地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术研究

摘要：各地地铁施工过程中，盾构机的应用比较普遍，出于保证施工质量、安全性的目的，需要加强盾构机转接始发技术管控。以地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术特点为切入点，在此基础上，分别就盾构机始发技术、转接技术进行分析，包括技术流程、主要技术方法以及施工要点等，清晰呈现地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术内容，为其规范运用提供少许参考。

关键词：地铁施工盾构法盾构机转接始发技术

ResearchonStartingTechnologyofShieldMachineTransferinSubwayShieldTunnelingConstruction

WANGGuanglei

UrbanRailEngineeringCo.，Ltd.，ChinaRailway11thBureauGroupCorporationLimited，WuhanCity，HubeiProvince，430_{f7938f540cefe4952c6a81a0d45decc6e04cd28cd399efd47eec0c77258d9667}074China

Abstract：Intheconstructionprocessofsubwaysinvariousregions，theapplicationofshieldtunnelingmachinesisquitecommon.Inordertoensureconstructionqualityandsafety，itisnecessarytostrengthenthecontrolofStartingtechnologyofshieldtunnelingmachinetransfer.ThisarticletakesthecharacteristicsofStartingtechnologyofshieldmachinetransferinsubwayshieldtunnelingconstructionasthestartingpoint.Basedonthis，itanalyzestheshieldmachineTransfertechnologyandStartingtechnology，includingtechnicalprocesses，maintechnicalmethods，andconstructionpoints.ItclearlypresentsthecontentofStartingtechnologyofshieldmachinetransferinsubwayshieldtunnelingconstruction，providingsomereferenceforitsstandardizedapplication.

KeyWords：Subwayconstruction;ShieldTunnelingmethod;Shieldtunnelingmachine;TransferStartingtechnology

盾构法（ShieldMethod）是一种暗挖施工方法，具有机械化施工的基本特点。一般将盾构机械置入地下，通过盾构外壳和管片支承四周围岩，防止发生往隧道内坍塌，同时靠千斤顶在后部加压顶进，于开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械将残渣运出洞外，以地下作业形成隧道结构。盾构法施工效率和安全性较可靠，且地下作业意味着人员劳动强度较低，但需要在其转接始发工作阶段做好技术管控，保证盾构机的前进效率和作业安全[1]。就盾构机始发技术、转接技术流程、施工方法和技术要点进行分析，具有一定的积极价值。

1地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术特点

1.1复杂性高

地铁盾构法施工中盾构机始发技术的特点之一在于复杂性高，包括工艺流程复杂、专业要求复杂、施工内容复杂等多个方面。在盾构机始发阶段，需要加强加固工作，保证始发阶段设备和人员安全，也需要分析土体强度、前进方向障碍物信息、围岩强度、地下设施情况等，避免在高强度岩体范围内使用盾构施工。同时，由于地铁施工主要服务都市内部交通，多位于城区范围内，也需要在施工始发阶段了解地下管网配置情况、对周边建筑地基的影响，减少可能出现的安全问题和社会扰动。进入转接阶段，需要完成洞门凿除、接收基座的安装与固定、洞门密封安装、盾构接收等工作，对接受精度、安全控制要求较高，增加了地铁盾构法施工的总体难度、复杂程度[2]。

1.2安全要求较突出

地铁盾构法施工主要借助机械设备在地下环境下作业，总体安全性较高，但在始发和接收阶段，仍面临一定的安全威胁，这种威胁可细分为不良地质中盾构施工风险、盾构进出洞风险、旁通道施工风险等。例如：部分地铁施工区域存在软土环境，无论始发或接收施工，均面临盾构机施工区域随带坍塌、设备损坏的风险，盾构机进出施工区域时，需要凿除预留洞口处钢筋混凝土挡土墙，此过程中，洞口土体与加固土体在较长时间内暴露在外，也可能出现坍塌隐患。如果施工区域内地下水水位偏高，转接过程中需要保证效率，施工进度缓慢的情况下，有可能出现大量涌沙、涌水情况，严重影响施工安全，也会拖慢施工进度，需要从安全控制角度出发加以预防[3]。

2施工中盾构机始发与转接的共性技术

2.1信息分析

在地铁盾构法施工中，盾构机转接始发均需要关注施工信息分析，包括地下施工区域信息、前进参数控制、盾构方向管控等。以地下施工区域信息分析为例，要求在施工前、过程中利用遥感技术、可视化技术进行地下区域信息采集，原则上需要规避已经建设的地下管网，减少对周边建筑的影响。同时，需要重视收集土体强度信息，避免在高强度岩体较多的区域使用盾构机作业，以减少施工难度、保证施工进度和效率。其他与施工有关的信息也需要一体进行采集、分析，减少可能出现的安全问题、质量问题[4]。

2.2土体加固

地铁盾构法施工过程中，盾构机转接始发均需要考虑进行土体加固，主要对盾构机进出口区域的洞口、地层进行加固，主要关注提升土地的承重能力，改善传力、导力水平，同时关注提升渗透性，以减少水体的影响。在组织始发、转接时，需要按统一或基本统一的方式、标准进行洞口加固，如地层加固，一般为隧道衬砌轮廓线外左右两侧3.0m、顶板和底板以上3.0m范围，如果土体强度偏低还应适当扩大加固范围[5]。

目前，盾构机转接始发阶段使用的土体加固方法包括化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌法、高压旋喷注浆法等，其主要原理带有一定的相似性，应用化学物质或浆料提升待加固区域土壤物理强度。以高压旋喷注浆法为例，一般利用工作设备在待加固区域钻孔，每个孔位相距1.0～1.5m，深度50cm左右，之后将旋喷装置置入孔洞中，以0.2MPa以上压力将水泥砂浆喷射到孔洞内，要求在喷射过程中对喷头做270°以上缓慢旋转，到孔洞出现少许冒浆情况后停止旋喷并封孔。水泥砂浆干凝后，可以与周边土体连接成为一个具有较强承重能力、抗渗能力的整体，以服务盾构机转接始发有关工作。

2.3风险防范

风险防范主要强调结合地铁盾构法施工中盾构机转接始发工作一般威胁、工程具体特点，以各类技术手段提升安全水平。以上文所述的土体加固为例，可能出现的风险包括加固不到位出现坍塌、防渗能力不强2个方面，需要分别组织控制、预防。

3地铁盾构法施工中盾构机始发技术

3.1技术流程

地铁盾构法施工中，盾构机始发技术流程比较固定，一般在完成早期信息采集和方案分析后，需要拟定完善的施工方案，之后组织始发作业，其工艺流程如图1所示。

按图1所示工艺流程，需要在盾构机始发区域进行土层加固，安装始发基座，之后组装盾构机、凿除洞门，根据施工区域特点进行反力架施工并密封洞门，安装负环管片，组织注浆回填、盾构作业。

3.2主要方法

盾构机始发阶段，需要重视施工参数控制，重点为掘进作业参数。初始掘进长度可以按照如下盾构机初始掘进长度公式确定。

L>F/2πrf

盾构机初始掘进长度公式中，L、F、r、f分别代表从始发井开始的衬砌长度、盾构千斤顶推力、衬砌外半径、注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力，单位分别应取m、N、m、N/M2。从特点上看，衬砌与周围地层的摩擦阻力、台车长度等直接决定作业效率，因此需要纳入分析范围内。同时，支撑和反力架可以为掘进作业提供辅助，出于克服摩擦力的目的，需要考虑掘进反力作业水平。如果始发井开始的衬砌长度超过了后续台车长度，L值不变；如果始发井开始的衬砌长度不超过后续台车长度，L值应以后续台车长度为基准，可超过始发井开始的衬砌长度。确定初始掘进长度后，可常规进行土体加固情况分析，组织掘进作业。

3.3施工要点

盾构机始发阶段施工作业需要关注以下关键要点：（1）施工前组织一般检验工作，确定设备、参数、技术方法、方案流程等均无异常；（2）结合验收情况进行施工，首先破除洞门；（3）在土体加固情况无异常的情况下进行掘进施工，提供应急处理方案应对可能出现的问题；（4）做好反力架、盾构姿态分析和核定；（5）负环管片定位精准，确保其满足使用需要，能够稳定提供盾构前进方向方面的服务；（6）组织配套施工，保证管片安装位置精准，提供泥浆护壁降低作业阻力；（7）技术处理废料，做好洞门圈间隙的封堵和填充注浆；（8）观察盾构机作业参数信息，一旦出现问题及时进行参数调整、降低掘进速度或予以提升。

4.地铁盾构法施工中盾构机转接技术

4.1技术流程

地铁盾构法施工中盾构机转接技术工艺流程也比较固定，无特殊要求的情况下，可以按照图2所示方式组织施工。

准备工作包括设施准备、方案分析、技术交底等，常规按照施工要求进行，并根据可能出现的变化做好调整准备。进入转接技术流程后，需要首先进行洞门凿除，之后做接收基座的安装与固定，核准施工无误后进行洞门密封安装、到达段掘进，最后进行盾构接收。

4.2主要方法

盾构机转接技术主要强调规范性，需要以一般原则和施工特点为基础，拟定完善的作业方案，通过现场跟踪保证技术应用规范、效果理想。原则上盾构机转接前，也需要提前做好转接区域土体加固，之后组织现场参数分析，在在盾构贯通前100m、50m处进行信息采集，评估方向是否无异常，同时进行接收洞门位置与轮廓信息采集，确定其参数稳定无异常。如果上述参数存在异常，需要进行盾构姿态调整，在此期间组织接收基座接收和安装，凿除接收洞门。靠近洞门区域的环管片需要进行拉紧处理，清除施工产生的各类废渣，保证接收设施位置稳定。在盾构机将达到接收区域时，进行防水装置安装，以降低泥浆、周边水体对施工产生的负面影响，之后将盾构机推出到接收区域，完成洞门封堵，利用临时设施进行盾构主机和后配套机械结构运输、分离和存放。

5结论

综上所述，地铁盾构法施工中盾构机转接始发技术比较复杂，专业性、安全性要求高，应以合理得当的技术方法提供支持，保证施工质量。具体工作中，盾构机始发阶段需要做好加固、盾构组装及试运转、安装反力架等工作，并进行安全验算、复核。进入转接阶段，应重视保证技术应用规范，做加固、洞门凿除、管片处理等工作，关注质量、规范性，以及盾构姿态控制。实际工作中，还应结合施工区域特点，以完善的施工方案为基础，保证盾构机转接始发技术应用稳定、施工安全，为地铁盾构法施工提供更多的综合保障。

参考文献

[1] 王睿，何朝君，朱元伟.西安地铁穿越地裂缝段隧道“先盾后扩”施工地表沉降规律[J].铁道建筑，2023，63（12）：6-10.

[2] 赵亮，谭凯旋，黄鑫.盾构地铁隧道施工引起地表沉降预测研究综述[J].低温建筑技术，2023，45（11）：143-146，150.

[3] 韩强，成铭，胡军勇，等.深圳地铁13号线石鼓-留仙洞站区间下穿既有车站的影响分析[J].建筑技术开发，2023，50（11）：69-71.

[4] 刘天宇.隧道盾构穿越施工对邻近既有隧道变形影响研究[D].南昌：华东交通大学，2023

[5] 曹淇乘.新建双线隧道下穿施工对既有双线隧道的影响分析[D].北京：北京交通大学，2023.