◎楊海濤

地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)

◎楊海濤

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展之下，人們的出行需求也在發(fā)生著變化。交通日益擁擠的今天，地鐵的優(yōu)勢(shì)更加凸顯，有了地鐵之后交通的擁擠情況有了一定的緩解。作為當(dāng)今人們使用的重要交通，地鐵的施工有著更高的技術(shù)性要求，這樣一來(lái)才能夠保證地鐵高速、平穩(wěn)的運(yùn)行，以及安全可靠的使用。地鐵的施工技術(shù)主要是依托于盾構(gòu)法來(lái)施工建設(shè)的，這種施工技術(shù)與其他的施工不同，在地鐵工程當(dāng)中有著很多不可替代的顯著優(yōu)勢(shì)。本文主要對(duì)地鐵施工中的盾構(gòu)法施工技術(shù)進(jìn)行分析，探究其工作原理和施工技術(shù)特點(diǎn)，闡述其在地鐵施工當(dāng)中具體的應(yīng)用以及優(yōu)勢(shì)。

隨著社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步，人們的交通方式發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的地上交通、水路交通，發(fā)展到了空中的飛機(jī)交通?？萍嫉倪M(jìn)步是所有這些交通方式的發(fā)展基礎(chǔ)，如今人類(lèi)的發(fā)展已經(jīng)不能滿足于以上的幾種交通方式。人口的增多，土地資源的減少，陸路交通中車(chē)輛的嚴(yán)重增多，這些都是陸路交通日益擁堵不能滿足人們生活、工作出行需求的誘因。于是在這種情況下地下交通---地鐵誕生了。有了地鐵之后，交通的方式不再是傳統(tǒng)的陸路交通單一形式了，在豐富交通方式的同時(shí)地鐵也方便了人們的出行和日常生活工作的交通需求。乘坐地鐵不會(huì)有堵車(chē)的擔(dān)憂，不會(huì)出現(xiàn)紅綠燈的困擾，不會(huì)存在速度緩慢上班遲到的煩惱。地鐵之所以受到各個(gè)城市交通發(fā)展建設(shè)的青睞，就是其運(yùn)行快速、平穩(wěn)、便利的優(yōu)點(diǎn)。這一切都是基于地鐵的有效施工建設(shè)，主要的施工方法就是盾構(gòu)法。城市地鐵的建設(shè)也就是近代1971年開(kāi)始的事情，那時(shí)候北京修建了第一條地鐵。地鐵發(fā)展至今其施工技術(shù)也在不斷發(fā)展，盾構(gòu)法施工技術(shù)的歷史也僅僅10來(lái)年的時(shí)間。隨著施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的不斷發(fā)展，城市地鐵的盾構(gòu)法施工技術(shù)越來(lái)越適應(yīng)城市地鐵軌道的建設(shè)與發(fā)展，傳統(tǒng)的施工方式由此逐漸被盾構(gòu)法施工技術(shù)而取代，盾構(gòu)法逐漸的成為了主要的城市地鐵施工技術(shù)。

盾構(gòu)法的施工原理以及施工特點(diǎn)

施工原理。地鐵盾構(gòu)施工法，是利用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。盾構(gòu)機(jī)是城市地鐵盾構(gòu)法的主要機(jī)械設(shè)備，主要由挖掘系統(tǒng)、穩(wěn)定支撐系統(tǒng)和注漿系統(tǒng)組成。盾構(gòu)機(jī)的主要功能是在通過(guò)支撐和穩(wěn)定來(lái)保護(hù)挖掘的孔洞。在盾構(gòu)機(jī)的尾部以注漿施工對(duì)隧道圍巖進(jìn)行加強(qiáng)，進(jìn)而達(dá)到城市地鐵隧道的挖掘、支撐和加強(qiáng)作用。

施工特點(diǎn)。一方面，城市地鐵盾構(gòu)法的環(huán)境影響小尤其是在實(shí)際的施工當(dāng)中盾構(gòu)法沒(méi)有較大的震動(dòng)以及較大的噪音，這一特點(diǎn)使得盾構(gòu)法能夠在各種環(huán)境以及條件下進(jìn)行施工作業(yè)，這有利于提高城市地鐵建設(shè)的施工速度。盾構(gòu)法施工技術(shù)特別適用于軟土地層以及軟弱含水層中的隧道掘進(jìn)，其主要的組成包括：盾構(gòu)殼體、拼裝系統(tǒng)、出土系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)。

城市地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)的施工程序

施工前的準(zhǔn)備工作。為了保證施工的正常進(jìn)行，在施工前期階段要做好充分的準(zhǔn)備工作。主要的過(guò)程是施工許可、審理工程設(shè)備、施工計(jì)劃這些環(huán)節(jié)要做好充足的準(zhǔn)備。并且，在現(xiàn)場(chǎng)安置方面，要依據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行。為了方便管片吊運(yùn)與完結(jié)出土，要合理規(guī)劃集土坑位置，管片堆場(chǎng)、管片出場(chǎng)通道與行車(chē)的方位。在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出場(chǎng)地方面，首先，盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入施工洞的時(shí)候要對(duì)相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)和參數(shù)進(jìn)行確定，要對(duì)進(jìn)洞技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這是確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞和施工的重要基礎(chǔ)。

進(jìn)洞。盾構(gòu)的進(jìn)洞前要進(jìn)行地基加固工作。在盾構(gòu)機(jī)即將進(jìn)入加固區(qū)前要重復(fù)核對(duì)平面和高程偏移量，比較實(shí)際洞門(mén)偏移量。核對(duì)管片路程進(jìn)入加固區(qū)要調(diào)整施工參數(shù)。

出洞前的盾構(gòu)掘進(jìn)施工。盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)施工是整個(gè)城市地鐵施工的重要環(huán)節(jié)，也是建設(shè)城市地鐵工程的技術(shù)要點(diǎn)，盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)工作是其在出洞之前的主要工作，盡可能的減小盾構(gòu)機(jī)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。

出洞。為了觀察加固土體的狀況并取樣，加固是否滿足出洞需求要根據(jù)依據(jù)樣洞樣土氣味和流水狀況加以判斷。若樣土有水泥的味道，流水清澈而不夾雜泥沙，就證明加固滿足出洞需求。若樣土有其他問(wèn)道，流水狀況不好，則不符合出洞需求，要重新加固。加固好的土體概要安裝襪套防水設(shè)備和鉸鏈板。在有關(guān)專家檢驗(yàn)合格后，破除開(kāi)端洞門(mén)。之后，要運(yùn)用兩腰千斤頂使盾構(gòu)機(jī)水平運(yùn)轉(zhuǎn)，為了消減正面阻力，刀盤(pán)要靠在土體上，開(kāi)端要保證土壓平衡。開(kāi)動(dòng)刀盤(pán)前要確保刀盤(pán)沒(méi)有碰到導(dǎo)向軌跡和放水設(shè)備。刀盤(pán)接觸到土體后出洞成功。

試推。試推的目的在于了解盾構(gòu)機(jī)性能及地質(zhì)狀況，選擇合適的施工參數(shù)。由于土體較硬，在加固區(qū)要加強(qiáng)地上的檢測(cè)頻率，適當(dāng)操控推動(dòng)的速度與出土量，開(kāi)啟超挖刀和恰當(dāng)注水削減土體的阻力。盾尾離開(kāi)加固區(qū)后，要盡快填充管片和盾構(gòu)外面之間的間隙，進(jìn)行同步注漿。

正常推動(dòng)。試推過(guò)后進(jìn)入正式推動(dòng)環(huán)節(jié)，即是依照試推期間的施工參數(shù)，盡量快的推動(dòng)。每推動(dòng)一環(huán)，就要使管片的偏移量落在合理的范圍之內(nèi)，這就要求要依據(jù)丈量人員的報(bào)表調(diào)整糾偏量和千斤頂四個(gè)區(qū)域油壓。在軸線的操控中，其高程和平面要操控在合理范圍之內(nèi)，高程操控為確保超前量，要用垂球吊，否則難以調(diào)解。

盾構(gòu)法的施工優(yōu)勢(shì)

盾構(gòu)法施工技術(shù)相較于其他施工技術(shù)有著不可替代的顯著優(yōu)越性。前文也提到，在進(jìn)行地鐵的施工時(shí)，使用盾構(gòu)法可以減少施工過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的噪音，對(duì)環(huán)境的影響程度很小，適用于城市中各種施工的環(huán)境，不受某一特定環(huán)境的限制。在建設(shè)工程的施工當(dāng)中有一個(gè)很大的問(wèn)題就是施工時(shí)間的漫長(zhǎng)以及難以把控，但是盾構(gòu)法的應(yīng)用使得地鐵的建設(shè)速度大大提高，加快了城市地鐵的規(guī)?；ㄔO(shè)。

除了以上的優(yōu)勢(shì)以外，盾構(gòu)法還具有更重要的優(yōu)越性，就是城市地鐵盾構(gòu)法的精度非常高，施工的運(yùn)行基礎(chǔ)是機(jī)械工程、自動(dòng)控制工程以及測(cè)量工程。與此同時(shí)，盾構(gòu)法在經(jīng)濟(jì)上也有著超前的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用盾構(gòu)法進(jìn)行施工可以有效的節(jié)約施工的成本，在相關(guān)的技術(shù)上做到操作熟練還可以大大的降低人工的成本以及管理上的成本，這無(wú)疑是其他施工技術(shù)無(wú)法達(dá)到的。

總而言之，城市地鐵的建設(shè)當(dāng)中盾構(gòu)法毫無(wú)疑問(wèn)是目前為止最合適也是最好的施工方法之一，具備優(yōu)越的綜合性，施工安全可靠性強(qiáng)，施工的速度快，節(jié)約施工成本，質(zhì)量高。希望在日后的地鐵盾構(gòu)法發(fā)展技術(shù)的支持下，我國(guó)的地鐵事業(yè)能夠更加完善和繁榮。

（作者單位：中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司城市軌道交通工程分公司）