地铁隧道盾构施工掘进技术要点探究

陈继胜

摘 要：由于盾构法可靠性水平较高，因此在地铁施工过程当中得到了广泛的青睐。

本文主要对这一技术使用过程的要点进行探讨。

关键词：地铁隧道;盾构施工;掘进技术

一、浅析地铁隧道盾构施工掘进技术的主要原理和特点

隧道盾构法顾名思义，指的是在进行地下掘进施工的过程当中，借助护盾作为主要的保护措施，并且利用盾构机这一设备进行相应的操作，与此同时还要进行管片衬砌安装作业的一种施工方法[1]。在施工之前，相关人员要在隧道的一端根据实际的情况进行竖井或基坑的挖掘工作，为接下来盾构机的组装提供便利。在盾构法施工的过程当中，盾构机要根据事先设置的线路前进，同时在前进的过程当中将刀盘切削下的土通过螺旋机排除。在使用这一技术进行掘进工作的过程当中，还需要在衬砌周围的缝隙当中适当地压注水泥浆，这样才能在最大程度上避免施工过程当中地面下沉现象的发生。

当前，考虑到安全性等多方面的因素，我国许多地铁工程在进行建设的过程当中已经不再使用传统的明挖施工的方式，而是统一采用盾构法来进行掘进工作。而盾构机的类型丰富多样，最常见的是土压平衡式和泥水平衡式等几种类型的。

在我国各类地铁工程的施工过程当中，盾构法在我国有悠久的应用历史。具体而言，使用这种方式来进行地下隧道的开挖工作，相比于传统的明挖方式，能够在最大程度上降低地铁施工过程对于城市周围其他建筑物所产生的负面影响，除此之外，在使用这一种方式进行操作的过程当中，所需要耗费的人力资源的强度也能够在最大程度上得到降低。与此同时，由于这种方式相比于传统的方式能够使得施工速度得到更为有力的保障，因此，在保证地铁完工工期方面也能够做出一定的贡献。但是这种方式同时也存在着不可忽视的缺陷，那就是在购入相应的设施的时候需要花费较大的资金，与此同时，机器本身的结构十分复杂，在操作的时候也需要面临一定的难度，同时要想对其进行维修还需要花费较高的成本[2]。

二、浅析地铁隧道盾构施工掘进技术的主要要点

（一）浅析盾构始发以及初始掘进阶段的要点

在地铁工程的隧道开挖环节当中，盾构始发阶段的重要性不容忽视。而且这一初始阶段的操作难度水平跟隧道本身的深度以及尺寸还有周围环境的复杂性水平有着密不可分的联系。一般来说，在初始阶段，不仅需要对相关的设备进行有效的准备，还需要根据周围的情况来采取相应的措施，最大程度上保证开挖时地面的稳定性水平。为了防止在开挖时开挖面出现崩塌的现象，要对始发及接收端头进行水泥加固之外，如果地质本身较为恶劣，那么还需要采取相应的方式改良地基，这样才能够使得开挖面的稳定性水平有所保障[1]。

而具体到始发过程当中，为了使得盾构在推进的过程当中所遭受到的阻力水平能够降低，还必须事先准备好润滑油，并且将其涂抹在轨道上还有刀头等部位。这样才能够将这些部位的摩擦性水平降到最低。

在始发阶段，对于相应的掘进参数还需要进行实时的调整和规范，而且还需要设置专门的试验阶段，在这个阶段当中，相关人员要通过地表的沉降情况以及地层发生位移的情况来判断整体的参数是否准确，在发现问题的时候及时进行参数的调整[2]。

（二）浅析盾构正常掘进阶段的要点

在盾构的试掘进过程当中，各项参数都已经得到基本的确定，此时就可以过渡到正常掘进的阶段当中。而在这一阶段当中，还需要对掘进模式进行相应的选择。在进行这一选择的时候，为了使得整体的盾构机器能够始终保持良好的工作状态，就必须首先对一下两大方面的基本情况进行保证。首先是要确保刀盘和刀具之间具有良好的适应性。其次是要保证渣土能具有良好的流动性，并且不会发生渗水的现象。在保证以上两大方面的要素之后，就可以根据线路所在地的具体地质情况，来对具体的掘进方式进行选择。一般来说，可以选择的模式有三种，其一是土压平衡式，其二是半敞开式，第三是完全敞开式[2]。

在实际的操作过程当中，由于地铁隧道当中的地层情况可能会有所差别，因此操作人员必须根据不同的地层情况，来调整盾构的参数。这样以来，盾构机才能够在操作的过程当中满足不同地质情况的要求，从而不影响整体土体结构的稳定性，并且稳步提高施工的水平。

除此之外，施工之前相关人员还要在施工过程当中对不同土层的参数进行测量，这样一来，盾构机的参数调整才能够获得准确的依据。与此同时，还要对不同掘进模式的切换给予足够的空间，至少要保持10米的范围作为过渡阶段。

最后，在掘进施工的过程当中，还需要对以下几方面的要素进行实时的把控。其一是螺旋输送机的排土量，其二是掘进機在掘进过程当中的姿态，最后是在这一过程当中隧道的地形出现变化的情况。只有对以上三方面的要素进行综合的统筹，才能够在最大程度上使得地铁隧道掘进的过程当中不发生危险。而如果施工的地区坡度较大，那么除了应该提高对于开挖土量的控制严格度之外，还应当时刻关注注浆材料是否保持稳定以及隧道内部的排水情况是否良好。

（三）浅析盾构到达掘进阶段的要点

当盾构机按照原先的设计线路，完成相应的掘进施工，并且即将到达另一端的竖井时，就是所谓的到达掘进阶段[2]。在这个过程当中也有一些施工的要点需要保障。首先是要采取各类措施来保证隧道的土体保持在较为稳定的水平上，然后再以此为基础，根据原先的设计方案，将盾构机进一步推进到竖井当中，完成整个推进过程。一般来说，到达这一阶段之后，有两种具体的技术方式可以实施。第1种方式是在盾构机到达目的地之后再对连地墙进行拆除，第2种方式是在到达之前就先对土层进行拆除。一般来说，如果接收端的土层较为稳定，而且断面较小，那么就可以使用第1种方式，这种方式的操作难度也较低。而如果使用第2种方式来进行加工，那么则能够有效的保障周围的地基稳定性，防止其出现坍塌的现象，同时也可以在很大程度上避免洞口出现渗水的情况。这两种方式各有优劣，主要的应用场景也有所差异。第2种方式在断面较大的盾构工程当中应用的频率较高。

在实际的施工过程当中，需要在盾构机距离竖井还有100米以及50米时，同时采用自动导向的方式和人工测量的方式，来调整盾构的姿态，并对其偏差进行纠正，并且不断降低盾构机前进的速度，这样才能够在最大程度上保证盾构机到达竖井时的准确性。与此同时，由于减少盾构推力容易降低管片的反作用力，因此很容易使其裂缝处出现漏水的问题，所以技术人员还需要提前为管片安装固定板，来避免漏水现象的发生[2]。

三、结束语

当前我国各大城市都已经逐渐提高对于地铁隧道工程的重视水平，这一工程的建设和使用能够在很大程度上缓解城市日益加剧的交通压力，为市民提供更加便利的出行方式。而在这类工程施工的过程当中，往往需要使用到可靠性水平较高的盾构法来进行相应的隧道掘进工作。而在使用这一技术的过程当中，在不同的阶段都有不同的技术要点需要加以关注。而本文正是立足于此展开相应的探讨，对盾构施工技术所依赖的原理和具备的特点还有其施工过程当中不同阶段的主要技术内容都进行了逐一对应的探讨，希望能够为我国地铁隧道施工效率和安全性的提升贡献一己之力，也希望隧道施工的技术人员能够在运用盾构法的时候遵循技术原理，提高监控力度，最大程度上保证施工过程的有效性。

参考文献：

[1] 闫谋权. 地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J]. 工程技术研究， 2017（12）：124-125.

[2] 陈勇， 杨俊龙， 朱继文. 急曲线地铁隧道盾构法掘进技术研究[J]. 现代隧道技术，2017（z2）：330-336.