地铁盾构工法施工技术应用与探析牟建红

地铁盾构工法施工技术应用与探析牟建红

牟建红

中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610000

摘要：地铁是现代城市重要的交通工具，为人们的出行节约了时间和财力成本。地铁建设是一项耗费大量时间和财力的工程，隧道开挖是这项工程最主要的工作之一，其中最常用的一项技术是地铁盾构法，具有很强的综合性，能够最大限度的保证隧道施工的安全程度、施工进度和施工质量。为了保证地铁盾构工法在地铁施工中正确应用，本文对该施工技术进行了应用分析，希望能为相关工作人员提供借鉴，进一步控制施工质量。

关键词：地铁；盾构施工法；技术应用

1引言

随着我国城市现代化建设进程的不断推进，城市地铁发展业已成为城市建设中一项不可或缺的重要组成部分。但由于城市空间的局限，导致地铁大部分工程都在地面以下，因此对施工过程技术要求更高。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍采用技术相对比较成熟的盾构法进行，且随着地铁工程的不断发展，盾构工法修筑地铁隧道已在国内广泛使用。但往往由于施工场地受城市道路、建筑物等限制，地铁车站需分段开挖施工，导致指导盾构掘进的地下近井定向边的距离较短，增大控制风险，甚至出现质量事故的情况。本论述主要针对地铁隧道盾构工法施工过程，为在地铁建设过程中采用盾构工法修筑地铁隧道提供指导。

2地铁盾构法施工原理

地铁盾构法施工技术实际就是以盾构机为主要施工设备进行施工的一项地铁建造技术，施工过程中依靠盾构机结实的盾构钢壳，为地下挖掘施工提供可靠的安全保障的同时，能够大大缩短施工工期，保障工程质量。一个完整的盾构机主要由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片以及注浆体等组成，各部分相互配合，相互协调，整体运转，从而使盾构机挖掘作业得以顺利实施。在具体施工过程中，不仅利用其挖掘功能进行排土挖掘，而且可以利用盾构机的尾部同步开展持续的注浆作业，最大限度的降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，进而保障隧道的稳定和安全。

3地铁盾构施工技术应用须注意的问题

3.1盾构参数

正确设置盾构机的参数是保证掘进稳定性的重要保障。一般盾构机的设置参数是通过试掘和实际地况分析综合得出的，以埋深和施工地点土质信息为基础，结合水土合算测算出土舱的理论压力，根据实际要求和科学原理完成土舱压力微调和盾构参数设定。科学合理的盾构参数是保证盾构工程稳定性和高质量的核心，因此施工人员要重点关注盾构参数的设定，避免因盾构参数导致的项目进度和质量问题。

3.2土层沉降

天然土体大多为三相体系，包含矿物颗粒骨架体、孔隙水和气体填充骨架体。饱和土的组成元素为土颗粒和水，土颗粒表现为粘结与非粘结状态，但都具备荷载传递功能，可形成土骨架来进行传力。土体上的外荷载主要由是孔隙水和土骨架承担。当土体出现变形时，其孔隙流体及气体体积减小，颗粒重新排列，骨架体也出现错动。孔压力降低与土的渗透性及其在土中位置存在一定关系。土体受到外力作用后，土粒与孔隙内流体表现出位移状态，以基础为支持来将建筑物压力传递至地基的过程中，或者土石方开挖导致土层下部失去支承的情况下，极易导致土体内部出现应力变形，进而出现地基或地表下沉的情况。

3.3地质勘探

地铁盾构施工法的关键要素是稳定开挖面、掘进和排土、衬砌和壁后灌浆。使用盾构施工法挖掘隧洞自动化程度高，可以节约大量的人力，能够在不受气候影响的条件下一次性成洞，并且在挖掘的过程中控制地面沉降，非常适合于隧洞洞线较长、埋深较大的环境，开挖速度也比较迅速。为了保证开挖工作的顺利进行，盾构施工开始前的地质勘探动作尤为重要，工作人员要对地质环境恶劣的路段进行重点研究，比如断层、土层薄弱等，对盾构机及时进行保养，开挖过程中也要定期通过多方向支撑液压钻机对地况进行勘测，及时有效的掌握施工信息。当盾构机每天施工的进度超过30米时要使用地质雷达进行探测，以充分掌握地质信息。

4地铁盾构施工技术的应用

4.1准备阶段

第一，首先安排好盾构出洞前和出洞后的设备和材料，按照行业和工作标准严格检查盾构出洞的条件是否满足，确保工作人员各就各位，熟悉工艺流程和技术，为了保证周边建筑物和地下管道等受到地铁施工的影响，盾构出洞前要对周围土体进行加固，以保证在安全可靠的环境下完成盾构出洞，为接下来的工作打下坚实的基础。第二，设置盾构出洞的基座，基座的精准定位决定了盾构机的始发姿态，因此盾构出动前必须将盾构准确地放置在与设计轴向相符的始发基座上，使施工人员沿着设计轴向在底层内施工。第三，设备验收，即检查盾构施工的两项主要设备：盾构机和配套设备。

4.2掘进阶段

地铁盾构掘进阶段分为试掘和正式掘进两个方面，试掘是为正式掘进探索最佳施工参数。前者要求工作人员根据施工方案和施工技术要点掘进后分析掘进一百环的参考数据，由此确定正式掘进时该工程土层的最佳施工参数。在此基础上，工作人员对盾构机的参数进行调整，包括通过计算技术操控盾构机刀盘的转速、掘进方向和速度。另外，正式掘进过程中的监督工作非常重要，工作人员要密切关注盾构机的运转情况和周围土层的环境状况，制定预设解决方案，在发生异常的情况下能够灵活处理。

4.3管节的防水与抗渗

一般情况下，若地下水较少，则可以在上下管片之间和相邻管节之间设置2道遇水膨胀的橡胶条，相邻管节之间的接缝外侧贴1道防水卷材作为外密封。此外，相邻管节之间还可以设计1道注浆环槽，在管节之间出现渗漏时，可以向该环槽内填充密封材料以加强管节之间的密封。若地下水丰富，则可以借鉴盾构法施工的原理，将盾尾底部和两侧封闭，并在管节壁后分2次进行注浆作业，以填充管节和地层之间的间隙。在此次管廊明挖盾构试验工程中，结合实际工程地质和水文地质条件，只在局部含水量较大的区间对已拼好的管廊进行了壁后注浆作业，其余区间盾尾均为敞开状态。

4.4保证注浆效果

为确保地铁盾构区间施工沉降获得一个良好的效果，在实际施工过程中，必须要控制好注浆数量，从理论上来说，空隙倍率需在1.5-1.8之间，必要情况下需要通过二次补注浆来达到良好的注浆效果。地铁盾构区间施工过程中，基于盾构常规段的实际情况出发，采取同步注浆的方式，加强注浆量控制，以确保满足地面沉降的整体要求。若实际施工过程中需要穿越建筑物、构筑物或者湖区等，则有必要采取双控措施，就是通过注浆压力控制和注浆量控制的协调配合，来提升浆液的整体饱满度，以便达到良好的注浆效果。盾尾施工过程中，需要加强同步注浆质量控制，确保其达到良好的密封状态，盾尾密封过程中需调整好油脂的实际用量，坚决不可出现漏水或者漏浆的情况。

5结束语

综上所述，在盾构施工工法大范围应用的当下，盾构机的保障管理成了抢手的行当，通过文章的归纳总结，可为各层次的盾构设备保障管理或作业提供有价值的参考。

参考文献：

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