论盾构法施工的技术要点

周全

【摘要】本文在调阅了大量文献的基础上，对地铁施工中常见的盾构方法进行了研究。从始发和到达、掘进 、衬砌、压注等方面总结了诸多优势，由于其具有场地作业少，隐蔽性好，因噪音和震动引起的环境影响小；隧道施工的技术难度和费用完全不受覆土深度的影响，适用于覆土深的隧道施工；穿越河底或者海底时，施工不影响航道的正常通行，也不受天气的影响；穿越地面建筑群和地下管线群时，施工可以不影响周围环境；自动化程度高，劳动强度低，速度较快的特点，今后必将更多的应用于工程建设的各个领域。

【关键字】盾构 始发 掘进 技术

1、引言

盾构法（1）是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。其施工示意图如下：

2、盾构机的始发和到达

盾构机的始发（2）是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备，将盾构机从始发口进入地层，沿所定的线路方向掘进的一系列施工作。始发设备一般包括始发台、反力座、临时拼装管片。始发台根据盾构机设置的位置（高度、方向）和盾构机的重量、盾构机械组装作业的施工性等来确定少用工字钢和钢轨器材材料安装而成。反力座和临时拼装管片是根据管片的运进和出碴空间等来确定形状，注意要根据主体管片开始衬砌的位置来确定临时拼装管片和反力座的位置。始发施工作业步骤包括始发准备作业、拆除临时墙和掘进。盾构机的到达是指在稳定地层的同时，将盾构机沿所定路线推进到竖井边，然后从预先准备好的大开口处将盾构机拉进竖井内，或推进到到达墙的指定位置后停下等待的一系列作业。

3、盾构的掘进

盾构掘进（3）时必须根据围岩条件，保证工作面的稳定，适当地调整千斤顶的行程和推力，沿所定路线方向准确地进行掘进。掘进时应注意以下问题：（1）正确地使用千斤顶所需台数和重要的位置，使之产生推力按设计的线路方向行走，并能进行必要的纠偏；（2）不应使开挖面的稳定受到损害，一般是在开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度，也可为一环衬砌长度的几分之一，推进速度约为10～20mm/min。衬砌组装完毕后，应立即进行开挖或推进，尽量缩短开挖面的暴露时间；（3）不应使衬砌等后方结构受到损害，推进时应根据衬砌构件的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。为使每台千斤顶的推力不致过大，最好用全部千斤顶来产生所需推力。在曲线段、上下坡、修正蛇行等情况下，有时只能使用局部千斤顶，要尽量多增加千斤顶的使用台数。在当采用的推力可能损坏衬砌等后方结构物时，应对衬砌进行加固，或者采取一定的措施；（4）为使盾构能在计划路线上正确推进、预防偏移、偏转及俯仰现象的发生，盾构隧道施工前，应在地表进行中线及纵断面测量，以便建立施工所必须的基准点。

4、衬砌、压注

4.1衬砌

衬砌的施工是依照组装管片的顺序从下部开始逐次收回千斤顶。管片的环向接头一般均错缝拼装。组装前彻底清扫，防止产生错台存有杂物，管片间应互相密贴。注意对管片的保管、运输及在盾尾内进行的安装时，管片的临时放置问题，应防止变形及开裂的出现，防止翻转时损伤防水材料及管片端部。

4.2注浆

采用与围岩条件完全相适合的注浆材料及注浆方法，在盾构推进的同时或其后立即进行注浆，将衬砌背后的空隙全部填实，防止围岩松弛和下沉增加结构的整体性和抗震性。回填注浆除可以防止围岩松弛和下沉之外，还有防止衬砌漏水、漏气，保持衬砌环早期稳定的作用，故必须尽快进行注浆，而且应将空隙全部填实。为填充衬砌背后的空隙，还有与注浆材料相类似的扩大衬砌直径、在衬砌背后安装浆袋、向浆袋中注浆的方法。 注浆可在一边推进盾构一边进行，也可在盾构推进终了后迅速进行。 一般是从通过设在管片上的注浆孔进行。作为特殊方法，也有通过在盾构上的注浆孔同时注浆的方法。 示意图如下：

4.3 防水

由于盾構隧道多修建在地下水位以下，故须进行衬砌接头的防水施工，以承受地下水压。隧道内的漏水，使隧道竣工后的功能及维修管理方面出现许多问题，所以必须注意。根据隧道的使用目的，选取适合于作业环境的方法进行防水施工。

结 语

采用盾构掘进隧道是暗挖隧道施工的一种先进方法，其优点是①安全开挖和衬砌，掘进速度快；②盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。③不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；④穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；⑤在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。

参考文献

[1]魏纲.盾构隧道施工引起的土体损失率取值及分布研究[J]. 岩土工程学报. 2010（09）

[2]袁大军，尹凡，王华伟，黄清飞，肖衡. 超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2009（10）

[3]肖龙鸽，王超峰，赵运臣. 大直径泥水盾构施工引起的地表沉降分析和对策[J]. 现代隧道技术. 2008（05）