复杂地质条件下地铁盾构施工关键技术研究

陈文海

【摘要】随着经济深入发展，我国城市化进程不断加快。在城市建设中，交通运输至关重要。而城市轨道交通在缓解交通压力、节约城市土地资源上发挥着重要作用。但是，由于地下空间的复杂性，给城市地铁工程建设带来较大的困难。对此，本文着重论述在复杂地质条件下地铁盾构施工关键技术，以期为相关人员提供参考。

【关键词】复杂地质条件;地铁;盾构施工

地铁建设中常用的施工方法为盾构法，其暗挖施工方式有效避免了对地表环境的破坏和对人们日常出行生活的影响，且大大提升了施工效率，节约了施工成本。而在地铁盾构施工中，要根据具体施工环境，合理设计施工方案，做好质量控制和安全控制，保证施工的有效性。同时，应遵循灵活、科学、合理的原则，考量各种复杂地质条件，制定有效的应对措施，从而妥善处理复杂地质条件带来的风险和问题。

一、盾构法的概述

（一）施工原理

在地铁建设中，盾构法是一种常见施工技术。其主要原理为利用盾构机械进行地铁施工。通过用暗挖的方式在地层中打通出隧道或者管道来完成施工任务[1]。盾构法是各种机械组合起来开展自动化作业的隧道挖掘方法，这个建设过程专业性强、技术要求高、建设速度快且施工质量高。不仅可以节约成本，而且暗挖方式避免了地铁建设给人们出行带来的不便。

（二）特点

盾构法的特点有很多，概括起来为三点：第一，环境影响小。地铁盾构法在地下施工，对地表植被、土壤、空气等环境因素影响小。且施工过程中产生的噪声和振动相对较少，不会造成噪音污染。第二，精确度高。地铁盾构法大多数使用的是机械作业，避免人为干扰，相比于传统施工，精确度高。同时，地铁盾构使用的主要机械是盾构机，盾构机是一种集控制工程、机械工程、测量工程等多学科为一体的综合性智能机械，具有超高的精度[2]。第三，成本低。在地铁建设中使用盾构法，可以有效节约生产成本。如果技术人员具有丰富的操作经验，那么所需要的人员数量将大大减少，进而降低人力成本。而将盾构法贯穿于施工始终，长期使用也能有效降低盾构机的成本。

二、盾构法施工工艺流程

（一）前期准备

使用盾构法时，地铁建设人員要做好前期的施工准备，保证后续施工的有序性。一般来说，前期准备工作包括监测环境、规划方案、管控施工现场、检查机械设备、安排人员等。首先，利用检测仪器对施工环境进行检测，全面掌握地质结构、土壤结构、地下水位线等。在此基础上设计和规划方案，保证施工方案符合实际要求。同时，应编制组织及人员分工表，明确人员责任，做好三通一平的管控，机械设备等的调试等，确保盾构的顺利始发。

（二）试推

试推工作是盾构施工技术正式运用的前提，起到缓解作用[3]。主要在于测试施工环境是否和盾构施工相符合，从而进行盾构法的可行性研究。通常情况下，试推工作的对象在一百米左右。在试推时，要全面掌握建设对象的数据和内容，进而合理设置盾构参数，保证技术交底和施工成效，实现良好的施工效果。

（三）掘进

通过盾构机油缸顶进盾构机前行，同时刀盘旋转切削土体并根据土仓压力的大小调整螺旋输送机出土量，待盾构机油缸达到行程时，开始拼装管片，拼装完成后进行下一环的施工。如此循环施工直至接收端。同时，在施工过程中要做好同步注浆及二次注浆，并且要根据现场施工情况，灵活优化和调整参数，对复杂地质情况进行全面监控，一旦出现不良操作后果，则第一时间作出反应，采取应对措施。调整盾构机参数，合理开展盾构作业。

（四）出洞

地铁盾构出洞危险系数很高，因此需要加强出洞顺序的严格把控。对于出洞而言，施工人员应确保出洞位置的准确性、接收端洞门密封的良好性，从而保证洞口的安全、科学。

三、复杂地质条件下地铁盾构施工管控措施

（一）做好施工前控制

在复杂地质条件下，地铁盾构施工需要考虑到各种各样的影响因素，否则很容易出现施工问题。首先，在施工前做好管控工作。对前期工作进行整体控制，首先，全面勘探建设线路中的地质情况，掌握地质中土壤结构、水位结构、地层结构等方面数据，进而根据不同地质情况设计不同的应对措施，保证盾构施工的顺利开展。同时，对于复杂地形中进行加固或支撑等部分，还应多加注意和深入勘察。掌握各项数据，在此基础上开展施工。这样才能有效避免施工问题和风险的产生。此外，坚持灵活处理和科学决策原则。当碰到与预想情况不同的复杂地质施工状况时，要灵活调整施工方案，采取科学的施工技术，这样才能尽可能减少复杂地质对地铁盾构施工的影响。做好技术交底工作，包括隧道加固和穿越铁路建设等方案设计内容，综合考量施工风险和问题，从而保证施工效果。

（二）充分了解盾构机械

在盾构地铁施工中，盾构机至关重要，是整个盾构施工的核心和关键。因此，施工人员要合理应用盾构机，保证施工质量。要想充分发挥盾构机的作用，技术人员必须充分了解盾构机，拥有丰富的操作经验和专业的操作能力，并对盾构机的性能有全面且充分的了解，这样才能达到施工要求，高质量完成施工任务，有效节约施工成本，提升施工效率。

（三）合理设计施工方案

根据相关地铁盾构工程资料来看，在复杂地质条件下开展地铁盾构使用建设难度较大，对技术要求较高。同时，伴随着较大的风险和诸多技术难度。在这种情况下，施工决策的不合理将会导致整个建设工程的失败。因此，为了保证地铁工程建设的质量，管理人员要严格规划和设计盾构施工方案，使之与整体施工方案相适应。并能够应对各种地质状况，避免不良风向和问题。同时，将技术人员和管理人员集中起来，共同讨论方案内容，将不同的地质条件充分考虑起来，制定科学有效的应对方案。这样，才能第一时间作出反应，合理应对复杂地质问题，保证施工的有序性和合理性。此外，根据相关施工标准和盾构法应用原则，科学管控施工过程，保证施工品质。

四、结束语

综上所述，在地铁盾构建设中，由于复杂地质的影响，会产生诸多施工风险和问题。因此，在施工前期要做好充足的准备，考量各种复杂地质带来的后果，制定相应的应对措施。并加强各方面的管控，避免施工过程中产生的不必要问题。同时，选择科学施工方案，做好施工决策，保证地铁盾构施工的有效性。这样才能提升地铁施工质量和品质，促进工程建设的顺利完成。

参考文献：

[1]吴道沅. 复杂地质条件下地铁盾构施工关键技术[J]. 工程技术研究， 2020（14）：2.

[2]朱建辉. 复杂地质条件下地铁隧道盾构施工技术方案研究[J]. 市政技术， 2021， 39（5）：4.

[3]江枫. 复杂地质条件下地铁盾构隧道施工要点探究[J]. 经济技术协作信息， 2020（2）：1.