盾构法施工技术在地铁施工建设中的运用

李瀚林

摘要：随着我国城市轨道交通建设的发展，各地大力兴建地铁，使我国地铁施工技术不断发展和提高。为适应这一实际条件，安全、快速、高质量的盾构新技术应运而生，现已成为我国城市地铁隧道的主要施工方法。本文分析了地铁盾构法施工的技术原理及优势，并详细阐述了盾构法施工技术在地铁施工建设中的运用要点。

关键词：盾构法；地铁施工；始发；掘进；衬砌

一、地铁盾构法施工的技术原理及优势

（一）技术原理

盾构施工技术是指使用盾构机，在盾构钢壳之内保持开挖面稳定的同时，安全向前掘进、出渣，在尾部拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆以使围岩基础稳定，用千斤顶顶住已拼装好的衬砌并利用其反力推动盾构前进的方法。

盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘包括排土、衬砌包括壁后注浆三大要素组成。开挖面的稳定根据土质及地下水等情况的不同而有不同的处理方法，主要有开挖面的自然稳定即敞口放坡、机械式支撑稳定、压缩空气支撑稳定、泥水式支撑稳定以及土压平衡式支撑稳定等。

盾构机的“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾型钢壳；“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。

（二）技术优势

区别于其他的地铁隧道施工技术，盾构法施工新技术具有以下的特点：

1、对城市地面建筑物和周围环境影响小。除了在盾构竖井或基坑处需要一定的施工场地外，地铁隧道沿线不需要施工场地，施工无噪音、无振动公害，对地面交通基本无干扰。适用于埋深较大、不宜明挖的松散地层。

2、施工精度要求高。管片的制作精度几乎相当于机械制造的程度，误差范围要求控制在0.5mm以内；盾构前进过程中要求严格控制对隧道轴线的偏差。

3、盾构施工过程有单行前进、不可后退的强制性，具有较大的风险。盾构施工开始便无法后退，一旦盾构本身出现致命故障，则可能产生灾难性的后果；所以，盾构施工的前期准备工作非常重要。

4、盾构机是适合于某一特定区间的专用设备，如需根据施工隧道的断面大小、埋深、地质条件等进行设计、制造或者改造。

二、盾构法施工技术在地铁施工建设中的运用要点

（一）盾构掘进的施工准备

1、盾构机选型

盾构机的类型选择对保证工程施工质量、加快施工效率尤为重要，因此需要根据实际工程的地质、水文地质条件、施工环境、工期、机器寿命和经济性等因素进行综合平衡后确定，并保证盾构机开挖尺寸满足地铁隧道设计断面的尺寸要求，而且其开挖功能适用于整条路线的地质条件，从而最大限度地提高工程施工的安全性、可靠性和经济性。

2、端头加固和盾构机调试

在盾构机掘进施工前，需做好始发及到达端头的加固和盾构机的调试工作。由于我国许多城市地铁建设工程均处在土体自稳能力较差地段，特别是线路经过透水性强的松散砂土和含水粘土时必须对盾构始发及到达端头采用注浆、旋喷、深层搅拌、井点降水、冻结法等多种方法进行加固处理，并对加固土体的范围、强度、透水性及均质性进行检查，确保加固后土体的自立性、防水性和强度符合工程施工要求。盾構机下井前，需要对主拼装区场地面的基础进行加固，并进行混凝土硬化处理，确保主拼装区场地能够承受盾构机的荷载重量。为确保盾构在

洞内的移动安全，盾构托架必须具有足够的刚度和强度，保证盾构推进方向。

（二）盾构的始发

以上准备工作完毕后，盾构即可始发，将推进油缸顶在反力装置上，启动切削刀盘和推进油缸即可进行掘削推进，推进油缸推进到一个行程，收回推进油缸，在推进油缸与反力装置间加垫临时支撑垫（负环管片），即可进行推进。在盾构刀盘切人土体前，为防止正面土体突然被切削而过量流失引起工作面坍塌，应通过螺旋输送器倒转方式向土压舱内加注粘土，至满舱后才起动刀盘切削土体和出土。盾体进人隧道后，进行管片安装和后部辅助设备平车的拼接，推进油缸顶在管片上继续推进，这样，推进一节，拼接一节，直至盾构设备完全进入隧道。

（三）盾构初始掘进

盾构开始掘进的45m称为初始掘进段。掘进完成90米后开始拆除负环管片，通过初始掘进段拟达到以下目的：

1、用最短的时间对盾构机进行调试。

2、了解和认识该工程的地质条件，掌握该地质条件下盾构的施工方法。

3、收集、整理、分析及归纳总结各地层的掘进参数，制定正常掘进各地层操作规程，推力、推进速度和排泥量三者的相互关系，实现快速、连续、高效的正常掘进。

4、熟悉管片拼装的操作工序，提高拼装质量，加快施工进度。

5、通过该段施工，加强对地面变形情况的监测分析，反映盾构机出洞时以

参考文献：

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