周登峰

摘 要：盾構(gòu)機是一種用于工程施工的工程器械，具有較高的應(yīng)用價值，廣泛的應(yīng)用到隧道施工、地鐵施工等中。有效地轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)隧道施工的施工模式，在提高施工自動化程度的基礎(chǔ)上，可以有效減少施工的勞動強度，提高施工效率，且采用盾構(gòu)機施工，可以有效減少對地上部分的干擾，保障地面部分建筑的安全。近年來，隨著對盾構(gòu)機的研究不斷深入，國內(nèi)外學(xué)者均展開了對盾構(gòu)機的深入分析和研究，且取得了一定的成就，使得盾構(gòu)機技術(shù)水平和施工效率均顯著提升。在分析盾構(gòu)機研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，加強對盾構(gòu)機的應(yīng)用實踐解讀，結(jié)合某市城市地鐵的工程實例，對盾構(gòu)機的具體應(yīng)用實踐進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機 研究現(xiàn)狀 隧道施工 盾構(gòu)法 應(yīng)用實踐

中圖分類號：TH112 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0032-03

隧道工程是一項復(fù)雜的工程項目，涉及內(nèi)容較多，且具有較高的風(fēng)險，容易引發(fā)安全事故的產(chǎn)生。而為了提高施工的效率和施工的安全系數(shù)，盾構(gòu)機得到了有效的應(yīng)用，應(yīng)用盾構(gòu)機的施工方式，被稱之盾構(gòu)施工技術(shù)。盾構(gòu)技術(shù)的有效應(yīng)用，對推動隧洞施工的效率和安全，使具有直接的影響。盾構(gòu)機在具體的施工中，可以應(yīng)用于各類復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，具有極高的適應(yīng)性，符合諸多工程的基本需求。基于此，該文對盾構(gòu)機的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合某工廠的基本情況，詳細(xì)地對盾構(gòu)機的應(yīng)用實踐展開探討，具體內(nèi)容如下。

1 盾構(gòu)機的研究現(xiàn)狀分析

盾構(gòu)機是一種高效的工程施工機械，可以為工程的施工效率和施工安全提供基礎(chǔ)，距盾構(gòu)機的問世已經(jīng)度過了180多年，主要是由英國科學(xué)家研發(fā)，后期在日本、德國得到了進(jìn)一步功能擴展，使其的功能性更加強大，可以有效完成對相關(guān)工程施工作業(yè)?，F(xiàn)階段，盾構(gòu)機已經(jīng)成為諸多工程中提高效率和安全的有效施工類型，且逐漸衍伸處盾構(gòu)施工技術(shù)。目前，國內(nèi)的研究人員，仍舊致力于盾構(gòu)機的相關(guān)研究工作，L Ran等結(jié)合盾構(gòu)機的基本結(jié)構(gòu)情況，為了實現(xiàn)盾構(gòu)機具體掘進(jìn)過程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，設(shè)計出一種有效的監(jiān)控系統(tǒng)，為盾構(gòu)機的安全運行提供基礎(chǔ)。國內(nèi)科學(xué)家同樣對盾構(gòu)機做出了相關(guān)的研究，國內(nèi)對盾構(gòu)TBM施工大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)工作，這項工作是現(xiàn)階段盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點實驗室深度融合盾構(gòu)TBM和施工技術(shù)、大數(shù)據(jù)理念的重要創(chuàng)新，可以為盾構(gòu)TBM設(shè)備管理、盾構(gòu)TBM施工管理、成本管理提供基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動國內(nèi)地下工程、隧道工程的創(chuàng)新和發(fā)展。綜合國內(nèi)外研究人員，盾構(gòu)機及其相關(guān)技術(shù)均得到強化和改進(jìn)，使得盾構(gòu)更加符合隧道工程、地下工程的需求，提高工程的安全性和效率性，積極推動工程項目的順利建成。

2 盾構(gòu)機分析

盾構(gòu)機作為工程施工中的重要機械類型，具備諸多功能，具有切削土體、輸送渣滓、隧道襯砌和測量導(dǎo)向糾偏等能力，對于推動隧道工程和地下工程的整體施工效率和安全性具有直接的影響。根據(jù)盾構(gòu)機的基本情況可以對盾構(gòu)機進(jìn)行分類，其中具體的盾構(gòu)機分類情況如以下幾點。

（1）敞開式。所謂敞開式盾構(gòu)機主要有：手掘式、半機械式的盾構(gòu)機，敞開式盾構(gòu)機主要適用地質(zhì)條件較好的區(qū)域的，具體的應(yīng)用中，需要借助相關(guān)輔助工作使得盾構(gòu)機可以保持穩(wěn)定，開挖過程中，主要是從頂部逐漸向下開挖。施工中，如果遇見地質(zhì)條件突變的情況，使得地質(zhì)條件變差的情況發(fā)生，需要借助相關(guān)特定的器材保持敞開式盾構(gòu)機的穩(wěn)定。采用敞開式盾構(gòu)機時，需要盡可能地降低對地層造成的影響，保障施工的安全。

（2）機械切削式。這類盾構(gòu)機具備一個具有直接的全斷面旋轉(zhuǎn)切削刀盤，由這個刀盤完成切削工作。且根據(jù)刀盤的大小情況，可以應(yīng)用到不同規(guī)格的工程施工中。其中，刀架有封板的機械切削盾構(gòu)機可以應(yīng)用到的全部的地形環(huán)境中，具有較強的適用能力。大刀盤的盾構(gòu)機具有極強的切削能力，可以有效地完成大型工程項目的施工任務(wù)。但是，由于大刀盤的體積較大，這也就使得在具體的施工中，所需要消耗的動力較大。

（3）網(wǎng)格式。這類開挖方式，主要是對開挖面進(jìn)行處理，使得開挖面可以分成許多格子，且由土體自身之間的相關(guān)作用力實現(xiàn)開挖面的支撐。盾構(gòu)機的前進(jìn)過程中，就能夠?qū)⑿枰_挖土體從網(wǎng)格中的擠出。施工中，可以根據(jù)土體的具體情況，合理地對網(wǎng)格的規(guī)格進(jìn)行調(diào)整。但是，采用這類盾構(gòu)開挖方式，可能會導(dǎo)致盾構(gòu)機出現(xiàn)后退的情況，影響施工的安全和效率。故此，網(wǎng)格式盾構(gòu)機施工中，需要合理對盾構(gòu)機后退的現(xiàn)象進(jìn)行控制。

（4）擠壓式。采用擠壓式盾構(gòu)機，對地層擾動較大的，可能會引起地表變形。故此，擠壓式盾構(gòu)機施工過程中，需要合理的對出土量進(jìn)行控制，且做好周邊土體的擠密工作，進(jìn)而保障工程的安全和質(zhì)量。

此外，根據(jù)盾構(gòu)機的技術(shù)情況，還存在一些新興的盾構(gòu)機其中主要有異圓形斷面盾構(gòu)機、特種盾構(gòu)機、超大口徑和小口徑圓形斷面盾構(gòu)機，其中不同類型的盾構(gòu)機具有不同的功能特點和適應(yīng)特點。具體的工程施工中，需要合理地選擇盾構(gòu)機，進(jìn)而保障工程的整體安全性和穩(wěn)定性。

3 盾構(gòu)機的應(yīng)用實踐

盾構(gòu)機在具體的應(yīng)用中，需要結(jié)合工程的基本情況，展開盾構(gòu)機的應(yīng)用，該文結(jié)合某地鐵工程的基本情況，詳細(xì)地對盾構(gòu)機的具體應(yīng)用展開探討。

3.1 工程實例

工程為某市城市地鐵，以工程中的盾構(gòu)區(qū)間為例，盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)容，均采用盾構(gòu)施工，其中盾構(gòu)的起止里程為DK10+573.295～DK11+955.650，區(qū)間左線全長為1 412.477 m，右線全長為1 395.112 m。其中，盾構(gòu)區(qū)間段內(nèi)，DK11.395為左右聯(lián)絡(luò)通道，為單圓隧道，區(qū)間距為25.66 m。線路主要呈現(xiàn)“V”型坡，最大縱坡為25%。其中，土層以沖積層和雜填土為主，沖積層主要石油中粗砂、使粉質(zhì)粘土，厚度在1.3～6.7 m。雜填土普遍分布，結(jié)構(gòu)松散，主要是由粘性土、碎石等構(gòu)成，其中厚度為0.5～3.5 m。

3.2 盾構(gòu)機選型原則

在具體的盾構(gòu)機選型中，需要結(jié)合具體隧道盾構(gòu)區(qū)間圍巖類型、圍巖的強度和周邊裂隙的基本情況，詳細(xì)地對區(qū)間含水量等進(jìn)行分析，這些因素是影響盾構(gòu)機選型的主要因素。在綜合分析盾構(gòu)區(qū)地址條件的基礎(chǔ)上，需要保障盾構(gòu)機在具體的施工中，對地面造成的影響最小，保障地面的整體穩(wěn)定性。故此，盾構(gòu)機選型時，需要在了解工程地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對施工周邊區(qū)域的建筑、環(huán)境等信息展開綜合解讀，保障盾構(gòu)機選型的有效性。

3.3 盾構(gòu)機施工

（1）施工準(zhǔn)備工作，在盾構(gòu)機的實踐應(yīng)用中，該工程從施工的前期準(zhǔn)備工作開始，對洞門施工和洞門地層的加固工作，確保盾構(gòu)施工的安全性，減少安全隱患的發(fā)生。

（2）盾構(gòu)機組裝，在具體的盾構(gòu)機應(yīng)用中，需要合理展開盾構(gòu)機的整體組裝工作。由于受到場地的影響，盾構(gòu)機的具體組裝，可以分為井下組裝和后配套地面組裝。在組裝之前，需要根據(jù)盾構(gòu)機的具體規(guī)模，做好前期準(zhǔn)備工作，該工程采用120 t的拖車，300 t的履帶吊和50 t的汽車吊，綜合完成對盾構(gòu)機的組裝工作。該工程中采用的盾構(gòu)機的重量為99 t的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，故此，該工程采取的吊裝方式，可以完成對盾構(gòu)機的吊裝。

（3）盾構(gòu)機的就為調(diào)試，盾構(gòu)機組裝完成后，需要對盾構(gòu)機的整體性進(jìn)行檢測檢驗，判斷是否存在設(shè)備損壞的情況。檢測檢驗完成后，采用空載調(diào)試的方式，觀察盾構(gòu)機的電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等的工作情況，在完成相關(guān)使儀表設(shè)備的調(diào)試?？蛰d調(diào)試完成后，展開負(fù)載調(diào)試，負(fù)載調(diào)試主要是對各類管線的負(fù)載情況。

（4）盾構(gòu)機始發(fā)，始發(fā)階段是盾構(gòu)機應(yīng)用實踐的關(guān)鍵內(nèi)容，結(jié)合如圖1所示的盾構(gòu)機始發(fā)流程展開對盾構(gòu)機的始發(fā)。

（5）盾構(gòu)機的試掘進(jìn)，結(jié)按照始發(fā)流程完成相關(guān)工藝施工，需要合理展開盾構(gòu)機的試掘進(jìn)，在具體地試掘進(jìn)階段，需要保障相關(guān)工作人員掌握盾構(gòu)機的具體操作方式，和相關(guān)配套工藝，并對盾構(gòu)機掘進(jìn)過程中的地表隆陷、地中位移和建筑位移等參數(shù)，為保障盾構(gòu)區(qū)間安全提供基礎(chǔ)。

（6）盾構(gòu)機正常掘進(jìn)，在試掘進(jìn)完成后，且相關(guān)工作人員操作經(jīng)驗豐富，工藝流程完善后，且對地面影響參數(shù)在接受范圍內(nèi)，通過提升掘進(jìn)的速度、注意安全、重視質(zhì)量等內(nèi)容，嚴(yán)格按照盾構(gòu)機掘進(jìn)的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開盾構(gòu)機的正常掘進(jìn)。

（7）接收段的掘進(jìn)施工，按照地鐵車站的基本情況，合理地展開盾構(gòu)機接收段的掘進(jìn)施工任務(wù)，具體的施工中，需要對盾構(gòu)機的掘進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行控制，且有效地與各類工序的銜接工作，避免銜接不當(dāng)導(dǎo)致工程的整體安全。具體的接收端掘進(jìn)施工，需要做好接收地段的土體加固、盾構(gòu)機位置確定和具體掘進(jìn)、相關(guān)安裝工作，從而有效完成接收段的施工任務(wù)。

（8）管片施工與襯砌注漿，結(jié)合工程的具體需求合理地展開管片施工，通常情況下，管片是由盾構(gòu)過程中由盾構(gòu)機完成。注漿是避免地層下陷和增加工程段防水能力的基礎(chǔ)?？梢赃x擇適當(dāng)注漿材料、注漿液配合比，進(jìn)而保障工程的整體性和安全性。

（9）調(diào)頭和拆卸，調(diào)頭是促使盾構(gòu)機回復(fù)到初始位置，并完成拆卸的基礎(chǔ)，具體的調(diào)頭中需要嚴(yán)格地按照規(guī)范展開，并由專門的工作人員負(fù)責(zé)指揮。拆卸同樣需要按照規(guī)范展開，保障盾構(gòu)的質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過分析盾構(gòu)機的研究現(xiàn)狀和具體情況，對國內(nèi)外盾構(gòu)的研究情況和具體情況，再對盾構(gòu)機的具體應(yīng)用實踐進(jìn)行分析，為相關(guān)工程的整體安全性和功能性提供基礎(chǔ)，實現(xiàn)相關(guān)工程的安全和質(zhì)量。

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