探讨地铁施工中盾构法施工技术

探讨地铁施工中盾构法施工技术

刘宏鹏

中水电四局武汉轨道交通工程有限公司，武汉， 430000

摘要：由于地铁的客运量大、准点率高，在现代城市交通中发挥着重要作用，极大地方便了人们的出行，提高了人们的生活水平。随着土地资源的日益紧缺，地铁隧道的建设空间逐渐缩小，并逐渐向大纵深方向发展。此外，施工过程中存在诸多交叉问题，使得地铁隧道施工难度加大。盾构法的应用可以有效缓解上述问题，既能有效保证施工过程中的安全，又能保证施工质量。

关键词：地铁施工；盾构法；施工技术

前言：随着我国城市现代化的不断推进，城市地铁的发展已经成为城市建设中不可或缺的重要组成部分。但由于城市空间的限制，大部分地铁工程都在地下，因此对施工过程的技术要求较高。作为地铁工程的关键部分，隧道施工一般采用技术相对成熟的盾构法进行。随着地铁工程的不断发展，盾构法在我国地铁隧道建设中得到了广泛的应用。

1.地铁盾构施工

盾构法是地下开挖施工中的一种全机械化施工方法。它是一种机械化施工方法，将盾构机械推入地下，围岩由盾构壳体和管片支撑，防止坍塌进入隧道，同时在开挖面前方用切割装置开挖土壤，由开挖机械运出隧道，由千斤顶在后方推入，预制混凝土管片拼装形成隧道结构。盾构既是一种施工设备，又是一种强大的临时支撑结构。盾构机外观为大型钢管机，略大于隧道部分。它设计用于抵抗向外的水压和地层压力。它由前盾、中盾、盾尾三部分组成。大多数盾体形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形、箱形等形式。

2.盾构施工技术的优势

由于盾构设备技术全面，在正式施工过程中，可以快速、高效、不间断地完成开挖、支护作业、排土和衬砌施工。与其他施工设备相比，盾构机的施工效率非常突出。盾构施工技术应用于工程的地下开挖阶段，无论地面以上的交通条件、季节因素、流水线路，都不会影响地下开挖的效果。相关技术研究人员在这方面进行了多年的探索，做了大量的实验，使得目前的施工技术成熟，技术水平高，现阶段工程的质量和安全可以得到充分的保证。采用盾构法施工时，不需要占用很大的施工面积，只需要竖井需要部分场地，而拆除部分和地下水位调整作业则不需要占用场地。施工过程中，采用盾构法施工不会产生振动和较大的施工噪声，不会对周边商业环境或居民生活区造成不利影响。可见，盾构法适用于各种施工环境，对于地质含水量高、地质松软的施工区域，盾构法更容易发挥自身的施工优势，是其他施工工艺无法替代的。

3.地铁盾构施工技术要点

3.1提前准备

施工前，应做好周密的准备。首先，根据项目实际情况，科学安排施工现场。为了更方便地出土和吊装管片，需要合理优化管片堆场、集土坑和管片引道，科学设计集土坑和管片堆场的面积，合理布置生活办公空间和搅拌站。市政工程具有一定的特殊性，因此在施工前要积极准备相应的申报材料，办理特殊工种证件，科学规划主要材料的进场路线和出土路线。测量部门需要及时进行桩点复测和洞口放样，并将测量结果及时上报业主和监理部门。确定退出方案时，需要充分考虑退出后线段的偏移。根据国家标准要求，主要材料应严格复试检验，工程设备应严格审核。此外，还要科学摸清隧道施工影响范围内各种地下管线的位置、埋深、管径等要素，对各种建筑物进行检查。

3.2地铁盾构机进出洞施工技术

施工企业应从以下两个方面入手：一是由于地铁工程中盾构机进出施工过程往往比较复杂，为避免轴线误差大，延误工期，增加成本投入，施工企业应根据地铁工程前期的地质勘察资料，设计一条盾构机施工路线，然后组织相关技术人员和专家进行复核，确保路线的科学合理性。其次，在确定施工路线后，企业还应根据地铁工程的实际地质环境进行充分审查，以确认盾构机是否具备进出隧道的条件。当某段地铁工程地质环境不能满足进出隧道条件时，企业应根据该段地质情况采取另一种施工方法，以保证盾构机进出隧道的顺利施工。最后，盾构机进入隧道时，企业要保证及时从始发基地的导轨推进，让设备盾壳完全切入隧道洞口，以减少土壤的暴露时间。

3.3衬砌

盾构隧道衬砌主要包括装配式衬砌和格构式混凝土衬砌。衬砌类型分为单层衬砌和双层衬砌。箱形、中子形和扁平形通常用作衬里横截面。扁节段应用广泛，预制节段有两种，一种由四个标准件、两个相邻节段和一个封顶节段组成；另一个由三个标准零件、两个相邻的管段和一个带帽管段组成。环宽一般为1200 ~ 1500 mm，管片强度应满足设计要求，衬环安装形式分为错缝和通缝。衬砌防水措施分为管片自防水和管片接缝防水。管片的自防水取决于混凝土的抗渗性和管片生产的精度。管片接头防水主要包括螺栓孔防水、嵌缝防水和垫片防水。盾构机掘进一节段后可进行管片衬砌，管片由货车送至安装站，再由衬砌台车送至安装位置。一轮管片安装后，可进行后续开挖。隧道工程就是在这种连续循环中建成的。

3.4盾构施工中盾尾漏浆

盾尾漏浆的原因包括：(1)盾尾刷与盾尾润滑脂分离，导致盾尾刷未得到有效保护，影响其工作性能；(2)盾尾脂注入质量差；(3)管片拼装作业完成后，缺乏对油脂的有效处理，将潜在地威胁盾尾的应用。同时施工中注浆压力过高，盾尾刷工作性能下降，也会造成漏浆。为解决盾尾漏浆问题，可采取的措施包括：(1)选择可靠的油脂和油脂泵，有效保护盾尾刷；(2)严格控制盾尾脂的注入工艺，确保注入量合理有效；(3)根据现场作业情况，调整盾尾喷油量。同时，应有效控制注浆量、压力和盾尾间隙。

3.5地铁盾构掘进阶段施工技术

地铁工程盾构掘进阶段主要包括试掘进和正式掘进。首先，在盾构掘进过程中，施工人员需要充分结合施工方案要求和工艺特点，启动盾构机进行试掘进，并在设备安全出洞后进行掘进前100环数据分析，最终确定符合地铁工程实际土层的最佳施工参数。其次，在确定了盾构施工的最佳施工参数后，施工人员应据此调整盾构机的参数，然后才能正式开始掘进作业。首先，在盾构掘进过程中，施工人员除了时刻保证正确的姿态外，还需要利用计算机控制系统科学合理地控制盾构刀盘的转速、设备掘进的方向和速度等。同时，在盾构掘进过程中，施工人员要密切关注设备运行情况，监测土壤环境。一旦发现异常，应根据情况立即采取相应的处理措施，以保证盾构掘进的顺利进行。

3.6盾构穿越淤泥层施工技术

要知道盾构机虽然具有很强的环境适应性，但也与地质条件密切相关。盾构机在淤泥质粘土等软土地层中能充分发挥其最大作用，但在粉砂地层中作业效果不佳。在这种地质环境下，必须有更好的施工工艺来应对盾构机的作业。正常情况下，土体液化和开挖口喷砂是盾构穿越淤泥层的两大难点。为了避免这两种情况，改善前土的流动性和水密性是最重要的因素。详细的方法有两个方面。一是可以在一定限度内增加土仓的压力，保证土不会发生液化；其次，土仓中可以合理添加泥浆，可以有效避免喷砂，提高土壤的流动性。

结论：综上所述，城市地铁盾构施工方法是目前最安全的地铁施工技术。随着地铁施工企业的不断发展和施工机械的不断完善，加上先进的工程测量、定位和控制技术的广泛应用，相信地铁盾构施工技术在我国的应用能够有效促进地铁施工质量和效率的全面提升，从而在地铁工程建设过程中发挥其积极作用。

参考文献

1. 王继山.地铁盾构施工技术改进的方法研讨[J].中国建材科技.2016（06）.

2. 王助锋，陈馈.地铁盾构支洞步进技术[J].隧道建设.2011（05） 

3. 傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工［J］.科技资讯，2016（18）：72-73.