（九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

地鐵隧道盾構(gòu)法施工質(zhì)量控制重點及措施

蘇恒宇

（九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

隨著城市地面交通壓力逐漸增大，各個城市相繼開始興建地鐵，地鐵給人們的生活出行帶來了諸多便利，在地鐵實際施工實踐中，盾構(gòu)法因其多種優(yōu)勢已經(jīng)成為了地鐵施工的主要施工方法。實踐中，盾構(gòu)法施工的隧道，因采用襯砌一次成型，如若不及時做好施工質(zhì)量的控制，當(dāng)發(fā)生施工質(zhì)量問題時，基本很難再進(jìn)行大規(guī)模的修補(bǔ)與整改，因此，地鐵相關(guān)現(xiàn)場施工人員，必須熟悉地鐵隧道的施工質(zhì)量控制重點及相關(guān)措施方法，唯有這樣才能確保地鐵隧道的安全。本文根據(jù)筆者實踐相關(guān)經(jīng)驗對盾構(gòu)法施工質(zhì)量控制重點及相關(guān)措施進(jìn)行了簡要的探討，旨在能為地鐵隧道盾構(gòu)法施工實踐提供些許參考與借鑒。

地鐵施工；盾構(gòu)法；質(zhì)量控制；措施

1 .盾構(gòu)施工法的概念

1.1 盾構(gòu)施工法的原理

使用盾構(gòu)機(jī)，一方面控制開挖面以及周圍土體，不發(fā)生失穩(wěn)坍塌，另一方面進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，且在機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿，進(jìn)而實現(xiàn)，不擾動周圍土體而修筑隧道的方法。所謂“盾”指的是控制開挖面穩(wěn)定性的壓力艙和刀盤、支護(hù)周圍土體的盾構(gòu)鋼殼，所謂“構(gòu)”則是指構(gòu)成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。盾構(gòu)法施工作為當(dāng)前地鐵施工的主要方法之一，其原理即在盡可能，不擾動圍巖的基礎(chǔ)上完成地鐵隧道的施工，以期最大限度地降低對地面建筑物以及地下埋設(shè)物的影響。為達(dá)到這一預(yù)期目標(biāo)，除利用壓力艙內(nèi)泥土或泥水壓力，來平衡開挖面上的相互作用以外，亦可以使用土壓力及水壓力刀盤和盾構(gòu)鋼殼，從而被動地實現(xiàn)支護(hù)作用；

1.2 盾構(gòu)施工階段劃分

依據(jù)盾構(gòu)施工在時間順序上的不同，可以將盾構(gòu)法施工進(jìn)行三階段的劃分，具體為：始發(fā)作業(yè)階段、盾構(gòu)掘進(jìn)階段和盾構(gòu)到達(dá)階段。盾構(gòu)施工始發(fā)作業(yè)階段，其實施的主要內(nèi)容為： 建造盾構(gòu)工作井、進(jìn)洞口土體加固、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)安裝等；掘進(jìn)階段的主要作業(yè)內(nèi)容為：初推段掘進(jìn)施工、盾構(gòu)連續(xù)掘進(jìn)施工以及掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換等；第三個階段的主要作業(yè)內(nèi)容包括： 接收井洞口土體加固以及盾構(gòu)機(jī)拆卸并運(yùn)出地面等操作。

2 .盾構(gòu)施工中常見的質(zhì)量問題原因分析

2.1 管片滲水的原因分析

（1）管片自身存在的質(zhì)量問題。在管片出廠生產(chǎn)時，密封墊溝槽部位的混凝土，如果不密實存在有氣泡、水泡等質(zhì)量缺陷時，在拼裝完成管片后，水會繞過密封墊，從氣泡水泡孔處滲漏進(jìn)來從而導(dǎo)致管片滲水。

（2）管片止水條出現(xiàn)脫落。實踐生產(chǎn)過程中，管片間如果發(fā)生了碰撞，導(dǎo)致止水條發(fā)生脫落或斷裂，會導(dǎo)致密封墊無法形成閉合的防水圈，進(jìn)而導(dǎo)致管片的滲水現(xiàn)象。

（3）管片與盾構(gòu)的姿態(tài)不佳。管片與盾構(gòu)的姿態(tài)不佳，直接會降低管片的拼裝質(zhì)量，導(dǎo)致管片間的錯位，相鄰的管片止水帶未能正常壓緊吻合，從而引發(fā)管片的漏水。

（4）管片襯背注漿不飽滿。當(dāng)管片襯背注漿不飽滿時，如果管片密封條貼合并不是完全密實，管片頂部如果存有積水，便會在密封墊壓實比較薄弱點出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.3 進(jìn)出洞段隧道質(zhì)量問題原因探析

根據(jù)筆者實踐相關(guān)經(jīng)驗分析，進(jìn)出洞段成型隧道常見的質(zhì)量問題，主要產(chǎn)生緣由有：一是，負(fù)環(huán)管片，通常采用配筋率較低的管片或者老舊管片來實現(xiàn)代替，這樣就導(dǎo)致了盾構(gòu)始發(fā)時，容易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致破損現(xiàn)象的發(fā)生。負(fù)環(huán)破損以及變形，較容易導(dǎo)致前幾環(huán)管片的破損與錯臺。二是，在出洞，往往因為盾構(gòu)剛組合裝調(diào)試完畢，此時，機(jī)械以及人機(jī)磨合均還未達(dá)到理想狀態(tài)，盾構(gòu)施工相關(guān)參數(shù)未經(jīng)由實踐的檢驗，將會出現(xiàn)與實際地層不匹配的情況。

2.4 聯(lián)絡(luò)通道處成型隧道質(zhì)量問題原因探析

因為聯(lián)絡(luò)通道位于隧道內(nèi)部的最低點，實踐中尤其是那些采用“V”型縱坡設(shè)計的隧道區(qū)間，一般情況下，聯(lián)絡(luò)通道處于隧道縱坡拐點處附近。如若隧道區(qū)間平面曲線也位于該曲線上時，隧道便位于線型控制最不利的位置點，一旦盾尾間隙、轉(zhuǎn)彎環(huán)管片點位選擇、推進(jìn)油缸行程差不能夠精準(zhǔn)的匹配地鐵區(qū)間后期線性時，將導(dǎo)致盾尾內(nèi)的管片脫出盾尾后的管片，進(jìn)而導(dǎo)致錯臺、錯縫、擠裂等現(xiàn)象的發(fā)生。

3 .加強(qiáng)地鐵隧道盾構(gòu)施工質(zhì)量控制的措施

3.1 設(shè)置正確的盾構(gòu)參數(shù)，以確保始發(fā)掘進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

盾構(gòu)機(jī)的正常運(yùn)作需要平穩(wěn)的環(huán)境，因此需要實時對相關(guān)作用力進(jìn)行測算，確保作用力大小維持在合理的范圍內(nèi)，確保不超出參考系數(shù)。實踐中具體的參數(shù)應(yīng)由地質(zhì)測量而來，唯有保持參數(shù)的穩(wěn)定，才能確保盾構(gòu)施工的進(jìn)程與質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)以土質(zhì)、埋深為主要依據(jù)，然后依據(jù)水土合算方法，計算出理論的土倉壓力，與此同時制訂出恰當(dāng)?shù)耐羵}壓力，以設(shè)置土倉內(nèi)平衡的壓值。保證盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程的平穩(wěn)，確保標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計，防止意外發(fā)生，確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3.2 盾構(gòu)法施工中避免管片上浮的措施

地鐵施工過程中經(jīng)常存有管片上浮的情形，這就要求地鐵施工從業(yè)者深入了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，準(zhǔn)確地使用相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)做好比對，用數(shù)據(jù)來指導(dǎo)現(xiàn)場的實際操作，并作為現(xiàn)場盾構(gòu)施工的最基本依據(jù)，這就要求現(xiàn)場相關(guān)施工人員的技術(shù)素質(zhì)一定要不斷提升。在掘進(jìn)施工過程中，要準(zhǔn)確控制好方法、速度以及推力，對盾構(gòu)機(jī)作業(yè)加強(qiáng)控制，調(diào)整和優(yōu)化千斤行程差，讓千斤頂正常發(fā)揮作用，避免出現(xiàn)超出等問題，結(jié)合測量得到的最后結(jié)果，不斷優(yōu)化和調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的相關(guān)參數(shù)及管片拼裝數(shù)量與時間，確保盾構(gòu)施工進(jìn)程與質(zhì)量，延長使用年限。

3.3 盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)出洞施工要點

在地鐵施工實踐過程中，盾構(gòu)設(shè)備的進(jìn)洞以及出洞過程的好壞，事關(guān)整個地鐵工程整體完成的的質(zhì)量高低。首先要確定好地鐵盾構(gòu)施工的路線，不得出現(xiàn)太大的軸線偏差，防止造成時間與資金上較多不必要的浪費，盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)出洞的施工工序較為復(fù)雜，唯有精準(zhǔn)的設(shè)計，充分的準(zhǔn)備才能動工，需要安排一段時期動態(tài)且仔細(xì)的審查盾構(gòu)相關(guān)設(shè)備，依據(jù)地質(zhì)環(huán)境的不同，判斷設(shè)備是否具備進(jìn)出洞的條件，如果不適合，則需要及時更換或者改用其他的方法進(jìn)行施工，確保在可靠安全的前提下順利實現(xiàn)盾構(gòu)設(shè)備進(jìn)出洞過程。

3.4 盾構(gòu)法施工中控制地面沉降的措施

盾構(gòu)法施工不可避免的會影響地面的沉降，為確保地面沉降不會導(dǎo)致工程事故，必須要控制好注漿時間、劑量、壓力等參數(shù)，尤其是要對漿液的配合比要嚴(yán)密參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以確保注漿的效果。實踐中可采取多次壓漿的方法，該方法是避免施工中地表發(fā)生劇烈沉降的最優(yōu)方法；其次，正面支撐并輔助以合理氣的壓值，也可以有效地避免土體發(fā)生坍塌；此外，還需把握好開挖面的出土量，不得多挖或少挖，及時控制好局部可能出現(xiàn)的超挖情況。確保地面沉降在可控范圍內(nèi)。

結(jié)束語

隨著城市地鐵工程項目的不斷興建，人們的交通出行越來越方便快捷，盾構(gòu)法施工因其多方面的優(yōu)勢，已經(jīng)成為地鐵實踐施工中最常采用的施工方法之一。盾構(gòu)法施工過程，工序時間較短、持續(xù)工作時間較長，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場的流水施工作業(yè)，因此實踐中對施工相關(guān)人員素質(zhì)也提出了較高的要求，相關(guān)從業(yè)人員因不斷參加繼續(xù)教育，不斷加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)于施工實踐，相關(guān)人員因不斷加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制，并制定出切實有效的質(zhì)量控制措施，唯有這樣才能確保隧道施工質(zhì)量、以及盾構(gòu)法施工的安全。

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