基于盾构法在地铁施工过程中的应用研究

基于盾构法在地铁施工过程中的应用研究

王瀚潇

中铁三局集团物资供应有限公司山西太原030000

摘要：随着社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展，尤其在我国不断加快城市化建设后，人们的生活水平有了更加显著的提升。然而在城市发展过程中，城市交通方面的压力也在不断增加，为了能够缓解此种局面，我国很多城市均在积极修建地铁。本文通过查阅相关资料，简要介绍了盾构法在地铁施工中的优势、盾构法在地铁施工中的控制要点，并提出了行之有效的优化地铁施工中盾构法应用效率的相关措施，以期能够为促进我国地铁施工质量的提升提供有价值的参考。

关键词：盾构法；地铁施工；应用

前言

地铁相较于以往的城市交通方式而言具有更大的优势，如其运行速度更快、路段更长、载客量更大，虽然其具有多种优势，但也不可否认的是依然存在安全隐患，此种隐患往往来源于施工方面，为了能够有效提升施工质量，很多地铁工程中会应用盾构法。所谓盾构，其是一种钢制的活动防护装置，也可以将其视为活动支撑，在应用过程中其既可以支撑地层压力，也可以推进地层施工进度，其具有多项功能，如开挖、支护、推进以及衬砌等，往往被用于隧道施工中。

一、盾构法在地铁施工中的优势

（一）安全性较高

一般来说施工中往往会存在一定的不安全因素，无论对于施工本身来说，或是对于施工人员来说均是一种威胁，但应用盾构法则可以很好的避免此种情况发生，因为盾构法施工其属于暗挖施工，具有很好的隐蔽性，在整个施工过程中其很少会受到其他因素的影响。如城市地面交通情况、河道、航运以及季节性潮汐等。另外，盾构支护是其独有的优势，其可以很好的将施工现场保护起来，使施工人员能够更安全的开展开挖、衬砌等工作[1]。

（二）工作效率较高

自进入新社会后，智能化、自动化以及机械化成为了主要发展趋势，盾构法则属于机械化施工的一种，在施工中往往应用的均是相对先进的盾构设备，其可以将开挖、支护、出土以及衬砌功能融为一体，在施工中达到一次成型的效果。此外，机械化操作比以往的人工操作更方便快捷，在保证施工质量的前提下能够实现施工速度的提升。

（三）经济性佳

施工建设除了要保证施工质量外，为相关企业合理控制成本也是极为重要的，相较于一般地铁施工技术而言，盾构法不仅效率高，其所应用的成本也相对较少，尤其是一次性投资方面。此种技术的应用范围较广，且可以在不同颗粒条件的土层进行施工，而在多车道隧道中也能够得到很好的应用，甚至可以达到分期施工、运营的要求。另外，其在软弱、含水量较多的大围岩中进行施工时也可以发挥良好的作用，可以将其专业优势更好地显现出来[2]。

二、盾构法在地铁施工中的控制要点

（一）盾构机进出洞时的作业控制

盾构机的应用可以有效提升挖掘作业效率，在此方面有两个部分需要特别注意：一：进洞作业；二，出洞作业，此两方面的施工质量能够直接影响到整个盾构施工质量，一旦其任何一个环节出现问题，均有可能导致整个工程失败，由此可见此方面的重要性。在进行进洞作业前，相关人员应确定施工路线，避免出现轴线偏差大的问题，另外，也要对施工环境周围进行勘察，清除能够对施工产生影响的不良因素；出洞前，要做好洞中审查工作，只有充分保证其符合出洞条件才可以出洞。

（二）盾构机挖掘前进时施工作业控制

挖掘作业在整个盾构施工中占据核心地位，为了能够有效提升质量，也为了保证施工安全性，在开展此方面工作时要严格控制力度，以免对周围土层产生过大影响，破坏了开挖面的稳定性。根据对此方面的研究可以知道，一般会通过调整掘进参数的方式来控制此方面，另外，盾构姿态在此方面也占据着重要地位，其好坏可以直接影响到盾构施工，甚至对后续施工会产生影响，在施工中也可以对盾构姿态进行控制，依然是对参数进行控制，如注浆量和盾构坡度[3]。

（三）盾构穿越粉砂层时施工作业控制

盾构法的应用效果也会受到施工环境的影响，尤其是地质条件方面，最佳条件应是淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土等，也就是软土层，但并不是所有的施工段均是此类土层，如很多时候会出现粉砂层，此种情况一旦出现势必会大大增加施工难度，若要解决此方面问题则必须采取特殊方法。一般来说土体液化、出土口喷砂均是此方面施工工的重点与难点，想要很好的解决此问题，可以从提升正面土体的流动性和止水性着手。

三、优化地铁施工中盾构法应用效率的相关措施

（一）密切监控盾构正面平衡压力

地铁工程在施工过程中往往会对地面产生影响，即使是盾构法也一样，为了能够降低此方面影响，在施工中需要对相关参数进行控制，如排出土量、前进速度以及推进力等方面，在施工中也要对综合因素进行考虑，如地质情况和隧道埋深情况，根据对此方面的研究来确定出土压力值，在实际施工中也要针对不同情况进行动态调整。动态监控是此方面必不可少的，盾构设备穿越对既有线的竖向位移值有很大的影响，但对轨道横向高差、隧道收敛值的影响并不大[4]。

（二）密切监控纠偏量和工程进度

纠偏、工程进度等方面对于整个工程而言也能够起到很大的影响作用，如在进行纠偏时，往往会采取分片和分段的形式，此种纠偏方式往往是在盾构设备开展工作时。在这个过程中相关人员应对相关指数进行监控，并根据实际施工情况进行实时调整，以降低土层损失，并减少对围岩的影响。值得注意的是，在此过程中切勿对盾构姿态方面过度调整，否则只能起到反作用，不仅无法提升工程质量，还有可能导致出现施工事故。

（三）同步注浆

在盾构操作的不断开展下，盾尾的管片与土体间会出现建筑空隙，由此也会引发收缩问题，如此一来实际的注浆量会产生变化，尤其是与理论建筑空隙体积的对比中。因此在进行注浆时要保证转弯隧道部分的合理性，也就是说实际注浆量应大于直线隧道注浆量。注浆环节至关重要，在开展此环节工作时要做到同步注浆量、注浆压力以及注浆配比均要符合工程施工要求[5]。

（四）二次注浆

注浆操作往往难以一次成型，因此很多地铁工程中需要进行二次注浆，以填补建筑空隙中的间隙，另外，浆液的收缩也会引发一系列问题，最为常见的当属地面沉降，因此应仔细观察监测数据，并及时调整参数。在进行二次注浆时要优化注浆孔的选择，第一阶段的工作是要减小沉降，一般注浆孔会位于隧道下部，第二、三阶段会将注浆孔设置在隧道的顶部，或是隧道下部，并由此向两侧伸展，逐步减小范围，第四阶段的注浆孔往往会遍布在隧道四周，以起到稳定整个结构的作用，注浆时要对压力值进行关注，并控制注浆速度。

四、总结

综上所述，研究关于盾构法在地铁施工过程中的应用方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到我国地铁施工质量，也与人们的出行安全息息相关。如今人们对各个方面的要求越来越高，行业之间的竞争也越来越大。现在城市发展中地铁建设已经成为主要部分之一，其施工质量如何一直备受关注，然而鉴于我国地铁施工技术不先进，导致在此方面的建设还不够完善，因此相关机构和人员应加强此方面的研究和实施力度，尤其是盾构法的应用方面。

参考文献

[1]张国轩.地铁施工盾构法的施工技术研讨[J].黑龙江科学,2014,03:56.

[2]苟敏,赵金先.基于ISM模型的地铁盾构施工风险分析[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2014,04:390-393+396.

[3]苟敏.基于ISM的盾构地铁施工风险分析[J].现代城市,2014,04:29-32.

[4]吴江.地铁施工中盾构法应用技术探析[J].科技创新与应用,2015,04:153.

[5]袁存防,卢昌松,魏学强.VMT自动导向系统在盾构法施工中的应用和研究[J].现代隧道技术,2011,03:148-153.