侯云朋

（中鐵十八局三公司）

盾構(gòu)技術(shù)在城市地鐵施工中的應(yīng)用

侯云朋

（中鐵十八局三公司）

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化進程的不斷加快，城市交通壓力越來越大，僅依賴平面交通已經(jīng)無法滿足城市發(fā)展的需求，而地鐵的出現(xiàn)于推廣較好的解決了這一問題，盾構(gòu)技術(shù)作為城市地鐵施工過程中的重要技術(shù)，必須對其進行高度的重視，本文在此背景下，對盾構(gòu)技術(shù)在城市地鐵施工中的應(yīng)用進行了研究，進而促進城市的快速發(fā)展。

城市地鐵施工；盾構(gòu)技術(shù)；應(yīng)用

引言

地鐵對于一個城市的健康、快速發(fā)展來說，具有非常積極的促進作用。通過地鐵的應(yīng)用與推廣，可有效分流城市密集人群，進而解決了人們的出行問題，同時還能緩解城市中巨大的交通擁堵壓力，由此可以看出，地鐵在人們的日常生活中占據(jù)非常重要的地位。但一般情況下，人們都不會想到地鐵的施工，其作為地下軌道交通建設(shè)項目，建設(shè)難度較大，且對施工環(huán)境、地質(zhì)以及技術(shù)的要求也是相當(dāng)高的。通過運用盾構(gòu)技術(shù)，可較好的解決上述地鐵施工問題，進而為人們出行提供便利的條件。

1　盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于地鐵施工的優(yōu)勢

1.1安全性較高

盾構(gòu)技術(shù)通常是用于地下施工，所以其不會受到地面情況的干擾，同時還不會受到季節(jié)的影響，且可隨時隨地進行盾構(gòu)施工。此外，地面交通、河道、航運、季節(jié)性潮汐等外部條件根本影響不到地鐵施工，所以，通過盾構(gòu)技術(shù)進行地鐵的施工，能夠有效確保工程施工進度。在這種方法的作用下，還可以進行挖掘、襯砌等基礎(chǔ)施工操作。

1.2工作效率較高

通過應(yīng)用先進的設(shè)備，盾構(gòu)施工技術(shù)從其設(shè)計完成開始就可直接進入具體的施工操作，同時還可一次完成基礎(chǔ)工作中的開挖、支護、出土、襯砌施工，從而最大限度的提高了工程施工進度。此外，通過使用機械，還可改善工程施工條件，并將人從勞動中解放出來。這種施工方式，完全是應(yīng)用了現(xiàn)代最先進的技術(shù)，并以此來確保工程施工質(zhì)量。

1.3產(chǎn)生的危害較小

一般情況下，盾構(gòu)施工都是在地下進行的，且離地面還有很大的高度距離，所以，在應(yīng)用盾構(gòu)施工技術(shù)進行地下工程施工任務(wù)時，幾乎不會對地面造成影響，且在施工過程中，還具有振動小、噪聲低等優(yōu)點。除此之外，其只占用一部分道路，特別是隧道穿越工程，地面建筑群根本不受限制，還有一些必須要穿越河底的工程，地面、水面交通，都可以應(yīng)用盾構(gòu)施工技術(shù)，根本不會產(chǎn)

生任何危害。

1.4經(jīng)濟性更佳

對于盾構(gòu)施工技術(shù)，其在不同地質(zhì)條件下均可應(yīng)用，且在多車道隧道中也可做到分期施工、運營。同時，在使用盾構(gòu)施工技術(shù)在柔軟或含水量大的圍巖中進行施工時，其專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢就更加突顯，是多種施工方法中高性價比的一種施工作業(yè)。

2　盾構(gòu)技術(shù)在地鐵應(yīng)用中的相關(guān)參數(shù)—以土壓平衡式盾構(gòu)機為例

①平衡壓力值：P=KPH。其中：P主要指平衡總壓力；R是指土體平均重度，單位為kN/m3；H是指隧道埋深，單位為m；一般情況下，K取0.6～0.8。②出土量。每環(huán)理論出土量計算公式為：V1（πD2）/4。其中：D為最大直徑。③推進速度。通常取3～5cm/min；同時，當(dāng)有建筑物時可取1cm/min。④盾構(gòu)軸線。一般來說，其與設(shè)計偏離不得大于50mm。⑤地面變形量，通?？刂圃?10～30mm內(nèi)。⑥同步注漿。每環(huán)空隙計算公式為：V2=π（D2-d2）/4。其中：D是指盾構(gòu)外徑；d是指管片外徑。且壓漿量為空隙的150～250%。此外，對于土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝，其流程具體如圖1。

圖1　土壓平衡盾構(gòu)法施工工藝流程圖

3　地鐵施工盾構(gòu)法施工技術(shù)

3.1盾構(gòu)進出洞施工技術(shù)

將盾構(gòu)機應(yīng)用于城市地鐵工程：①需要利用盾構(gòu)機進行進洞施工。同時，對于整個地鐵工程來說，無論是利用盾構(gòu)機進行進洞還是出洞操作，其均具有非常重要的作用。②在施工過程中，進洞和出洞的成功與否直接決定了整個地下工程能否順利的完成。在利用盾構(gòu)機進行進洞施工時，一定要重視相應(yīng)的施工技術(shù)，同時，為了保證盾構(gòu)機進洞操作的順利完成，應(yīng)先確定施工具體路線，并避免出現(xiàn)過大的軸線誤差情況。

對于盾構(gòu)機進出洞作業(yè)，其具有較大的施工難度以及較為復(fù)雜的施工工序，針對此種情況，需認真對待工程地質(zhì)與環(huán)境的調(diào)查工作，并通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施來較好的完成進出洞施工。此外，在盾構(gòu)進出洞之前，還需做好各項準備工作，并嚴格審查盾構(gòu)出洞條件，進而保證盾構(gòu)能夠在安全可靠的基礎(chǔ)上順利的進出洞。

3.2盾構(gòu)掘進施工技術(shù)

盾構(gòu)機進出洞作業(yè)時盾構(gòu)掘進過程中的主要工作。對于盾構(gòu)施工技術(shù)，其主要是為了確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定，此時可通過優(yōu)化掘進參數(shù)來進行控制。此外，盾構(gòu)姿態(tài)是指盾構(gòu)掘進施工過程中的現(xiàn)狀空間位置；對于盾構(gòu)姿態(tài)的控制，其主要是指將盾構(gòu)軸線控制在工程設(shè)計允許偏差范圍內(nèi)。以上這些都直接決定了盾構(gòu)軸線的順利推進，以及工程后續(xù)工序管片拼裝的質(zhì)量?；诖?，必須高度重視盾構(gòu)掘進施工過程中涉及的盾構(gòu)姿態(tài)控制的始末，且其主要是通過十個方面的參數(shù)進行控制的，主要有注漿量與方式、盾構(gòu)坡度、盾構(gòu)姿態(tài)等。在城市地鐵工程施工過程中，相對應(yīng)的現(xiàn)場實際測量手段是實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化與良好匹配的重要前提，此時可通過結(jié)合地表沉降觀測的方式來進行參數(shù)優(yōu)化試驗工作，進而確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定。

3.3盾構(gòu)穿越粉砂層的施工技術(shù)

通常情況下，盾構(gòu)施工難度主要是由工程地質(zhì)條件決定的，淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土地層是比較理想的地質(zhì)，而粉砂層則會在一定程度上增加盾構(gòu)施工的難度，此時就需要采取特殊的盾構(gòu)施工技術(shù)來應(yīng)對。此外，對于盾構(gòu)穿越粉砂層施工過程中極為常見的問題，其主要表現(xiàn)為土體液化和出土口噴砂現(xiàn)象，所以必須提高工程正面土體的流動性與止水性。通過實行此措施，不僅可以適當(dāng)提高土艙壓力，進而避免正面土體發(fā)生液化；還能夠往土艙內(nèi)加入適當(dāng)?shù)哪嗤?，進而避免噴砂，并通過利用螺旋出土器出土的方式來提高土體的流動性。

3.4特殊斷面盾構(gòu)施工技術(shù)

對于特殊斷面盾構(gòu)，其主要可分為復(fù)圓形盾構(gòu)以及非圓形盾構(gòu)。其中，復(fù)圓形盾構(gòu)又可分為雙圓盾構(gòu)與三圓盾構(gòu)，雙圓盾構(gòu)通常適用于一次性雙線地鐵隧道、下水道、共同溝等的修建，而三圓形盾構(gòu)則適應(yīng)于地鐵車站的修建。非圓形盾構(gòu)主要包括橢圓形盾構(gòu)、馬蹄形盾構(gòu)等，對于這些分類，需依據(jù)隧道使用目的來加以選用。

此外，在進行特殊斷面盾構(gòu)施工時，不僅需要依據(jù)斷面實際形狀特性來采用特殊的盾構(gòu)機械進行施工，還需要時刻掌握工程發(fā)展趨勢，并在進行掘進作業(yè)時密切關(guān)注盾構(gòu)機的運行狀況。對于管片的組裝操作，不僅需要對斷面形狀進行考慮，還需周密的計劃其具體的分割數(shù)、組裝順序與組裝精度，且即使能夠確保管片組裝的正確，也需要對盾構(gòu)姿勢進行嚴格的管理與控制，尤其是在盾構(gòu)機出現(xiàn)偏離狀況時，需盡早采用超挖機構(gòu)、修正千斤頂?shù)冗M行修正。

3.5復(fù)合盾構(gòu)施工技術(shù)

盾構(gòu)是一種針對性較強的、專用的施工機械，這就意味著每臺盾構(gòu)機都是針對某一種具體的地質(zhì)水文條件而制定的。所以，如果在工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜時，利用常規(guī)的盾構(gòu)機是無法完成相應(yīng)的施工的，在這種情況下，復(fù)合盾構(gòu)施工技術(shù)就出現(xiàn)了，且目前已得到了城市地鐵工程的廣泛應(yīng)用。此外，通過應(yīng)用復(fù)合盾構(gòu)施工技術(shù)，可較好的解決普通盾構(gòu)機所無法解決的問題，進而全面推動城市地鐵工程施工質(zhì)量與水平的提高，并以此來為人民的生命安全提供保障。

4　結(jié)語

根據(jù)工程實際條件選用適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，能夠有效提高城市地鐵工程施工質(zhì)量?，F(xiàn)階段，隨著盾構(gòu)技術(shù)的逐漸成熟與完善，其必定會在未來的地鐵施工中發(fā)揮其越來越重要的作用。此外，只有選用具有良好效果的，且符合工程施工需求的施工技術(shù)，才能為城市地鐵行車安全、高效提供保障。

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2015-9-27