浅谈地铁工程土压平衡式盾构施工技术要点

浅谈地铁工程土压平衡式盾构施工技术要点

苗壮

中交一航局第三工程有限公司 116083

[摘要]盾构技术在地铁工程建设中具有十分重要的作用，不仅可以提高地铁建设速度，还可以确保在施工中不会对周围环境和建筑物造成不必要的影响。但是在实际的施工中，需要根据现场的施工情况对不同的盾构技术进行科学的使用，这样才能将盾构技术的作用充分发挥出来，如在地铁工程中经常使用的技术就是土压平衡式盾构施工技术。对此本文重点分析了地铁工程土压平衡式盾构施工技术的相关要点。

[关键词]土压平衡式盾构施工技术；地铁工程；技术要点

引言

在我国快速发展的背景下，国家对轨道交通工程越来越重视，鼓励中大型城市建立自己的地铁工程，不仅可以降低地面交通压力，还可以方便人们的出行，使人们在生活中可以获得更多的幸福感。虽然现阶段的轨道交通工程，可以给人们的出行提供极大的便利，但是其在建设的过程中对施工单位的盾构技术有着较高的要求，在进行地铁施工中最常见的施工技术就是土压平衡式盾构施工技术，这一技术可以轻松应对各种复杂和不良的地质条件，确保地铁工程保质保量的顺利完成。

一、土压平衡盾构技术概述

目前多数地铁工程，在施工中都会用到盾构技术，这一技术不仅仅可以提高工程施工效率，还可以确保整个施工中不会发生安全隐患，使相关工作人员可以在一个较好的环境中进行施工作业。盾构的结构非常复杂，在实际的施工中需要多种不同设备进行配合才能完成工作，在这个过程中最重要的设备就是开挖及衬砌管片，在满足施工要求的情况下，衬砌管片能够在盾构中任意的组合、拼装和排列。目前在地铁工程施工中应用最广泛的就是土压平衡式盾构施工技术，具体施工步骤如下：首先现场人员要找到符合标准的盾构施工技术；其次在施工开始前要做好充足的准备工作，对设备的运行状态进行认真检查，确保设备不带病工作，相关拼装工艺和流程要符合作业标准；再者在施工中要随时对设备的运动状态认真观察，一旦发现设备出现不正常工作的状态要马上停止施工作业；在施工结束后，要对整个施工过程进行总结，对施工中的优缺点进行详细的记录，避免在日后的施工中出现安全隐患和问题。

二、地铁工程中土压平衡式盾构施工技术的应用要点

1.盾构机械设备的合理选型

在地铁工程中使用土压平衡式盾构施工技术时，需要根据施工现场的实际情况进行选型，这样才能确保相关设备符合工程现场的实际施工需求，技术人员在实际的选型中要注意以下几点问题：首先，盾构机的挖掘尺寸要符合相关施工标准和要求。其次，盾构机开挖功能需要迎合施工现场的地质情况，在实际的施工中要避免现场土质出现塌陷和下沉的情况，确保现场人员的绝对安全。再次，所选择的盾构机相关参数必须要符合施工现场的相关要求和标准，所有参数必须要经过准确的计算才能确定。最后，盾构机要有合理的使用寿命，在实际的施工中要避免出现使用寿命不足的情况。

2.端头加固处理技术的运用

当盾构机快到达施工尽头时，尽头的土石很容易出现松动的情况，对此相关人员就要对其进行适当加固，避免盾构设备在完成作业后出现井内塌陷的问题对周围环境和建筑造成影响。目前，最常见的加固方法有注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水等，在实际的施工中可以根据施工现场的情况选择不同的加固方法。但是无论应用何种加固方法，都要确保加固后的土体具有较强的自立性、防水性和强度，这样才能避免在施工结束后，隧道不会出现坍塌和泄漏的情况发生。

 3.运用科学合理的盾构掘进技术

盾构掘进施工环节，应根据工程的需要采取科学合理的盾构初始掘进作业方式，具体包含如下两种：（1）科学合理地应用化学注浆、高压喷射注浆等作业方式实施地层部分的开挖与加固施工，保证其开挖部位的地下水压力时刻保持平衡的状态，使盾构机可以直接插入稳定地层结构中；（2）在开挖面的位置进行挡土墙结构的施工，且需要及时进行开挖作业施工，从而避免在施工中产生土体结构崩溃等严重问题。利用以上两种施工作业方式可以使竖井挡土墙形成双层的稳定结构，还可以直接开挖形成另外一个竖井的结构，避免在开挖施工之后产生土体结构崩溃的问题。此外，水泥加固土墙的施工方式也较为常见，应用效果较好。一般来说，盾构掘进施工方式比较多，但是要选择符合工程实际需要的方式，以提升加固施工的效果。但是在地铁工程施工环节，由于岩石具备不稳定性特征，在工作面上经常会出现大量涌水。考虑涌水问题带来的不利影响，可以通过旋转土压平衡模式进行施工，控制作业面的土压及水压，使其处于平衡状态。需要注意的是，在盾构掘进模式的选择上，需要按照项目的变化情况进行选择，使地铁工程的土压得到有效控制，从而保证项目作业的安全与质量。

三、复杂地质条件下的施工技术要点

1.砂质、淤泥地质条件下的施工技术要点

地铁工程在施工中会遇到不同的地质环境，如砂质、淤泥地质等环境是很常见的，这类地质存在的最大问题就是整体稳固性、承载强度较差，针对这种情况，在进行盾构施工中需要注意以下问题：首先，要采取土压平衡式盾构施工技术，在施工中要对出土量进行科学的控制，这样可以确保土仓的压力不会发生较大的变化，避免在作业中出现沙土下沉等问题。其次，在施工作业中可以根据现场情况，使用一些技术手段和材料对周围沙土进行加固和改良，以此来防止涌水流沙及喷涌等问题的发生。最后，对相关技术进行针对性的优化，缩短浆液胶凝时间，这对提高施工安全性有着重要作用。

2.球状风化地层条件下的施工技术要点

球状风化地层会增加盾构施工的难度，一旦操作不当设备很容易发生损坏，因此在对球状风化地层进行施工时，需要注意以下问题：首先在施工开始前，要对施工现场的地质情况进行充分的了解，准确的掌握风化岩的分布情况，根据掌握的内容制定出科学的施工方案和操作流出。其次在施工中要不间断的观察盾构设备的工作状态，一旦发现问题和异常要马上停止作业，根据实际情况对施工方法进行调整和优化，如可回缩刀盘，更换专业刀具等。最后，在施工中如果发现无法继续施工的情况，可以采取人工处理的方式进行施工作业。

3.不均匀地质条件下的施工技术要点

在地铁施工中会遇到软硬不均的地质情况，在对这些地质中进行盾构施工，对整个机械设备和技术都有较高的要求，因此在平时的施工中需要注意以下问题：首先，在施工开始前要对地质情况进行全面的分析，掌握不同土质的分布情况，然后找到土质的受力点。其次，在用到土压平衡模式掘进时，要采取添加材料的方式来改善现场土质情况。最后，要根据土质的受力点进行施工作业，避免破坏土质的受力点，确保整个施工绝对安全。

4.断裂带地层条件下的施工技术要点

在断裂带地层中进行盾构施工作业很容易发生涌水事件，这一底层还会有很多大体积大岩块，如果不能对这些岩块进行有效的粉碎，就会造成输送机堵塞。一般情况下大块岩石都有较高的强度，这对给盾构设备造成很大的压力，所以在施工中需要注意以下问题：首先，盾构机要使用硬度较强的滚刀进行施工。其次，在施工中要控制好土仓压力，根据土仓的压力变化对参数进行针对性的调整，避免在作业中出现压力不均匀的情况。最后，技术人员要在隧道表面做好沉降监控工作，这样才能确保整个施工不会出现安全问题。

4. 结束语

综上所述，盾构技术在现代的地铁工程建设中具有非常重要的地位，因此作为地铁施工单位在施工中，可以使用土压平衡式盾构施工技术，这一技术的应用不但可以提高施工速度，还可以避免对周围建筑造成影响，这对推动我国地铁建筑行业的发展有着积极作用。

[参考文献]

[1]张成. 地铁工程土压平衡式盾构施工技术研究[D]. 西南交通大学，2017，（21）：21-21.

[2]丁振明, 廖秋林, 李从昀. 地铁工程土压平衡盾构施工风险分析[J]. 施工技术：下半月，2018，41(12)：4-4.

[3]周尚荣. 砂砾地层土压平衡盾构施工地表沉降分析与控制[D]. 中南大学, 2017，（21）：12-12.

作者简介：苗壮（1990.12--），男，汉，籍贯：山东省烟台市牟平区，职称：助理工程师，学历：本科，单位：中交一航局第三工程有限公司，研究方向：市政工程