宋 嬌/中鐵四局城市軌道交通工程分公司

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淺析地鐵施工盾構(gòu)法的施工技術(shù)

宋 嬌/中鐵四局城市軌道交通工程分公司

【摘 要】為了緩解城市交通方面的壓力，城市地鐵軌道交通成為當(dāng)前重點(diǎn)建設(shè)工程，城市地鐵并逐步成為城市交通網(wǎng)絡(luò)和重要出行方式。城市地鐵的建設(shè)常用盾構(gòu)法進(jìn)行施工，這是當(dāng)前城市地鐵施工企業(yè)必須熟練掌握的技術(shù)，本研究就是根據(jù)地鐵施工盾構(gòu)法的實(shí)際應(yīng)用，展開了地鐵施工盾構(gòu)法的相關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用地鐵施工盾構(gòu)法的基礎(chǔ)性研討。

【關(guān)鍵詞】地鐵施工；盾構(gòu)法；施工技術(shù)；方法；應(yīng)用

引言

現(xiàn)在，城市化水平越來越高，城市在發(fā)展過程中，對交通帶來了很大的壓力，為了緩解交通方面的壓力，城市軌道交通成為了主要的方式，在進(jìn)行發(fā)展的過程中，地鐵成為了重要的交通工具，在進(jìn)行地鐵建設(shè)的時(shí)候，施工技術(shù)中最常使用的就是盾構(gòu)法?，F(xiàn)在地鐵建設(shè)速度也是非常快的，很多大城市為了解決城市交通問題將地鐵建設(shè)作為了規(guī)劃的重要內(nèi)容。為了保證地鐵工程建設(shè)，選擇合理的施工方法是非常重要的，在不斷的建設(shè)中，盾構(gòu)法施工是效果非常好的施工技術(shù)，在很多施工中都得到了應(yīng)用。在進(jìn)行地鐵建設(shè)時(shí)，隧道建設(shè)是非常重要的，采用盾構(gòu)法施工技術(shù)進(jìn)行施工，可以使用盾構(gòu)機(jī)作為隧道的掘進(jìn)設(shè)備，同時(shí)以盾構(gòu)機(jī)的盾殼作為支護(hù)，同時(shí)在施工中采用千斤頂作為支撐，這樣的施工方式可以取得更好的施工效果。

1.地鐵工程盾構(gòu)施工技術(shù)的施工原理

盾構(gòu)施工技術(shù)，顧名思義，其以盾構(gòu)機(jī)為主要施工設(shè)備進(jìn)行施工。盾構(gòu)機(jī)具有堅(jiān)強(qiáng)的盾構(gòu)鋼殼，可以為地下挖掘施工提供極為可靠的安全保障。在盾構(gòu)機(jī)挖掘行進(jìn)過程中，盾構(gòu)機(jī)的尾部同步進(jìn)行持續(xù)的注漿作業(yè)。注漿作業(yè)可以最大限度降低盾構(gòu)機(jī)挖掘過程中對周圍土層的擾動(dòng)，從而保障隧道的穩(wěn)定。盾構(gòu)機(jī)由刀盤、壓力艙、盾型鋼殼、管片和注漿體等部分組成，各部分各有作用，又相互配合，協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得盾構(gòu)機(jī)挖掘作業(yè)得以順利實(shí)施。盾構(gòu)機(jī)在土層中的挖掘作業(yè)實(shí)際上包括三方面內(nèi)容，一是確保開挖面穩(wěn)定，二是挖掘并排出土壤，三是進(jìn)行補(bǔ)砌和注漿作業(yè)。

2.地鐵工程盾構(gòu)施工技術(shù)的施工特點(diǎn)

盾構(gòu)施工技術(shù)屬于較為先進(jìn)的隧道挖掘技術(shù)，和傳統(tǒng)地鐵隧道施工技術(shù)相比，盾構(gòu)施工技術(shù)在施工過程中具有如下特點(diǎn)：一是盾構(gòu)施工大部分過程位于地下，對施工地點(diǎn)周邊環(huán)境影響很小，非常適合建筑密集、人群活動(dòng)頻繁的城市環(huán)境施工。在采用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行地鐵隧道施工時(shí)，施工活動(dòng)位于地面以下，施工過程中產(chǎn)生的噪音非常微弱，對周圍土層的振動(dòng)也小，不必像其它工程施工那樣需要線路沿線施工現(xiàn)場進(jìn)行特殊的布置安排，對地面活動(dòng)，特別是交通運(yùn)輸和周邊環(huán)境影響微弱。二是施工精度要求高。地鐵工程對于施工質(zhì)量和工程安全可靠性有著很高的要求，為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在工程施工時(shí)必須嚴(yán)格控制施工精度。在使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，由于盾構(gòu)機(jī)管片制作精度很高，從而保障了施工誤差能夠控制在一個(gè)極小的范圍內(nèi)。此外，盾構(gòu)機(jī)發(fā)掘作業(yè)時(shí)，只能向前行進(jìn)，無法做出后退動(dòng)作，一旦施工過程中出現(xiàn)后退現(xiàn)象，必然會(huì)造成盾構(gòu)裝置受到嚴(yán)重?fù)p傷，從而產(chǎn)生不可預(yù)估的后果，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度和施工安全。為確保施工安全，在施工前期，施工人員一定要做好充分準(zhǔn)備，防止任何可能導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)后退現(xiàn)象的發(fā)生。另外，盾構(gòu)機(jī)屬于專業(yè)設(shè)備，其設(shè)備參數(shù)與施工條件之間具有較為嚴(yán)格的針對性，施工隧道斷面不同，盾構(gòu)機(jī)的設(shè)備參數(shù)也不一樣。在進(jìn)行斷面面積大小不同的隧道施工時(shí)，必須對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)改造，甚至是專門設(shè)計(jì)制造，否則無法保證施工質(zhì)量。

3.地鐵工程盾構(gòu)施工中的技術(shù)控制要點(diǎn)

盾構(gòu)施工技術(shù)含量很高，為保障工程質(zhì)量，必須對各工序和操作予以嚴(yán)格控制，確保施工質(zhì)量。下面對盾構(gòu)施工各主要階段的施工技術(shù)控制要點(diǎn)逐一進(jìn)行分析，以幫助大家更好的理解和把握：

3.1盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞時(shí)的作業(yè)控制

在使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，進(jìn)洞和出洞作業(yè)是盾構(gòu)機(jī)工作的基礎(chǔ)操作和主要組成，其操作質(zhì)量對于盾構(gòu)施工來說具有極其重要的影響。如果進(jìn)洞或出洞作業(yè)出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。為此，必須切實(shí)做好盾構(gòu)進(jìn)出洞作業(yè)，確保施工質(zhì)量。盾構(gòu)進(jìn)洞前，首先要正確選擇隧道施工路線，防止軸線發(fā)生過大偏差。同時(shí)，要做好施工路線周圍地質(zhì)環(huán)境勘察，針對可能會(huì)對盾構(gòu)施工造成負(fù)面影響的因素，提前制定科學(xué)可靠的防范措施，避免施工事故發(fā)生。在盾構(gòu)出洞前，也要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格審查各項(xiàng)出洞條件，確認(rèn)各項(xiàng)條件符合出洞標(biāo)準(zhǔn)后方可出洞。

3.2盾構(gòu)機(jī)挖掘前進(jìn)時(shí)施工作業(yè)控制

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)作業(yè)是盾構(gòu)施工的主體，在整個(gè)盾構(gòu)施工過程中占據(jù)最大的比例。在進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，最主要的是要盡量減少盾構(gòu)施工對周圍土層的影響，防止對土層產(chǎn)生過大的擾動(dòng)，確保盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定性。為達(dá)到這一目的，在施工過程中一般通過調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過程中，盾構(gòu)姿態(tài)是一個(gè)非常重要的概念，其指的是盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的現(xiàn)狀空間位置，盾構(gòu)姿態(tài)是評價(jià)盾構(gòu)軸線與設(shè)計(jì)軸線之間的偏差是否滿足設(shè)計(jì)要求的重要指標(biāo)，盾構(gòu)姿態(tài)的好壞，直接影響到盾構(gòu)掘進(jìn)施工的順利進(jìn)行和后面管片拼裝作業(yè)的質(zhì)量高低。所以，在進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)姿態(tài)。施工過程中，對盾構(gòu)姿態(tài)的控制是通過對注漿量、注漿方式、盾構(gòu)坡度等十項(xiàng)參數(shù)的控制來實(shí)現(xiàn)的。為確保各項(xiàng)參數(shù)控制精準(zhǔn)，準(zhǔn)確可靠的實(shí)地測量是必不可少的。施工人員通過一系列規(guī)范化的科學(xué)測量，并結(jié)合盾構(gòu)掘進(jìn)過程中地面沉降的情況對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而保證盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定。此外，為保障掘進(jìn)過程中土體壓力波動(dòng)始終處于允許范圍內(nèi)，必須隨時(shí)注意盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度和排土量的調(diào)整。

3.3盾構(gòu)穿越粉砂層時(shí)施工作業(yè)控制

隧道線路周圍地質(zhì)條件對于盾構(gòu)施工影響巨大。對于盾構(gòu)施工來說最為理想的施工環(huán)境是淤泥質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土地層，如果施工線路途經(jīng)粉砂層，那么施工難度將會(huì)大幅提高，必須運(yùn)用一些特殊的方法。土體液化和出土口噴砂是粉砂層土體盾構(gòu)施工的主要困難。要解決這個(gè)問題，就必須提升正面土體的流動(dòng)性與止水性。具體施工中，可以通過適當(dāng)提高土艙壓力和向土艙內(nèi)加泥的方法予以處理。

4.結(jié)束語

地鐵盾構(gòu)施工方法是一種綜合性較強(qiáng)的施工技術(shù)，在應(yīng)用過程中要不斷進(jìn)行探索和實(shí)踐，這樣才能使這種施工技術(shù)更加的成熟，同時(shí)也能更好的發(fā)展地鐵施工方法。盾構(gòu)法涉及到的學(xué)科包括機(jī)械工程、自動(dòng)化控制、測量工程、巖土工程和液壓傳動(dòng)，在未來的發(fā)展過程中，是離不開各個(gè)學(xué)科的專家共同努力和合作的，共同研制適合我國地質(zhì)條件的盾構(gòu)機(jī)械，才能讓盾構(gòu)技術(shù)更好地為我國地鐵和隧道工程建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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