城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨

李彦辰

（平顶山市公路工程公司 河南平顶山 467000）

1 有关盾构的特点

1.1 盾构技术的灵敏性

一般来说，有关盾构技术的灵敏主要是指在城市轨道交通隧道盾构施工中该盾构的直径与其长度的比。除此之外，由于盾构的尾部可以随意调节，而其头部并不能随意移动，在地下时，因为盾构会被周边的地层包围，所以在施工之前会在管片与盾构的盾尾的之间留有一定的空间，为之后的施工奠定良好的基础。而且，在施工进行之间，相关的技术工作人员会把盾构的状态调整为盾尾的状态以有利于解决在施工时盾构对施工的限制条件。当盾构所处的地层特质为黏土时，整个的地下即包围盾构的土层呈半固体的状态，以此在进行盾构技术施工时，盾构的头部进入切口后无法移动，从而导致盾构的切口也无法到达准确的位置。在地下时，盾构的切口通常是由切口与地层之间的大力挤压来确定的，由此可见，盾构的切口位置可以由人为改变，但是总的来说，有关盾构技术的灵敏性主要是由盾构自身可调节的自由度来体现的。

1.2 盾构的几种类型

盾构的性能在城市轨道交通隧道施工中占据至关重要的位置，其性能能否满足施工的具体要求，是决定最终施工的关键性因素。由此可见，对盾构类型的选择在施工中显得尤其重要，同时也是施工能否顺利进行的关键所在。通常盾构是由其正面的机制形式来确定其类型名称的，而在进行盾构的正面机械施工时，要注意排土、支护以及挖土的技术运用。在进行排土时，要采用科学合理的技术和方法将挖出的土安全的送到地面上，以保证轨道交通隧道施工的顺利进行，不耽误工程进度。其次在支护方面，要防止土体流失或者坍塌现象的出现，确保其整体性。最后，在挖土时，要注意施工所需要的空间范围，以满足施工要求为前提，选择良好的位置进行挖掘。通过对以上类型的合理应用，选择适合的施工方式。

2 管片拼装环缝衬垫作用

盾构施工过程中，盾构推进前后，两环之间会产生较大的压力。为了避免这种现象的发生，通常采用橡胶软木在接缝内制作衬里，保证环的力均匀，防止管子的碎裂。当接头装配时，环容易变形，并且会引起环的变形。由于隧道整体刚度不高，纵向变形容易出现，装配圆的接头密度不同，会使环面不均匀，导致相邻两条管道在纵向上发生偏差，所以环螺栓是更困难的。另外，在错误的接头装配中，由于管子是固定的，并且由于工件之间的关系，圆圈不易产生变形，其圆度高，且隧道具有较大的刚度，因此装配环圈时会产生误差，但由于施工中的压力较大，接头处可能发生纵向开裂。对于接缝，通过使用衬套的不同压力来调整各片的宽度误差，减少施工中的压力，避免因工件间的力的影响而引起纵向开裂。

3 施工中典型拼接方法

3.1 错缝拼接

错接接头中的各块相互固定，圆环不会轻易变形，圆度好，隧道整体刚度大，但环形间隙的压缩不会产生累积误差，而是由内力克服，所以管道的施工压力会变大，接缝处易产生裂缝，橡胶软木垫在外力作用下产生压缩变形，盾构推进施工由于盾构姿态的控制，需要稳定的环，每个块承受不同的顶力。错误的接缝装配是利用衬垫的不同密度来调整分段的宽度误差，减小施工应力，避免节段的纵向开裂。

3.2 通缝拼装

通缝拼装会使圆环极易变形，而且相邻的圆形也会产生同种程度的变形。除此之外，交通隧道盾构施工时，会因为隧道的刚性比较差，容易发生纵向的变形，其次就是各块之间的顶力差异不同，会产生一定的误差，从而造成环面不平整情况的出现。

4 盾构技术进洞时的相关技术措施

当盾构在孔中时，切削前端的压力将消失，当盾构向前移动时，其顶力将减小，这主要是因为管片产生过大的顶力。为了避免管片随盾构运动而移动，需要在混凝土施工过程中拉长管环的纵截面，从而使钢管的纵向部分可以用钢筋拉拔，从而可以更好地固定。这种方法虽然有一定的效果，但会增加施工的工作量，因此在入洞后应尽快拆除。

目前在我国广泛应用的是出口孔的密封技术，即橡胶环密封在隧道洞口，然后用单向铰接板密封。然而，当进入孔时，没有更成熟的技术来密封孔。在入洞过程中，会有许多安全隐患。在盾构隧道掘进过程中，由于盾构的移动方向与孔的方向相同，密封装置随着盾构的移动逐渐受损，无法形成完整的密封，最终无法达到预期的密封效果。但是，如果在密封装置中使用气封，将获得良好的密封效果。安装气囊时，应确保孔被埋入，使盾构推进时不会损坏。气囊应选择多圈形式，每个气球必须有自己的充气管。在确定气囊数量时，应充分考虑屏蔽入口的环境。一旦屏蔽从安全气囊区域中移除，就需要再次充气气囊，以确保气囊紧紧地附接到隧道段的外弧形表面。充气气囊将产生一定的张力，在隧道孔的间隙中产生密封，气囊内的气体压力将密封孔。在设置气囊数量时，应根据隧道进口的实际情况来确定。特别应该注意的是，当屏蔽件进入孔时，应避免气囊受到破坏。

5 盾构进洞时洞口密封技术的探讨

盾构法掘进和掘出是隧道段施工的开始和结束，现有的具有施工孔环单向铰接板的密封橡胶圈是一种成熟的孔开密封技术。但是，对于孔中的孔的密封没有理想的技术，由于入口处的密封问题没有得到解决，入口的施工有较大的危险。由于屏蔽体的运动方向与孔内的相对位置的关系，一般的密封装置被屏蔽运动破坏，密封环不能设置，不能发挥密封功能。但如果将气囊作为密封装置在孔中使用，则会得到不同的结果。

6 施工中应该采用安全措施

6.1 施工中的注意事项

由于城市轨道交通隧道施工的过程中，安全隐患较多，因此风险也较大，所以在施工开始之前就要对其安全隐患进行预估并提出相应的解决方案，相关的工作人员在施工过程中要掌控其各个施工环节，确保轨道交通隧道盾构施工的顺利推进直至安全完成。除此之外，在施工开始之前，工作人员应当将施工的流程以及需要注意的安全事项分发给在场的所有工作人员，并组织工作人员落实其安全注意事项。同时，全体施工人员要在施工开始之间，对施工现场以及周边场地进行勘察包括安全事项的控制点、作业程序以及应急材料的场地进行确定，特别是安全事故频繁发生的地方进行重点监控和控制风险的发生。最后，要确保每个施工人员能够落实安全注意事项以及明确自身的职责和工作重点，以确保有备无患。

6.2 安全措施的必要性

城市轨道交通隧道盾构施工不仅仅是一项重大的工程，而且还关系到我国的经济发展进而影响到我国有关城市建设交通发展，所以，相关的工作人员要格外重视此类型工程的施工并保证最终的施工质量可以满足如今人们对新型交通的要求。在确定施工日期之后，相关人员要严格按照工程的要求标准以及安全注意事项来开展工作，万不可马虎行事。

7 结束语

总的来说，在城市轨道交通隧道盾构施工中采用有关盾构的技术，有着许多优点，例如安全性比一般施工技术高，施工效率也得到很大程度上的提高，所以相关工作人员也应当全面熟练掌握这类技术，以保证施工能够顺利进行以及安全完成。一方面来看，城市轨道交通隧道盾构施工技术的掌握是顺利进行施工的重要基础，对我国城市交通建设的发展也有着重要的推动作用。从另一方面来看，随着我国经济的快速发展，在日后的城市轨道交通隧道盾构施工中，施工的技术会更为完善，由此可见，我国日后有关城市交通的建设质量会得到很大的提高。