地铁施工中盾构法应用技术探析徐朝辉

地铁施工中盾构法应用技术探析徐朝辉

徐朝辉

兰州市轨道交通有限公司甘肃兰州730000

摘要：在进行地铁施工时首先应了解施工的地质环境，然后采取相应的施工方案，为地铁工程的顺利开展提供保障。当前，盾构法技术正在趋于成熟化发展，将来必然会被广泛应用到地铁施工中，提高地铁的建设质量，从而提高人们出行的安全性和高效性。

关键词：地铁施工；盾构法；应用

引言

盾构法是在地铁建设过程中应用最为广泛的技术，其十分明显的优点是具有工作环境相对传统施工好、安全性高，及技术可靠、施工的进度快、产生更少土方、更高程度的机械化、施工过程中的成本低。因此，研究地铁施工中盾构法应用技术具有重要的现实意义。

1盾构法施工概述

城镇化的发展背景下，地铁成为缓解交通压力的重要交通工具，它具有快捷、守时、高效、环保的特点，是缓解地上交通拥堵的必备工具之一。地铁施工过程中，盾构法是必不可少的一项技术，具有很大的优势，对周围环境影响小，适应性强，可调整性强等。盾构法施工，是在地下空间进行暗挖建造隧道的一种施工方法，施工中，使用盾构机进行地下土体的开挖、支护，并进行隧道衬砌的拼装。在盾构施工中，掘进一环，拼装一环，如此循环操作，直到完成整个隧道的施工。遇到地面情况复杂，地下管线密集，同时对地面沉降要求较高的地段，不适合使用明挖法，另外，地下水丰富、围岩稳定性差，或者隧道长、工期紧，这些情况下，盾构法都是非常适合的。

2在地铁施工中应用盾构法的流程

某地铁工程线路全长约3.017km。区间段含盾构隧道、1个风井、3处联络通道（其中1处与风井合建）、明挖段、U型槽等土建工程，区间起点里程为YDK40+964.226，终点里程为YDK43+490.559，区间累计全长2526.333m。

从人、机、料、法、环各方面开始进行相关筹备工作，同时开展地质补钻、建筑物调查与保护等工作，并配合进行征地拆迁等前期工作。在移交施工场地后，立即进行施工围蔽及交通疏解工作，并做好水电接入及场地三通一平。盾构管片在始发节点前三个月进行试生产，盾构机台车通过联络通道30环后开始进行3个联络通道施工。隧道贯通后进行洞门施工及相关的封堵和清理工作。

此段隧道盾构机掘进左右线各需出洞2次，进洞2次，盾构进出洞是盾构施工中技术难度大，施工过程较为复杂，如若处理不当，容易塌陷或洞外损失土体，甚至使盾构失控。为了保证隧道进出洞的安全，需要在盾构始发、到达口处设置密封圈或浇注洞口混凝土，同时在软弱地层施工时，进出洞端头需要加固。端头加固方法一般有冻结法、深层搅拌加固法、旋喷桩加固法以及袖阀管注浆加固法等。

本区段主要掘进地层为全风化、强风化以及花岗岩残积土层、砂质黏性土。砂土强度相对较软，轻度风化的花岗岩强度高，盾构可能产生大量本地软硬面，工作面部软硬质地不均匀，容易形成过多开挖导致的破裂地面沉降，因此为了达到控制盾构机姿态的目的，以下几点应充分考虑：（1）隧道施工速度可以适当减慢，使盾构切割机能切割前驱动的硬岩；（2）盾构铰接千斤顶需要合理地加以使用，想要盾构隧道过程中的轴控制能力提高可以被提高；可以通过改变切割机倾斜角度，以达到加强下层硬岩层的切割的目的（3）调整盾构机的推力千斤顶的面积油压，适当增大该区域的千斤顶的油压，以控制千斤顶的作用点，并控制护罩的轴位置隧道斜坡；（4）加强盾构机的维护，提高设备的可用性和利用率；（5）严格控制挖掘出土量，精细控制挖掘量，减少地面沉降或隆起；（6）保持泡沫管畅通。如果发现了发泡管堵塞，必须立即采取疏通泥饼的措施。

盾构机在弯曲部分的施工主要控制机器的驱动姿态，驱动参数，预安装管片，灌浆时间和灌浆效果，同步灌浆后段管片，其技术要求如下：（1）中间铰链盾构机组是为转弯提高了机器的灵敏度而设置的，当刀头进入切点的曲线时，首先由中间铰链圆筒镗刀小推力，改变方向，盾构机成为双折线，以促进挖掘，以提高车削的敏感度。（2）刀具角度参数不断前进，转向协调进步过程，防止锋利转弯。（3）充分利用激光引导系统段预组装功能，正确选择节环（标准环，左右万环弯环），管环反过来减少尾部电阻，还要保证支撑面并且隧道轴推力推力缸垂直于推力缸调整以增加和减小推力，并使曲线段上管片的稳定。（4）曲线行驶时，驱动强力推力，管片分段承受力向外弧方向，在管后浆中凝固前受力，该力通过连接螺栓，半径越小，力越大，力强越大越均匀，这一均匀应力造成螺栓损坏，环网错误台湾超差。因此，当行驶时，浆料在适当的短背曲线中的凝固时间，减少驾驶推力和不采用急转弯行驶措施是非常重要的技术措施。（5）从上述几点可以看出，曲线段上开挖最重要的是控制行车掘进方向方向。（6）为了提高管片节段承受剪切力的能力，盾尾的同步灌浆必须及时充分，以避免空隙的存在。（7）在斜坡施工中的垂直曲线，除了利用良好的技术要点施工平面曲线外，还采用大坡道下坡驾驶的隧道技术措施来防止盾构的抬起。上坡是相反的由于垂直曲线的半径大，当组装时，大约3mm的粘合垫可以胶合在底部的外弧侧，以增加下管片段的外弧间隔，以满足垂直曲线的要求。垫圈不应该足够厚，以确保周长误差在允许的范围内。当斜率大时，可以将其连接到每个环的下段，坡度小时，也可以仅是间隔贴垫。

3地铁盾构法施工技术的优化策略

3.1盾构衬砌管片拼装成型质量控制

盾构衬板管片段的成型质量主要包括组装是否断裂，错误的茬，错误的表和椭圆度，轴的仰角等。一般情况下，很容易做到要保证衬板的成型质量，但是在设计后轴偏离盾构或盾构（小半径曲线半径小于盾构设计的转弯半径）曲线构造时，一些管片段成型质量控制比较困难。大量的施工经验在我们过去的施工过程中得到了积累。首先，良好的盾构隧道轴精度控制是提高分段成形质量的先决条件，通过内置的每米测量装置的实时监测和测量人员的实时监控，可以更好地促进改进方向该管片的成型质量打好基础。另外为了提高装配作业水平，加强责任感，清理后的每一米行驶时间，及时测量节段盾和管片相对于盾牌左右前后，观察到上一个管片环的状态，挖掘后，看是否有问题，错误，错台、茬碎片等采取相应的措施。我们通常采取的措施是将力传递衬垫或者衬板段侧面的弯曲段粘贴到挖掘方向，以便改变管片段的应力条件和管片段的前进多余量。组装时，管片连接螺栓全部拧紧，防止盾构机进行隧道时管片段的变形和变形，并将连接螺栓拧紧数十米（一般为40〜50m）盾牌机。我们注意到，有时组装时管片段不会出现断裂，但在开挖过程中已经破损，一方面是装配原因，不是粘贴转移衬板；另一方面是千斤顶由于组装不当而导致的选择，人员和操作人员在组装盾构机后随时与观察部分紧密接触，以防千斤顶异常变化。除了确保管片节段椭圆度外，我们采用带有偏心装置的盾构机设备，经过偏心圆圈组装后，连接螺丝后立即进行。

3.2防止泥饼形成的措施

（1）由隔板室、中心圆饼和环围组成的刀盘和后室密封挡板仍不转动，设置搅拌棒。在驾驶时，切割器与挡板之间的相对运动，搅拌棒可以充分混合废物，从而减少了仓内泥饼的产生。（2）在泡沫注塑板中，注射发泡剂或聚合物或膨润土或混合二，三种，在粘土手工工具清洗膏中，降低工具温度，并可提高垃圾的性能，增加废物的塑性和流动性，防止形成泥饼，堵塞地球和螺旋输送机。（3）通过使用刀头的正负旋转来减少饼的形成。（4）避免长期封闭腔室应充满，用膨润土粘土或砂代替部分密封腔填料（由密度指数控制）。

结束语

盾构法是近年来我国地铁施工中新兴的一种技术，在应用过程中还应对其性能不断改进，使其充分发挥技术优势，提高地铁的建设质量。盾构法代替了传统的挖掘方式，尤其在平原地区应用盾构法可以有效提高工作效率和安全性能。基于此，本文对盾构法进行了深入分析，以期使盾构法在地铁建设中得到有效应用，切实提高地铁施工质量。

参考文献：

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[4]代腾龙.地铁施工盾构法的施工技术探究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（33）：202.

作者简介：

徐朝辉（出生年份1983.1-），男，高级工程师，研究方向：盾构施工技术。