盾构施工技术在城市轨道交通系统中的应用

盾构施工技术在城市轨道交通系统中的应用

冯巍

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北武汉430000

摘要：城市发展的主要特征之一就是对于交通的需求量急剧增加，轨道交通系统由于不占据地面交通空间且较比与其他交通方式更加方便快捷，所以我们在该项交通施工技术的研究上必须投入更多地精力。盾构技术就是新兴轨道交通施工技术的主要代表，采用这种方法能够显著提升施工的效率并减少由于施工工作的开展对于地表的影响以及将轨道工程对于环境的影响降到最低，但是该种施工方法目前看来仍有较多需要改进的方面，这也是我们前进的方向。

关键词：盾构；施工技术；城市；轨道交通系统；应用

1.前言

轨道交通的发展极大的提升了我国交通行业的运载实力，让城市交通有了更多的发展空间，做好相关工作对于缓解城市交通堵塞问题而言有十分重要的实践意义，也是我们未来工作的重点发展方向。为适应更加多样的施工环境与建设要求，轨道施工方法得到了很大的发展，盾构法就是一种性能优良的轨道施工技术，对此项技术进行充分的研究与讨论，让其在真正的工程项目中更好的发挥作用，对轨道施工工作而言意义极为深远。

2、施工技术比较

中国城市轨道交通的地下建设可分为四类，即成都，北京等沙卵床，其次为重庆和青岛的主要为岩石，第三类为软岩地层和岩石地层（风化岩石）交替出现，如南京，广州等四个软土地层，如上海的软土隧道和地下车站。由于地质条件不同，不同的施工方法也有所不同。这导致了中国城市轨道交通建设方式的多样化。我国城市轨道交通建设采用明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等施工技术。有些已达到先进的国际标准。

沿隧道需要占用大量建筑工地。交通流量大，道路狭窄时，无法满足施工现场的要求。施工现场暴露在周围环境中，不能满足环保要求；尽管明挖法占地面积小，但施工造成的地面沉降难以控制。一般情况下，地面建筑物和地下管线会有一定的影响，甚至会造成损害。同时，要减少沿线的地下水。脱水施工需要大量的地面施工脱水井，不仅增加了工程造价，还造成地下水污染。狭窄的集中区和地面建筑物，城市道路没有很好的降水条件。由于人工挖掘和支护，施工进度缓慢，工作效率低，劳动强度大，施工防水质量难以保证，施工地面沉降控制困难，特别是施工中贫穷的地质区域或地面建筑物。

虽然地面干扰小，成本低，但机械化程度低，进度缓慢，劳动强度高，环境恶劣，风险大。虽然挖掘方法方法方法时间短，但对地面扰动小，安全。。用于建设地铁站，屏蔽方法对城市及周边环境的正常功能影响不大。除了一定的施工现场外，隧道施工现场不需要，所以不需要拆除，对城市来说是商业性的。交通和居民区影响不大。它们可以穿越地下建筑物和深河，并且通过各种埋藏物体和现有的隧道不会对地面产生不利影响。一般来说，不需要采取地下水沉淀，无噪音等措施。施工污染如振动。根据隧道施工条件如截面尺寸和埋深等因素，对隧道围岩的施工特点和基础条件进行设计，制造或改造，适用于一系列专有方法。它具有很高的施工精度。例如，管道的生产精度几乎等于机械制造的程度。隧道轴线偏差和装配精度也非常高。屏蔽结构对地面结构影响最小。地下水位可以保持，不会对环境造成不利影响。机械化程度高；精确的巷道形状。

3.盾构技术发展桎梏分析

盾构技术由于其自身在施工精细度与对外界影响较少等众多优势的条件下，在我国城市轨道施工建设过程中有着十分明朗的发展前景，但是想要在更多地施工工程中推广该项技术，需要解决其自身存在的众多问题以及发展道路上的重重桎梏。

3.1我国盾构机设计能力低下

盾构技术在我国属于新型施工技术，其主要设备盾构机由于技术含量较高，而且需要在不同的施工场地之间进行改变工作，所以实现设备的国产就具有很重要的意义。目前我国国产盾构机由于生产技术不过关，所以难以满足工程对设备的要求，盾构机在我国发展的重大桎梏之一就是我国设备设计、生产能力不足。

3.2设备成本过高

盾构机虽然性能优越，但是本身的科技含量与生产成本较高，加之目前我国盾构机生产能力不够，施工中所使用的相关设备基本为外国进口设备，且这种设备需要根据施工的情况与要求进行定制，很难实现设备的重复利用，这就导致设备的成本常年来居高不下，成为制约新技术在我国推广的重要阻碍。如何降低施工成本是想要推广盾构机技术必须着重考虑的关键问题。

3.3设备性能有待提升

现代城市轨道工程往往涉及长距离施工，在长距离的轨道工程中使用盾构技术能够让施工效率大大提升，同时让施工的水平得到改善，但是由于目前设备的耐磨性能不足，所以在长距离的使用过程中往往会出现一定的问题，解决长距离施工中磨损问题对于该施工方法的优化十分关键。

3.4设备使用、维修、养护能力有待提升

能否对盾构机实行科学的维修与养护工作决定着设备在施工的进程中是否能够保持性能的稳定。由于设备本身造价较高，所以解决设备出现的故障延长使用寿命就是提升设备价值的关键，但是我国对于盾构机的维修技术属于较为落后的境界，我们在后续的工作过程中必须让我国施工部分掌握设备的维修、使用、保养技术。另外，由于设备需要在不同的施工项目之间进行一系列的调整，才能使设备的利用率有所提升，所以加强对于同一设备的改造能力也是施工中的关键。

4.为盾构技术打破发展桎梏的方法

好的技术往往不是一蹴而就的，对盾构技术进行不断的优化与改进能够实现其施工优势的保持与缺点的弥补，针对我国技术落后，盾构机设备不能够实现国产的现状而言，我们的发展工作必须尽快找对方向，并做出更多地工作[3]。

4.1致力于盾构机的国产工作

盾构机对于城市轨道施工工作而言有着十分重要的提升作用，采用新的技术既能够实现施工的质量又能够让施工的不良影响降到最低，是我国现实交通发展状况紧缺的关键技术。但是，我国目前难以实现相关设备的国产，这就导致设备的成本居高不下，给相关的推广使用工作带来很大的困难[4]。加强对于盾构机的研发工作对于我们的工作而言有着十分重要的意义，掌握核心技术有利于我们根据自身需求更好的改造设备。

4.2降低轨道施工成本

盾构机是一种成本高昂的施工设备，除设备国产可以降低成本之外，加强对于设备的改造能力、开发具有多功能的设备也是解决问题的重要方法。通过改造能力的提升就能够让设备在不同的施工过程中实现重复利用[5]。

4.3优化设备性能

盾构机在长期的施工条件之下很容易就会出现严重的磨损问题，导致使用年限的缩短，我们在对于设备的研究与优化过程中应该更注重对于磨损问题的解决，让使用年限得到显著的延长[6]。

5.结束语

城市轨道施工工作时城市交通功能优化的重要出发点，只有不断提升轨道施工能力，在能够满足城市发展对于交通业快速进步的要求，所以我们在施工的过程应该着力新技术的引进与使用。盾构技术就是能够现实轨道修建技术快速进步的重点技术，但是其本身也存在成本高、不具通用性等多种劣势，我们在开发与使用的过程中必须对这些问题进行深入的解决，从而实现技术的优化与大范围推广。

参考文献：

[1]朱伟，陈仁俊.盾构隧道施工技术现状及展望.岩土工程界，2016，4（11）：19～21.

[2]王建宇.关于我国隧道工程的技术进步.中国铁道科学，2016，22（1）：72～78.

[3]龚玉锋，丁旭柳，李进平.盾构法施工过程中技术问题的分析研究.水利水电快报，2016，21（9）：23～25.

[4]蒋洪胜，侯学渊.盾构掘进对隧道周围土层扰动的理论与实测分析.岩石力学与工程学报，2017，22（9）：1514～1520.

[5]洪开荣.关于地铁盾构隧道几个问题的探讨[J].隧道建设，2016（1）.

[6]朱科峰.盾构法隧道施工技术简介[J].人民珠江，2017（5）.