地铁隧道盾构施工技术要点探究

万超 胡彬

摘 要：盾构法是地铁隧道施工中的重要方法，在各项工程中有着广泛的应用。本文在介绍其原理和特点的基础上，重点探讨和分析其施工技术要点，希望对相关工作有参考意义。

关键词：地铁隧道;盾构法;技术要点

引言：

在地铁隧道的施工过程中，盾构法具有非常重要的地位。这种方法运用于地铁隧道掘进，不但施工效率高、进度快，而且施工成本低、安全性高;特别是在较为复杂的地质环境下，或隧道埋深相对较高的项目，其优势更加显著。另外，采用盾构法施工也不会对项目周围环境造成影响。正式基于上述种种优势，使得其应用范围越来越广。然而，不同的地铁建设工程，有着不同的地质条件，不同水文条件，所以在施工过程中必须要严格控制施工技術要点，才能更好的保障施工安全和施工质量。

1 盾构施工的原理与特点

在地铁隧道施工中，盾构法是一种应用较为广泛的施工方法。该方法就是盾构机基于护盾保护，从而实施地下挖掘，与此同时完成管片衬砌施工，进而完成隧道的整个施工。施工过程中，首先在在隧道一端，建立竖井或基坑，从而将盾构机安装完成，然后驱动盾构机前进的同时，掘进的土体从盾构机的盾尾排出，盾构机的前进路线应当保证是隧道的设计中轴线;因为盾构机前进的同时盾尾土体受力状态变化，所以必须同时实施盾尾衬砌作业，并将水泥浆从周边以及衬砌缝隙中注入，这样就能够有效隔离水源，避免出现路面下沉的问题，保障施工的质量和安全。当前的盾构机类型主要有四种，分别是泥浆式、土压平衡式、敞开式，压缩空气式，其中应用最广泛的是土压平衡式，这种类型的盾构机对土壤的适应性最强[1]。

就当前我国地铁建设的实际情况来看，盾构法基本已经完全取代了传统的明挖作业模式。盾构法应用于地铁隧道施工其优势是多方面的。首先，盾构法施工可以最大化的避免地铁隧道施工对城市正常的秩序和环境的干扰;其次，盾构法施工相比于明挖法，其工作量和工作强度都有了非常明显的降低，所以无论是建设成本，还是建设速度都有显著提升;另外，盾构法施工的安全性也更有保障。但是，盾构法施工也有其不足之处，这种施工方式的一次投资相对较高，而且工程设备无论是重量还是体积都非常庞大，所以运输装配都较为复杂。

2 盾构法施工技术要点

2.1 始发端头加固

盾构机始发阶段容易出现安全事故，所以在正式开始盾构法施工之前，应当针对始发段轴线实施预加固以保证盾构机始发的安全性。预加固的范围至少包括，端墙外9m、隧道轮廓线外3m的以内，并且基于工程所处环境的实际地质条件，选择具有针对性的加固方式，应用较多的加固方式有如下几种：旋喷加固、素混凝土桩、冷冻土体等等，实践中可采用多种方式混用。如果实施旋喷加固，则必须首先实施试桩作业，从而明确每米所需要的水泥用量，以及施工中的提升速度等指标;并且要真实试桩实施钻芯取样试验，以检验其质量是否满足要求。另外施工前，务必要明确施工制度，确保文明施工[2]。

2.2 盾构机始发

2.2.1 洞门凿除

盾构机始发之前，为了更好的保障施工，应首先实施洞口水平探孔，然后看有没有出水现象发生，从而对端头加固的效果实施必要的检验。如果有出水现象，则需要对其再次实施压密补浆作业，确保没有出水现象以后才能够实施洞门凿除作业。

2.2.2 洞门钢环辅助设施安装

在施工过程中，洞门钢环的安装务必要确保精准定位;然后基于实际的工作环境，完成其他辅助设施的安装，包括钢刷、防水帘布、压板等等。

2.2.3 反力架安装

首先要基于盾构机推力实施相应计算，从而确定反力架的具体形式，通常情况下可以选用门架加斜支撑形式。在安装过程中，务必要要做到门架、支撑之间的连接必须符合受力要求，并实施受力检测通过才行。在推进的过程中，必须在门架上设施监测点，从而对其受力做即时监控，一旦发现异常应立刻实施应对处理。

2.2.4 托架安装

首先必须要保障托架的刚度符合要求，能够满足盾构机载荷要求;并且其导轨应当保持具备足够的稳定性，避免出现盾构机探头现象;租后盾壳必须要安装牛腿装置避免盾构机壳体发生转动现象。

2.2.5 盾构机验收

首先必须要保证施工使用的盾构机通过了出厂验收。在现场组装以后，还应当对其实施分项验收，检查内容涵盖了盾构机的全部装置以及工作系统，诸如刀盘转动、泡沫膨润土注入系统、冷却系统、润滑系统、顶推系统、电气系统、出渣系统、拼装系统、注浆系统、导向系统等。盾构机现场检验是保障施工安全的重要措施。

2.2.6 始发段降水

降水作业之前务必要确保降水井数量、水泵数量符合工程的实际需求。然后启动降水施工，使得水位低于隧道底部才能够开始后续作业。

2.3 盾构机掘进

2.3.1 掘进参数优化

在盾构机正式开始作业以后，前100米被看做是掘进调整段，在这个过程中可针对实际的掘进状况、隧道的水文地质条件，以及盾构机自身的状况等，对其参数实施相应的优化调整，从而保证掘进质量和掘进速度。通常情况下，盾构机可调整的参数包括。比如，土压平衡盾构机可通过调整、土仓压力、推力、扭矩、盾尾间隙、注浆量、油脂消耗、出土量、刀盘转速、滚动角、千斤顶行程等，参数实施优化。

2.3.2 强化监测测量

在工程施工的过程中，务必要针对工程进行的相关状况展开有效检测。针对洞外区间，应强化对道路隆沉、管线、房屋的监控，确保其未出现下沉现象;同时还要密切关注洞内是否出现了拱顶下沉、横向收敛等现象。一旦监测发现相关变化，必须要迅速实施针对性处理。另外，要间断性的展开陀螺定向，管片测量等等，并对相关数据实施分析，以保证盾构机的掘进线路负荷要求。

2.3.3 纠正掘进偏差

施工过程中，如果监测发现盾构机的掘进有偏差，必须要迅速对其展开纠正;但是纠正的过程要缓慢进行，纠正量不可每次设置过大，否则容易造成管片错台。破损或出现漏水等质量问题。

2.3.4 盾构注浆控制

对于注浆作业的控制，一方面是通过注浆量控制来实现，另一方面是通过调整注浆压力来实现。在这样的优化调整下，以保证同步注浆的完成质量。另外，也要时刻做好二次补注浆作业的准备，以对不够完善的地方作出修正。

2.4 管片安装

在实施管片安装作业之前，首先必须要就管片展开严格的质量检验，既要检测管片的实体是否完整，外观质量是否符合工程要求;也要检查其防水胶条、连接螺栓等是否有质量问题。运用拼装机实施管片安装作业，盾构机应当处于停止作业的状态。管片安装应当按照先底部，再从下到上的安装顺序，最后以封顶块完成整个安装作业。

2.5 盾构机接收

首先，针对接收端头实施加固作业和洞门凿除作业，接收端的加固长度一般是12cm左右，加固作业与始发段基本保持相同。其次，在盾构机出洞前100m，就必须要展开用自动导向与人工测量相结合的方法，从而确保盾构机姿态正确，满足隧道的贯通精度要求，是掘进方向与隧道轴线一致。如果隧道接收端的地下水较为丰富，应当尽量选择钢套筒接收方案，这样能够最大程度的确保接收可靠性，满足施工安全要求。

3 小结

盾构法在地铁隧道掘进施工中有着非常显著的优势，因此其应用非常广泛。然而，对于不同地址水文条件的工程，依然需要严格掌控技术要点，调整施工参数，强化施工管理，才能够更有效的保障施工质量。

参考文献：

[1]胡竞美.地铁隧道盾构施工技术要点探究[J].四川水泥，2020，（01）：246.

[2]储志坚.地铁隧道盾构施工掘进技术要点解析[J].城市道桥与防洪，2018，（08）：253-255+27.