地铁隧道盾构施工技术要点探究

胡竞美

（中铁十一局集团第四工程有限公司， 湖北 武汉 430000）

随着人民生活水平的不断提高，汽车数量的急剧增加在给人们的生活带来便利的同时，也造成了严重的交通拥堵现象。而地铁作为新兴交通工具的出现，不仅缓解了交通拥堵现象，充分利用了地下空间，其独具的准时、安全、大容量和运行速度也为城市居民的日常生活带来了更多的便利。因此针对地铁的各种优势，我国现阶段进入了大规模的城市地铁规划时代。在地铁隧道建设的施工技术当中，盾构施工掘进技术是地铁隧道的主要施工技术之一，在地铁隧道的建设中具有举足轻重的位置。

1 地铁隧道盾构施工技术解析

盾构法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。地铁隧道盾构施工技术国内最早应用于1996年广州地铁建设，在此项目中运用盾构施工技术不仅有效的提高了隧道施工的速度，节约了大量人工，更重要的是为地铁隧道在复杂的城市地质环境中提供了有力的安全保障。自此之后盾构施工技术便广泛应用于各大城市地铁隧道的建设之中。

2 盾构技术施工前的工作要领

2.1 根据施工图纸做好勘测工作

一个优秀的高质量的工程建设在开始施工前离不开施工图纸的规划。因此在地铁隧道施工之前，相关部门应安排专业人员，根据地铁建设的路线规划等做好全面的地形、地质和环境勘察，并做出完善的施工设计图。其次，应采用符合国家标准的精密测量仪器，对地铁隧道的各个环节进行精确测量。最后，为做好对铁路缆线等监测以及后期的埋设工作，施工人员应严格按照施工图纸，做好控制网测量，做好施工过程工序放样工作以避免出现施工现场混乱的现象。

2.2 盾构机等器械设备的检查工作

在开始进行盾构施工之前，相关单位应组织专业人员对施工所需的器械设备，如动力系统、刀盘、制浆设备等进行调试和检查，提高施工过程中的安全稳定性能，以避免在盾构施工掘进过程中发现问题引起不必要的损失。此外由于城市地段建筑物较为密集，地下管线错综复杂等特点，在地铁隧道盾构施工之前，还应对相关建筑物等做好检查和保护，做好监控量测，以确保地铁隧道盾构施工掘进的过程可以进行持续安全推进。

3 地铁隧道盾构施工掘进技术要点

3.1 初始阶段对于盾构施工掘进的重要性

地铁隧道盾构施工掘进技术在掘进的初始阶段对地铁隧道的整体施工具有较为关键的作用。首先相关施工单位应安排专业的施工人员进行盾构机的操作，其次为提高盾构机开挖时路面结构的稳定性和安全性，可对开挖地段的路面进行加固如使用加压法等。盾构机根据掘进方式的不同，有三种形式，分别为土压平衡模式，半敞开模式，和敞开模式。施工中应严格考察施工区段的水文地质特点及经济比选，以选择与之相适应的盾构机进行施工。

3.2 选择合适的试验区域

为进一步确保地铁隧道盾构施工掘进技术的可行性和安全性，在对地铁隧道进行掘进时，可选择开始掘进的第一段范围作为实验区域，待其掘进工作施工完成后，相关人员对此段施工作业的成果做出检查和评判，确保没有问题后再继续进行施工掘进工作。此外，在大范围掘进过程中，施工人员应参照实验阶段的地质条件和掘进施工时的各项参数，以便在对隧道掘进过程中出现的地质条件变化及时做出参数的调整。

3.3 盾构出发和接收区段的注意事项

盾构进洞前的首段，及盾构施工掘进工作接近尾声，距离出洞口三十米左右的时候，应提前对土体进行预加固，并降低盾构机的掘进速度，调整掘进的各项参数，做到谨慎、精确的施工。另外为避免造成地表坍塌，相关专业人员应加强对隧洞的测量和监控工作，另外在破洞前相关施工人员应尽量避免扰动土体，以确保隧道盾构掘进过程的稳定性。

4 地铁隧道盾构施工掘进造成地表沉降问题分析和解决措施

4.1 盾构施工过程中的土体位移引起的地表沉降

由于地铁隧道盾构施工掘进的工作原理是将盾构机前方的土体进行掘进并使之向前方或盾构机两旁移动，从而使盾构机后方产生隧洞形式，因此这种掘进方式也容易造成盾构机前方土体堆积过多从而引起地表隆起，和盾构机后方地表下沉的情况。简而言之，土体位移是产生地表损失或塌陷的关键所在。因此在地铁隧道的掘进施工过程中，相关人员应严格控制盾构施工掘进时的开挖出土量以及开挖尺寸等，并做好提前预测工作，如采取合理的措施来支撑盾构机后方的隧洞，以降低地表土体塌陷的可能性。

4.2 盾构机作业时破坏地下水层平衡造成地表沉降

除了盾构掘进时引起的土体位移，地下水的侵入也是造成地表沉降的因素之一，即盾构机在盾构施工时会对土体进行开挖，若将地下水层截断，将会影响和破坏地下水层的平衡，从而引起地下水流向隧洞内排泄，并最终引起地表沉降的现象。因此为了提高地铁隧道盾构施工掘进工作开展的安全性，减少施工过程中出现的地表沉降现象，施工过程中必须加大对施工路段地表土体性质和地下水层结构的监测，以便在掘进过程中可以及时做出调整。另外根据土体的性质和承受压力选择适宜类型的盾构机进行掘进施工，从而降低地铁隧道施工时地表沉降的概率。

4.3 盾构机偏移产生的地表沉降问题

在开展地铁隧道盾构施工掘进过程中，会发现由于盾构机在推进掘进工作时速度较快，使盾构机的油缸没有受到有效的控制，从而使盾构机发生偏移。因此，相关的专业人员应当在盾构机进行掘进施工时，及时有效的控制好盾构机的推进速度。另外，在整个地铁隧道的施工过程中，相关专业人员应定期对盾构机进行检查，检查内容包含盾构机的组件以及施工掘进参数调整等，以确保盾构机可以正常运行，并提高地铁隧道建设的施工质量和施工过程的稳定性。

5 结束语

由于我国城市建设发展的需要，国家将大力推行城市地铁建设。而盾构施工掘进技术作为城市地铁隧道建设的关键技术之一，不仅为地铁隧道建设施工提供了更多的安全保障，还大大缩减了城市地铁建设施工的时间，并降低了人工成本，为中国的城市铁路建设做出了巨大的贡献。然而，然而由于地质环境和水文环境的不同，导致地铁隧道盾构施工掘进过程中容易出现意外事故，如造成地表沉降等现象，因此相关单位必须配备专业人员，在开始进行盾构施工之前，严格对所在地铁线路进行地质勘测，并定期对所使用的盾构机进行检查。而对于盾构机的操作人员，必须具有高专业度，且在使用盾构机时严格遵守相关规程及技术要求，以降低地铁隧道盾构掘进过程中的事故概率，并提升我国地铁隧道建设施工的质量。