余梓

摘 要：隨著社會主義市場經(jīng)濟的高速穩(wěn)定發(fā)展，我國的現(xiàn)代化城市軌道建設(shè)速度不斷加快，全國各地興建了大量的地鐵工程，而地鐵施工需要面臨許多復(fù)雜的地層條件，這些復(fù)雜地質(zhì)條件給地鐵施工帶來了較大的難度。因此，必須結(jié)合實際施工情況合理應(yīng)用盾構(gòu)施工技術(shù)，科學(xué)、合理地控制盾構(gòu)機掘進施工參數(shù)，按照相應(yīng)的技術(shù)流程來進行操作，才能有效提升地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工質(zhì)量，確保地鐵隧道掘進施工的安全性。本文主要針對地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)進行深入分析，并提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：地鐵 復(fù)雜地質(zhì)條件 盾構(gòu)施工

中圖分類號：U45 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0036-02

近些年以來，我國城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，全國各大一二線城市紛紛建設(shè)地鐵工程，地鐵工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量逐漸增加，通過開發(fā)建設(shè)地鐵工程，能夠使城市的交通壓力得到有效降低，提高交通出行效率。但是地鐵施工與普通的建筑工程施工相比較而言，具有更大的難度，需要投入大量的資金、人力和物力。而且地鐵工程屬于地下工程，需要在地下環(huán)境中進行施工操作，面對復(fù)雜的地質(zhì)條件，如果沒有采用合適的施工技術(shù)，將會帶來許多安全質(zhì)量風(fēng)險。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持下，盾構(gòu)施工技術(shù)越來越先進，并且在地鐵施工中得到廣泛應(yīng)用，能夠有效提升地鐵施工的整體質(zhì)量和安全性，解決施工中存在的問題。因此，本文對地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用進行深入研究，以期能夠起到理論參考的作用。

1 工程概況

本文選擇武漢市地鐵交通七號線一期施工工程來展開研究，整個地鐵工程的總施工長度達到30.9km。該地鐵工程的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，包含了多種不同的巖土類型，在局部巖土地區(qū)存在球狀風(fēng)化體以及微風(fēng)化花崗巖，這種巖層土體具有較高的抗壓強度，所以，給盾構(gòu)施工帶來了較高的難度，而且地鐵軌道作為電氣化鐵路，必須設(shè)置鐵路路基，導(dǎo)致地鐵施工的地質(zhì)條件更加復(fù)雜。

2 地鐵盾構(gòu)施工中面臨的風(fēng)險和解決措施

2.1 自然風(fēng)險

由于地鐵盾構(gòu)施工大多在地下環(huán)境中進行施工操作，所以面臨著各種地質(zhì)災(zāi)害以及氣象災(zāi)害等自然風(fēng)險，在施工中遇到不良地質(zhì)條件，會導(dǎo)致風(fēng)險發(fā)生的幾率增大。但是在地下施工環(huán)境下，許多不良的地質(zhì)條件都能夠及時探測出來，并制定相關(guān)的處理措施，及時規(guī)避自然風(fēng)險，防止自然風(fēng)險帶來危害。

2.2 人為風(fēng)險

人為風(fēng)險也是影響地鐵盾構(gòu)施工的重要因素，其主要指的是地鐵盾構(gòu)施工的設(shè)計階段，設(shè)計方案不合理，施工技術(shù)問題、施工合同問題、財務(wù)資金投入問題、這些因素所帶來的風(fēng)險，所以，在施工之前，必須做好充足的準(zhǔn)備工作，及時預(yù)測這些人為風(fēng)險，并制定相應(yīng)的解決措施。

2.3 盾構(gòu)選型風(fēng)險

在選擇盾構(gòu)機的過程中，必須結(jié)合實際情況慎重選擇合用的盾構(gòu)機。首先，盾構(gòu)機主要利用刀盤道具來控制掌子面穩(wěn)定，所以必須結(jié)合地質(zhì)情況合理設(shè)計刀盤、配置刀具，刀盤和刀具容易磨損，需要提高刀盤刀具的強度，采用耐磨焊接技術(shù)來焊接刀盤面板，選擇刀具時可以選擇單刃滾刀、寬刃齒刀以及刮刀，而且要合理控制刀具之間的間距和高度。其次，盾尾密封容易出現(xiàn)失效風(fēng)險，泥水泄露會帶來沉降問題，所以必須采用密封性比較好的盾尾油脂，并且均勻涂抹在盾尾上，使其起到密封的作用。盾尾刷和管片也要選擇優(yōu)質(zhì)信號，避免盾尾在工作中出現(xiàn)擠壓破損的問題。

3 地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工的組織管理工作

3.1 選擇合適的盾構(gòu)機和盾構(gòu)施工工藝

由于該地鐵工程的地下地質(zhì)條件非常復(fù)雜，為了提高地鐵工程的施工質(zhì)量，滿足地鐵施工的處理需求，最終決定選擇使用2臺土壓平衡盾構(gòu)機相互配合輔助施工。同時，面對復(fù)雜的地質(zhì)條件，施工范圍比較廣泛，其中包含了許多復(fù)雜的程序，必須嚴(yán)格按照施工流程來進行操作，才能提高地鐵盾構(gòu)施工質(zhì)量。在本次地鐵工程施工中，采用的施工工藝要求比較高，不僅需要控制地面沉降反應(yīng)，而且需要把沉降值控制在合適的范圍之內(nèi)，盾構(gòu)掘進施工需要和洞內(nèi)輔助施工同步進行。

3.2 施工前的準(zhǔn)備工作

在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下進行盾構(gòu)施工，會出現(xiàn)許多不必要的風(fēng)險，所以必須做好施工前的準(zhǔn)備工作。首先需要對施工線路的地質(zhì)條件進行仔細(xì)勘探，通過勘探鐵路路基，能夠了解地質(zhì)條件所發(fā)生的變化，針對具體的變化情況做出正確的決策，對于始發(fā)路段以及加固地段，更需要進行仔細(xì)勘測，只有掌握充足的數(shù)據(jù)資料，才能為地鐵盾構(gòu)施工提供充足的依據(jù)。同時，為了保障地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工順利進行，必須提前設(shè)計科學(xué)、合理的技術(shù)方案，并做好技術(shù)交底工作，其中包括技術(shù)加固方案以及穿越鐵路的施工方案，把所有的突發(fā)事故和風(fēng)險因素考慮在內(nèi)，才能確保技術(shù)方案順利實施。

3.3 全面了解和掌握盾構(gòu)機工作性能

由于盾構(gòu)機在地下盾構(gòu)施工過程中，需要消耗大量的燃油，造成大量的成本支出，而且在盾構(gòu)機負(fù)荷狀態(tài)下進行操作，消耗的燃油量會急劇增加。因此，作為盾構(gòu)機操作人員，需要全面對盾構(gòu)機的工作性能進行了解，為盾構(gòu)機運行操作準(zhǔn)備充足的燃油能源，避免出現(xiàn)燃油使用不足的情況，而且也能控制成本損耗。

3.4 盾構(gòu)施工需要嚴(yán)格按照技術(shù)方案要求

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下進行盾構(gòu)施工，具有非常復(fù)雜的施工工藝，這些施工工藝細(xì)節(jié)之間具有較大的聯(lián)系，如果一個環(huán)節(jié)施工質(zhì)量不達標(biāo)，將會影響整體施工質(zhì)量。因此，在盾構(gòu)施工過程中必須嚴(yán)格按照技術(shù)方案要求進行操作，必須滿足施工規(guī)定要求，這樣才能控制整體施工質(zhì)量。同時，對于地鐵隧道的中心線需要進行合理控制，防止出現(xiàn)施工安全隱患。在選擇管片以及拼裝盾尾時，需要嚴(yán)格檢驗盾構(gòu)機拼裝質(zhì)量，保障盾構(gòu)機能夠順利完成作業(yè)。

4 地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)要點

4.1 土壓式平衡盾構(gòu)機施工技術(shù)

在地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下使用土壓式平衡盾構(gòu)機施工技術(shù)時，主要劃分為敞開式、半敞開式以及土壓平衡3種模式，具體的模式應(yīng)用需要結(jié)合實際地質(zhì)條件。例如：在全斷面巖層條件下，運用敞開式盾構(gòu)均金模式。在一些軟弱土層條件下，應(yīng)用土壓平衡模式，并及時改良土層。只有結(jié)合土層面的實際情況，綜合使用各種盾構(gòu)掘進模式，才能起到更好的效果。同時，對于盾構(gòu)機的掘進參數(shù)也要進行科學(xué)選擇，這些掘進參數(shù)指的是盾構(gòu)機的盾構(gòu)姿態(tài)、掘進速度、推力、刀盤轉(zhuǎn)速以及扭矩，針對土層的變化，需要及時調(diào)整掘進參數(shù)，合理控制螺旋機壓力以及轉(zhuǎn)速。在復(fù)雜地質(zhì)條件下進行掘進的過程中，需要合理控制注漿壓力、速度，確保盾構(gòu)機管片不會出現(xiàn)上浮問題，提高注漿質(zhì)量。

4.2 泥水加壓式平衡盾構(gòu)機施工技術(shù)

這種盾構(gòu)施工技術(shù)也是應(yīng)用比較普遍的施工技術(shù)，在應(yīng)用之前需要確定泥水性能，也就是檢測泥水密度。當(dāng)泥水的密度超過標(biāo)準(zhǔn)之后，將會給泥漿泵運轉(zhuǎn)帶來較大的阻力，所以，需要根據(jù)土層結(jié)構(gòu)和設(shè)備性能，來確定合適的泥水密度。在泥水加壓式平衡盾構(gòu)施工中，需要確保切口壓力穩(wěn)定，而且要降低推力與刀盤轉(zhuǎn)速，不斷調(diào)整導(dǎo)向油缸的長度和推進壓力，能夠使盾構(gòu)施工質(zhì)量得到合理控制。

5 結(jié)語

綜上所述，地鐵盾構(gòu)施工面臨許多復(fù)雜的地質(zhì)條件，作為施工技術(shù)人員，必須充分考慮現(xiàn)場實際情況，仔細(xì)勘察施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，選擇應(yīng)用合適的盾構(gòu)施工技術(shù)，嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進狀態(tài)和參數(shù)，才能提高盾構(gòu)施工質(zhì)量。

參考文獻

[1] 楊書江.復(fù)雜地質(zhì)條件下廈門地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險及對策[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2016，53（5）：188-193.

[2] 周誠，張涵濤.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的盾構(gòu)施工參數(shù)時間序列研究[J].鐵道工程學(xué)報，2017，34（3）：80-86.

[3] 于德海，張濤，姜諳男.復(fù)雜條件下地鐵盾構(gòu)施工過程的影響因素分析[J].鐵道工程學(xué)報，2015，32（5）：86-91.

[4] 胡長明，陸征宇，梅源，等.軟土地層地鐵盾構(gòu)施工風(fēng)險可拓評估方法研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2017，17（1）：21-26.endprint