地铁盾构法施工技术要点分析

张猛

(中铁十八局集团有限公司，天津 300222)

随着社会经济、科学技术的进步发展，我国交通事业也得到了良好的发展，各种交通设备为人们出行提供了极大的便利。但是，交通压力、城市用地压力的问题也越来越突出。因此，如何有效地利用地下空间缓解城市交通及用地压力，成为近年来基础设施建设的重要内容。地铁就是充分利用地下空间缓解城市交通压力的典型例子，而地铁建设环境比较特殊，绝大部分施工环境处于地下，施工极为复杂，盾构法为地铁建设十分重要的施工技术，大多数用于隧道地铁施工中。以下对地铁盾构施工技术要点进行阐述。

一、城市地铁隧道盾构法施工的特点

（一）安全性较高

盾构法的施工地点通常在地下，这使得整个施工过程受地面情况和季节因素的影响较小，可以随时随地安排施工。与其他城市建设工程施工容易受到地面交通、气候等外部因素的影响不同，城市地铁隧道工程采用盾构法施工可以避免这些外部因素的干扰，进而可以有效确保施工进度。

（二）工作效率较高

随着盾构法施工技术本身的进步，盾构法施工中应用到的各种施工机械的先进性也越来越高，这些机械设备的应用使得应用盾构法一次性就可以完成开挖、支护、出土、衬砌等工作，从而使施工速度得到了极大提高。

（三）产生危害较小

因为盾构法的施工地点主要在地下空间，而且距离地面还有一段不小的距离，所以对于城市地铁的隧道施工而言，采用盾构法施工几乎不会对地面建筑群造成影响，即使是需要穿越河底的一些工程，也不会对地面、水面交通带来任何影响，具有危害性低的优势。

（四）经济性更佳

我国的地域跨度较大，不同城市的地质条件可能存在一定的差异，而无论是哪种地质条件，盾构法施工技术都具有较好的适用性，是多种施工技术中性价比较高的一种城市隧道施工技术，值得在城市地铁施工作业中进行广泛推广和应用。

二、地铁施工盾构法的施工技术

（一）盾构出洞准备施工技术

在地铁盾构施工过程中，第一个环节便是盾构出洞。在该环节需要做好如下工作：第一，要做好盾构出洞前、后的各项准备工作，确保设备、材料、人员以及工艺技术均准确充分。并且要严格审查盾构出洞条件，保证能够在一个安全可靠的条件下完成盾构出洞。不仅如此，还需在盾构出洞前加固其周围土体，以保证周边建筑物以及地下管线不受影响。第二，做好盾构出洞基座设置工作。因为在出洞前，必须要准确把盾构放置在与设计轴向相符的始发基座上，并且全面准备工作就绪后，才能沿着设计轴向往地层内掘进施工。所以，能否对盾构机始发基座精准定位，会对盾构机始发姿态产生直接影响。第三，仔细验收盾构机和后配套设备。这两者是完成盾构施工的主要设备，然而因为工作井内空间较小，所以必须要将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，且在井下完成安装、调试以及试运转等工作。

（二）地铁盾构掘进阶段施工技术

地铁工程盾构掘进阶段主要包含试掘以及正式掘进这两方面：第一，盾构试掘中，施工人员需要充分结合施工方案要求及工艺特点开动盾构机进行试掘，并待设备安全出洞后分析其掘进前100环数据，从而最终确定出符合地铁工程土层实际的最佳施工参数。第二，在确定出盾构施工最佳施工参数后，施工人员就应基于此进行盾构机参数调整，之后便可正式开始掘进作业。首先，盾构机掘进过程中除了要时刻保证其姿态正确外，施工人员还需要根据施工参数利用计算机控制系统对盾构机刀盘转速、设备掘进方向以及速度等进行科学合理的控制。同时，在盾构机掘进过程中，施工人员还需密切注意设备运转情况以及做好土层环境监测，一旦发现异常，应立即根据情况采取相应的处理，从而保障盾构机掘进作业顺利开展。

（三）挖掘粉砂层阶段施工技术

地铁施工常受到城市地铁隧道线路周边地质条件的影响。对盾构法而言，粉质黏土类型的土层等软土地层是最为有利的环境，然而在实际作业过程中，还是会遇到穿越粉砂层的情况，这在很大程度上增加作业难度，因此必须要采用有效施工技术来确保该阶段施工得以顺利完成。通常主要是因为出土口喷砂以及土体液化的原因而导致施工难度提高，因此该阶段施工技术重点在于提高土体的止水性与流动性。通常可以采用往土舱内加泥或是增加土舱压力等方法来实现。

（四）地铁盾构机进出洞施工技术

施工企业应从以下两个方面着手做好地铁盾构机进出洞施工：首先，由于地铁工程盾构机进出洞施工工序往往较为复杂，为了避免产生轴线较大误差、延误进度以及增加成本投入，施工企业应当结合地铁工程前期地质勘测数据设计出一条盾构机施工路线，随后组织相关技术人员与专家进行审查，以此保证该路线的科学合理性。其次，确定好施工路线后，企业还应充分依据地铁工程所经区域地质环境实际进行审查，以此确认盾构机是否具备进出洞的条件，而当某段地铁工程地质环境无法达到盾构机进出洞条件时，企业应结合该段地质情况采用另外一种施工方法，从而保证盾构机进出洞施工顺利进行。最后，盾构机进洞施工中，企业要确保其从始发基座导轨上及时往前推进，并让设备盾壳体完全切入洞口中去，以此降低土体暴露时间。

三、地铁盾构施工应当注意的问题

（一）盾构施工开挖前要做好地质勘探工作

在地铁轨道建设中，经常会遇到某些地质环境恶劣的情况，如断层、土层薄弱等情况，这些都会给工程的进行带来影响，因此必须实现对要挖掘的现场进行勘测，确保工程的安全和顺利。及时对盾构机进行保养，为了确保盾构施工的顺利，可利用多方向支撑液压钻机预先对要施工场地进行勘测，及时掌握有效的施工信息，以便于及时做出相应的处理方案。当盾构每天的施工进度超出20～30m，要使用地质雷达，充分掌握施工现场的地质信息，以便于接下来的施工。

（二）设置正确的盾构参数，以确保始发掘进的稳定性

盾构的参数设定要根据具体的作用力进行测量和计算，一定要保证参数的合理和科学。因为盾构参数是盾构工程稳定和质量的保证，必须从实际出发和科学有效。其测量和计算依据是以埋深和土质信息为基础，再通过水土合算的方法得到理论土仓压力，以此为基础建立参数参考，完成土仓压力微调和盾构参数的设定。盾构参数是盾构施工顺利和施工安全的保证，必须予以重视和关注，以免因为参数问题而影响工程的建设和质量。

（三）盾构法施工中避免管片上浮的措施

管片上浮是工程建设中常见的的一种情况，相关的施工技术人员一定要对施工现场的地质进行仔细勘测，并配合施工参数的辅助指导，严格依据实际参数完成施工，当工程中出现问题时，技术人员要及时对其分析和解决，这就对技术人员的技术能力和专业素养的要求极高。在盾构向前掘进时，要做好相关的施工控制，如盾构的推进速度、推进力度等，提高对千斤顶的利用率，根据工程实际选择最佳的千斤行程差，以避免超出等情况的出现。充分确保推进油缸的动力输出，为管片作业提供良好的施工环境；根据最终测得的数据进行分析，制定出最佳的盾构施工方案和参数，以严谨的态度完成地铁轨道作业中的各项工作，为工程质量和营运周期的提高奠定基础。

（四）盾构法施工中控制地面沉降的措施

目前，大部分的隧道都是使用土压平衡式盾构方法。土压平衡式盾构主要施工原理是充分地利用最前面的全断面切削刀盘，然后将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内。在这个过程中，还需要做好平衡过程，从而能够降低盾构对土层的影响，防止地层发生沉降现象。因此，在进行盾构施工的时候，需要合理地选择盾构机，从而有效控制沉降现象的发生。

地面沉降还受到注浆的影响，因此在盾构施工时要加强注浆方面的控制，包括注浆的速度、调和比例、注浆量等方面，将其控制在合理的范围内，从而防止发生地层变形情况。地面的沉降主要是受到内在和外在的因素影响，对于地质条件，需要进行实际的勘察，从土体性质、覆土厚度、地下水变化等方面进行判断，从而能够有效掌握上述情况，防止发生地层变形现象。

（五）地铁施工渗漏的控制措施

地铁施工中渗漏问题会不可避免，需要及时堵漏渗漏点。首先，需要重点检查纵向施工缝和横向施工缝，同时检查止水带的性能指标和规格，以防止由于气泡的出现而发生渗漏。其次，将止水钢板嵌入到施工缝中，定期检查止水钢板表面的清洁程度和焊接质量。为了保证防水层表面的清洁，在施工前需要检测混凝土的含水量，对其防水性能提供保障，规避渗透问题的出现。

地铁盾构施工对工程工艺和技术的要求很高，需要相关的工作人员对其进行深入的研究和持续的实践，为盾构施工技术的进步和发展做出贡献，同时为地铁工程建设奠定坚实的基础。

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