城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨

姚大为

摘 要：随着国民经济的快速发展以及城镇化建设的不断推进，城市建设也在逐渐增加，为了在城市人口增加，交通出行压力增大的背景下，增加出行选择、减少私家车带来的尾气污染，城市轨道交通快速发展。在轨道交通快速发展建设的前提下，施工技术也应该被广泛关注，由于地铁轨道交通隧道施工位于地下，施工难度较大，因此要在不断追求施工效率高的同时，选择对周边环境影响较小的技术，当前盾构施工技术是较为普遍的一种技术，能够起到较好的施工效果，针对城市轨道交通隧道盾构施工关键技术进行了分析，从多种角度展开技术研究。

关键词：城市轨道交通;隧道盾构;核心技术

中图分类号：U455.43 文献标识码：A

0 引言

当前城市居民的出行方式中，轨道交通所占的比例越来越大，作为轨道交通主要施工的方法之一，盾构法的使用和研究都在不断发展与进步。在应用盾构技术的过程中，主要的方法是利用盾构机开挖隧道，在规定范围内排渣。同时，隧道内部可以衬砌并适当注浆，避免开挖面塌陷。轨道交通隧道的建设是在不影响外部环境的前提下进行的。而从轨道交通建设项目整体分析，在整体施工中隧道工程很多，而在隧道施工中盾构法又是主要方法，因此盾构法具有非常重要的施工地位，值得深入研究，下文就此展开关键技术研究与分析。

1 盾构特点

1.1 盾构类型

在城市轨道交通的施工过程中，由于建设的深度不同，周围的地质结构不同，隧道的情况也各不相同，盾构的应用要结合实际情况进行调整，确保盾构的性能能够满足实际要求。因此在进行施工前相关人员需要对盾构的类型进行合理选择，结合施工的进度规划，确保施工质量与施工进度同时把控。通常情况下，盾构前端的机械结构需要严格控制支护、开挖和出渣技术。在支护方面，要保证防止土体流失或坍塌的施工技术科学合理。在隧道开挖过程中，应根据盾构前端有限工作面的实际情况，选择合适的开挖工艺[1]。就出渣作业而言，主要是指将挖出的渣土通过土仓运至渣土车再运至地面，以保证开挖工作的连续性。为了做好整个项目的准备，防止出现问题，必须保证方法的科学性和合理性。

1.2 盾构技术的灵敏性

对于盾构技术的灵敏性进行分析，发现这种技术的灵活也就是可调整的地方在于长度与直径的可调整性，在这方面分析盾构结构的灵敏性，尾部可调整，头部不可改变。由于盾构是在隧道施工中，被周围环境包围，为了满足这种可变条件，在进行施工过程中，尾部需要与管片有一定的距离。这样设置就给盾构结构提供了调整的方法，便于后续施工顺利进行，同时也给实际施工中的调整提供了空间，避免施工环境对施工产生限制。如果盾构周围环境为黏土层，整个土层将处于半固态，因此在盾构施工过程中，通过盾构姿态及管片选型来控制隧道线型，以满足施工需要。

2 管片拼装及传力衬垫

2.1 传力衬垫的安装

在推进盾构的过程中，前后两环管片的接头处受到很大的压力。在接头处安装橡胶软木衬垫，确保整个管片结构处于均匀受力状态。同时，可以有效改善两环管片之间结构上的应力，防止管片因受力过大而断裂或损坏。如传力衬垫发生变形，导致受力不均衡，隧道整体容易产生縱向变形，而且由于拼装好的环缝不同部位受力情况不同，容易累积误差，影响平整度。相邻两环管片之间存在纵向差异，使管片螺栓难以有效安装固定。

2.2 错缝拼装

错缝拼装可以使管片相邻环相互约束固定，使环不易变形，保持良好的椭圆度，在一定程度上可以增加隧道整体结构的刚度。但错缝拼装会出现环向受力不均的情况，容易造成搭接管片纵向裂纹。为了在盾构隧道施工过程中有效控制盾构隧道的姿态，管片必须保持稳定，每个管片可以承受不同的顶升力，不同的压实量[3]。如果在同一个点位环向纠偏过多，环缝的累积压缩量太大，无法有效保证环面的平整度，必须通过管片拼装点位调整先行量。实际施工中，主要通过垫片来有效地调节和控制管片拼装宽度方向上的误差，并产生不等量的压实，使结构应力最小化，防止管片纵向开裂。

3 盾构施工技术分析

一般来说，盾构注浆一般分为两种：同步注浆及二次注浆。实际注浆过程中常用的材料有水玻璃、粉煤灰和水泥砂浆。在隧道管片外壁注浆过程中，应充分充填管片背后空隙。一般情况下，应根据刀盘开挖直径及管片外径，针对不同土层选择不同的注浆材料和注浆量，既能保证注浆的施工效果和质量，又能有效降低注浆成本。

在采用盾构技术的实际施工过程中，注浆主要用于有效填补施工间隙，保证整个地层及地面建构筑物的稳定性。变形影响地面的安全和稳定，因此，在挤压和填充时，需要确保挤压量足够。注浆出口压力应略高于隧道埋深范围内的水土压力。如果能优化注浆工艺，同时控制相关技术和施工措施，可以提高盾构施工效率。

4 盾构进站的措施

在盾构进站过程中，切口前端的压力消失，顶推力随着盾构机的前进而减小，盾构管片受力减小，受重力及盾构推力影响，管片易出现下沉、破损及错台。在实际施工过程中，可以用管片拉紧装置对管片的纵向进行拉紧，以便更好地固定。这种方法虽然有一定的作用，但盾构进站后需要拆除，增加了施工负担。现阶段，洞口管片封堵技术得到了广泛应用，即在隧道洞门环上密封橡胶圈，采用单向铰链板密封，以防止盾构进站渗漏，并保持管片壁后封闭。但是在进行进洞施工过程中，还存在一些施工问题，埋下了安全隐患，比如说盾构移动过程中会造成密封圈密封效果下降，整体密封结构下降，导致安全问题的出现，需要有效的改进措施。类似的洞门封堵工艺如采用背负钢板的管片，盾构进站后焊接弧形钢板的方法，实际施工过程中，弧形钢板的施工，可以有效解决盾构进站渗漏的问题，但封堵时机要控制好，洞门未封堵完成，洞门周边降水井不得停止运行。还有一种封堵方式，如采用气囊密封可以达到良好的密封效果。安装安全气囊时，将气囊安装在洞门内侧凹陷部位，以防止向前推动防护罩时损坏。而在安全气囊的选择中，应该选择圈数较多而且能够独立充气的安全气囊[4]。在确定安全气囊将膨胀的圈数时，必须充分考虑盾体进入隧道时的环境。当盾尾移出安全气囊区域时，必须再次将安全气囊充气，以确保安全气囊紧密贴合隧道管片外弧。气囊在充气过程中会发生体积的膨胀，从而达到密封洞门的效果，有利于在缝隙中高效地形成密封圈。

5 安全措施

5.1 施工中的注意事项

在城市轨道交通施工中，地铁施工大部分都是位于地下，因此建设的安全风险大，出现安全事故带来的不良后果也更加严重，因此在隧道盾构法的施工过程中需要有效的安全管理制度与手段，对于各种安全隐患及时解决。需要对每个施工环节进行控制，使隧道的盾构工作能够顺利进行，直至安全完成。此外，在施工开始前，需要对施工作业人员进行施工技术交底，确保施工人员熟悉施工过程和安全预防措施。同时，要求相关管理人员在开工前对施工现场及周边场地进行核查，包括安全控制点、操作规程、应急物资现场等，加强对可能存在安全隐患的区域进行重点监控。最后，做好应急演练，通过现场实操的方式，落实安全预防措施并明确各个岗位人员的职责和工作重点。

5.2 安全措施的必要性

城市轨道交通建设过程中的施工安全不仅影响着现场的施工人员安全，同时不安全的施工措施也有可能为后续施工埋下隐患。因此盾构的施工技术需要加强技术使用研究的同时也要加强安全管理，安全管理人员应该加强安全操作管理，提高安全意识。施工前，有关人员必须严格按照工程要求和标准及安全注意事项开展工作，不得有疏忽大意。

6 结束语

综上所述，本文对城市轨道交通施工中的问题进行分析，重点研究了隧道盾构施工技术方法。在当前形势下，隧道施工技术在国内各种建设项目中得到广泛应用，许多重大施工技术和环节的工作都取得了长足的进步，并日趋成熟。随着盾构技术越来越关键，整个技术流程以及技术所使用的施工设备都应该被展开研究，通过有效的研究提高施工质量与施工效果。在当前技术快速发展的新时代，应该不断研究盾构法施工的技术要点，不断提高施工的稳定性，从施工的各种流程入手，促进技术的应用发展与城

市轨道交通地更快更好发展。

参考文献：

[1]张耕玮.城市轨道交通隧道盾構施工关键技术探讨[J].工程技术研究，2019（7）：65-66.

[2]杨坤.城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨[J].中外建筑，2019（4）：204-205.

[3]谢毅斐.城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分析[J].居舍，2017（22）：44+81.

[4]高超.城市轨道交通隧道盾构施工主要技术分析[J].低碳世界，2017（4）：220-221.