地铁施工中盾构法应用技术分析

地铁施工中盾构法应用技术分析

高剑波

高剑波

中国水利水电第七工程局有限公司611130

摘要：城市在不断发展过程中，交通压力越来越大，为了改善交通压力城市轨道建设得到了大力发展，在城市中地铁工程在不断的建设。在进行地铁工程施工的时候，如何保证安全、快速和高质量成为了对施工技术的要求，盾构法是最安全、最快速、最环保、最省力的隧道挖掘方法，在地铁施工中最常用的一种方式，文中主要探讨盾构法应用于地铁施工中的相关问题。

关键词：地铁施工；盾构法；存在问题

引言：

地铁对于一个城市的健康发展有着积极的促进作用，能够有效的分流城市密集人群，解决人们出行问题，还能缓解交通拥堵，在人们生活中有着重要的地位。但是在人们出行的时候，很少有人会想到地铁的施工，其实作为地下轨道交通建设，地铁建设难度相当大，对于环境、地质、技术要求特别高。虽然盾构施工法是普遍应用的技术，但是因为环境地质差别，还有不同的施工要求。同时，这种方法也存在一定缺陷。

1地铁工程盾构施工技术的施工原理

盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。

2盾构法施工特点

盾构法施工技术是一种新型的施工方法，在使用的时候是不同于传统的地铁隧道施工技术的，在应用的时候主要的施工特点表现在以下几个方面。在施工中，盾构法对城市地面建筑和周围的环境影响非常小，同时在施工的时候，地铁隧道沿线是不需要进行施工现场布置的，而且施工中噪音是非常小的，施工过程中也不会出现振动情况，对地面交通环境影响非常小。地铁施工对施工精度要求是非常高的，这样就使得施工技术方法要保证施工的精度，盾构法在应用的时候在管片制作方面精度是可以得到保证的，同时在误差方面也是能够进行很好的控制的。盾构法在施工中进行应用，是有一定要求的，在施工中，盾构施工只是可以进行单行的前进，不可以进行后退，如果在施工中出现强制后退的情况，就会导致盾构出现严重的故障，这样在施工中就会出现非常严重的施工后果，因此，在施工中，一定要做好施工准备工作，避免在施工中出现不当操作，影响整个施工工程。盾构机在使用的时候是应用在某个特定区间的专用设备，如果在施工中隧道的断面过大，就要对盾构机进行改造，不然就要进行设计制造，这样才能更好的进行施工

3盾构法施工技术优势

假如地铁施工环境具有多种复杂的工程地质条件和水文地质条件，可以考虑使用盾构法。目前使用的盾构法可以适应很多种地质条件。不但可以修建断面较小的区间隧道，也可以修建大断面的车站隧道。并且这种方法施工速度快，对地面沉降也能做到有效控制。盾构法施工要求施工时间较长，运用这种方法的投资也很大。投资主要体现在盾构和辅助设备的制造与设计当中。在使用盾构法进行施工时，首先应认真勘察沿线的工程和水文地质条件，做到详细无误。这种方法比其他施工技术具有很多优势。假如地面交通拥挤，地面建筑物较多且高大，地下管线分布密集等，就要在施工中首先解决地面沉降问题，由于施工环境复杂，不宜运用明挖法。并且因为地下水分布的影响，四周岩层的稳定性差，遇到工期紧张的情况，运用矿山法显然不合适，使用盾构法应该是最好的选择，可以体现盾构法的经济合理性。

4地铁施工中常用盾构施工法存在的问题

盾构法施工技术，是一项综合运用机械技术和施工技术的建设技术，要求必须严格做到设备的选型，盾构选型合理与否，会直接影响到施工项目的成败，因此必须做到高度重视。盾构法施工的关键步骤就是盾构的选型，它会对盾构隧道的安全、质量、技术、成本造成直接影响，为了使盾构工程项目顺利完成，所以一定要注重盾构的选型。在盾构施工中常见的问题有以下及当面。

4.1地面沉降问题

在盾构施工中极易出现地面沉降或损失。由于开挖地面造成的剧烈影响，使得地面容易出现沉降问题，对施工及周围建筑物造成影响。

4.2在不稳定地层施工时由于地层的不稳定，极易出现事故，延缓施工进度

由于采取地铁盾构施工方式，隧道的刚度较小、整体性能偏低，因此近距离基坑施工过程中，由于盾构隧道的上方涉及到大量的卸载问题，可能引起盾构隧道的上浮或者坑底隆起问题，对盾构管片的变形造成破坏力。由于受到盾构隧道施工的影响，可能造成围护结构与基坑稳定性不相符，降低抗承压水的性能，将发生流沙、管涌问题，对盾构隧道的使用产生影响。

5确保运用盾构法进行地铁质量应当注意的几个问题

5.1盾构施工开挖前要做好地质勘探工作

一个城市的地质条件决定了地铁施工进展的方法，根据不同地质可以及时调整施工方式。在施工阶段常常会出现高地应力、断层、围岩大变形和软弱夹层等不可预见的劣质地段，这些就要施工中必须进行超前地质探测，以确保施工质量和安全。每天都要进行停机维护，可用多方向支撑液压钻机对掘进前方进行超前钻探，以发现可能影响掘进施工的异常情况或问题。如果盾构机日掘进速度大于20～30m，应用地质雷达，用这种方法进行有效的探测，做好下次进度的调整工作。

5.2设置正确的盾构参数，以确保始发掘进的稳定性

盾构机需要平稳工作，要对实际作用力进行测算，一定保持在合理范围内，不能超出参考系数。具体参数由地质测量而来，只有保持参数稳定，才能决定施工进程和质量。应以埋深、土质为根本依据，按照水土合算方法计算出理论土仓压力，同时制订恰当的土仓压力，形成土仓压力微调，以设定土仓内平衡的压值。确保盾构机掘进的平稳，保证标准参数设计，才能保证质量，防止意外发生。

5.3盾构设备进出洞施工要点

盾构机无论是进洞还是出洞，对盾构法施工来说都是相当重要的，在地铁施工中，进洞、出洞好坏事关工程整体完成的是不是顺利。首先要确定施工路线，不能出现过大的轴线误差，以免造成时间和资金上不必要浪费，盾构机进出洞施工工序复杂，只有设计准确，准备充分才能动工，利用一段时期仔细审查盾构设备，根据地质环境不同，看看设备是否具备进出洞的条件，如果不适合，则需要考虑更换或者改用其他方法施工，以确保在安全可靠前提下顺利实现进出洞。盾构设备从始发基座导轨上应及时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾壳体进入洞口，减少土体暴露时间过长。

5.4盾构法施工中避免管片上浮的措施

在施工中经常遇到管片上浮情况，这就需要深入了解施工地点的地质状况，精确的使用数据参数做好对照，用数据推进实际操作，并作为施工的最基本依据，同时拿出可靠办法，解决施工中具体问题，要求施工人员技术素质一定要过硬，技术熟练。在掘进施工中，要控制好方法、速度和推力，对盾构机作业加强控制，调整和优化千斤行程差，让千斤顶发挥作用，防止出现超出等问题，并尽量保证各组推进油缸推力适当，以免对管片施工产生不良影响；结合测量得到的最后结果，优化和调整盾构机参数及管片拼装数量和时间，只要认真耐心的做好各项细节工作，就会保证施工进程和质量，增加使用年限。

5.5盾构法施工中控制地面沉降的措施

注浆时间、剂量、压力要掌握好时间和用量，特别是对浆液配比要严密按照标准执行，确保注浆效果。采取多次压浆方法，是避免施工中地表发生沉降的最好办法；正面支撑并辅以合理气压值，也能避免土体坍塌；控制好开挖面出土量，不能多挖掘和少挖掘，并控制好局部超挖情况，只有这样才能保证不坍塌。

6结束语

盾构施工技术是目前地铁隧道施工应用最为普遍的施工技术。随着我国地铁建设事业的逐步推进，盾构施工技术势必发挥出更大的积极作用。技术人员要注意加强盾构施工技术的深入研究。在进行盾构施工时，要注意观察各项参数和周围环境的变化，结合以往的实践经验，及时排除异常情况，将施工参数始终控制在工程运行范围内，确保工程质量和施工安全

参考文献：

[1]黄炜.地铁盾构法施工新技术浅析[J].中外建筑，2011.

[2]何阳.地铁隧道盾构法施工模拟分析[D].南昌大学，2011.