

（六）控制注浆量

注浆量也会给施工品质带来影响，通常必须控制在注浆压力的设计值之内，一旦注浆量超过限值就会溢出到刀盘上，进而影响正常作业;但如果注浆量过少，则无法保证基本的注浆效果。

三、结束语

这一施工方式作为一种机械化和自动化程度都非常高的新型隧道掘进模式，打破了传统明挖浅埋等需要大量人力投入的模式限制，在地铁作业建设中发挥着至关重要的作用。在实际应用过程中，为避免出现一些新的问题，还可以适当联合矿山法，进一步把握其关键技术的应用措施，加强作业质量控制，给工程安全高效推进带来更加充分的保障。

参考文献：

[1]任志超. 地铁暗挖段盾构空推施工工法分析[J]. 城市道桥与防洪， 2018， No.229（05）：25+272-274.

[2]柴建平. 地铁暗挖段盾构空推施工工法研析[J]. 工程技术：引文版， 2016（8）：00186-00187.

[3]刘斌俊. 城市地鐵盾构空推过暗挖隧道技术分析——以长沙地铁盾构施工为例[J]. 中外建筑， 2019， No.221（09）：168-170.

[4]刘毅， 刘耀轩. 地铁盾构与暗挖隧道对接施工关键技术[J]. 建筑技术， 2019， 50（02）：47-50.

（作者单位：中国水利水电第四工程局有限公司）