周建華

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030024）

地鐵作為城市中重要的交通工具，為人們的出行帶來了極大的便利。近年來，我國諸多中大城市開始修建地鐵，盾構(gòu)法已經(jīng)成為地鐵施工過程中最為重要的技術(shù)之一，存在諸多顯著的優(yōu)勢。但是濟(jì)南市軌道交通R3號線一期工程5標(biāo)項(xiàng)目在具體的施工過程中仍然會面臨諸多問題，例如地表沉降、地層損失、土體位移等問題。為此，要重視盾構(gòu)法的設(shè)計(jì)與施工，進(jìn)而保重工程的整體質(zhì)量。

1.地鐵盾構(gòu)法

濟(jì)南市軌道交通R3號線一期工程5標(biāo)王舍人站、工業(yè)北路站（包含圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程、主體結(jié)構(gòu)工程、盾構(gòu)始發(fā)井工程、盾構(gòu)接收井工程等。

盾構(gòu)法主要是利用鋼組件沿著隧洞軸線前進(jìn)的同時(shí)，開挖土壤這個(gè)原理。鋼組件能夠有效地防護(hù)開挖空間，一直到開始與最終的隧洞襯砌完成。但是在此過程中，盾構(gòu)法要承受周圍地層所賦予的壓力，并防止地下水的滲透。該結(jié)構(gòu)不僅能夠承受住來自周圍地層所給予的壓力，還能夠在地層中利用支撐的方式推動千斤頂。在隧道內(nèi)部，若想實(shí)現(xiàn)盾殼的支護(hù)能力，要在其內(nèi)部構(gòu)建永久的襯砌，進(jìn)而利用超高安全性的刀盤來挖掘地層，并將配管片安裝在隧道的尾部位置，這樣就可以形成永久性的襯砌。

2.地鐵盾構(gòu)法在施工過程中存在的問題

結(jié)合濟(jì)南市軌道交通R3號線一期工程的實(shí)際情況來看，在地鐵盾構(gòu)施工過程中依舊存在諸多不確定的因素，具體如下。

2.1 地表沉降

在利用盾構(gòu)法施工的過程中，造成地表沉降的主要原因就是新的盾構(gòu)隧道內(nèi)部在不停地接近，因此會導(dǎo)致地表橫向沉降槽。與此同時(shí)，橫向沉降槽會受到地層次與縱向沉降變位的多種影響，其外形也會受到一定的影響，例如出現(xiàn)與Peck相似的沉降曲線。本標(biāo)段工業(yè)北路站位于工業(yè)北路與奧體中路交叉口，對地表沉降影響最大的一個(gè)因素就是正交隧道施工，如不斷增大的頂應(yīng)力、不斷減小的隧道凈距與埋深，還會導(dǎo)致圍巖條件發(fā)生惡化的情況，這些因素都會使得地表沉降的數(shù)量上升。與此同時(shí)，在隧道周邊的地下管線也會對地表沉降量造成一定的影響，最為常見的就是人們在生活中的排污管、煤氣管等。為了確保盾構(gòu)隧道與地表橫向沉降槽相匹配，這些地下管線都是以正交橫斷面沉降的趨勢分布。

2.2 地層損失

本工程位于濟(jì)南市老城區(qū)泉群的東部，南北向橫穿整個(gè)城區(qū)，可能會對一些淺層水系產(chǎn)生影響，施工過程中要注意加強(qiáng)水脈的保護(hù)及節(jié)水措施的落實(shí)。由于盾構(gòu)推進(jìn)而導(dǎo)致土體位移的情況在地鐵施工中也是較為常見的一種情況，主要是由盾構(gòu)通過時(shí)、盾構(gòu)通過后組成。通過比較可以得知，盾構(gòu)前的位移發(fā)生的幾率較小，在盾構(gòu)離開后的幾個(gè)月才會得以確定，為此，盾構(gòu)通過時(shí)是導(dǎo)致位移的主要階段，進(jìn)而對地層造成嚴(yán)重的損失。

2.3 掘進(jìn)過程中出現(xiàn)偏移

由于地鐵在修建過程中，都是在地面以下，加上我國的地理環(huán)境較為復(fù)雜，導(dǎo)致地鐵隧道地層巖面會出現(xiàn)較大的起伏，例如部分地層斷面會出現(xiàn)風(fēng)化的情況。盾構(gòu)機(jī)在環(huán)境惡劣的條件下工作，刀盤會出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象，很難控制姿態(tài)，掘進(jìn)的速度也不會平衡，這樣就會導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)的機(jī)頭向上彎曲或者下垂的問題，并在很大程度上降低了盾構(gòu)機(jī)的工作效率。

3.防治措施

3.1 合理選擇盾構(gòu)機(jī)

目前，濟(jì)南很多隧道工程在建設(shè)過程中，最為廣泛的一種盾構(gòu)應(yīng)用模式即土壓平衡式。其原因主要是借助全斷面的切削刀盤，將正面的土體切削后，將其置入密封艙內(nèi)，確保艙內(nèi)的壓力能夠與開挖面的水土壓力保持平衡的狀態(tài)，進(jìn)而降低盾構(gòu)推進(jìn)過程中對土層土體的影響，以此來降低地層沉降發(fā)生的可能性。根據(jù)管線的分布及特點(diǎn)，建立各自的安全區(qū)域，掛標(biāo)志牌，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備操作時(shí)對管線造成碰撞。確保各類管線閘、閥始終處于正常的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)閘、閥出現(xiàn)滲水、漏氣等異常情況，立即查明原因，采取措施并與管理單位取得聯(lián)系，確保管線安全。因此，在具體的施工過程中，要合理地選擇盾構(gòu)機(jī)，并結(jié)合不同盾構(gòu)機(jī)所具備的特性來降低地面沉降發(fā)生的情況。

3.2 合理注漿

由于注漿的原因也會造成地面出現(xiàn)沉降的可能，因此，在施工過程中，要重視對注漿的要求，合理注漿。與此同時(shí)，可以提升注漿的速度，確保在第一時(shí)間進(jìn)行注漿，并合理把控漿液的比例，在此基礎(chǔ)上，還要把控好注漿的量，保證注漿量是在科學(xué)的范圍內(nèi)，最大限度上降低由于注漿量不足而引發(fā)地層變形的情況，進(jìn)而確保工程施工時(shí)的安全與質(zhì)量。

3.3 實(shí)地考察

結(jié)合上文的敘述可得知，出現(xiàn)地面沉降的原因并非是單一的，而是會受到內(nèi)部與外部多種因素的影響。因此，在前期施工時(shí)，要對所要施工的土地條件、地質(zhì)、覆土程度、地下水位的變化情況進(jìn)行實(shí)地考察。例如，在地震事故中，屬于突發(fā)性安全事件。民工宿舍基本采用活動板房搭建，存在安全隱患。尤其是在建筑密集區(qū)、施工場地物料堆積區(qū)，一旦感覺到震感，立刻撤離此類區(qū)域。與此同時(shí)，施工單位還要派遣專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行全方位的調(diào)查，對以上要素的變化情況實(shí)時(shí)進(jìn)行分析，這樣才能夠確保后期施工的穩(wěn)定進(jìn)行，最大限度上降低地層變形的可能性。

3.4 將地層位移控制在合理的范圍

項(xiàng)目部和民工宿舍基本采用活動板房搭建，各食堂基本使用液化氣，存在火災(zāi)隱患，易發(fā)生火災(zāi)；施工現(xiàn)場工種多、立體交叉作業(yè)的環(huán)境，在施工過程中也存在著火災(zāi)隱患。特別是在施工的高峰期間，明火作業(yè)較多，易燃材料較多，極易發(fā)生火災(zāi)事故。因此，要注意物體的擺放位置，在上述問題分析的過程中，盾構(gòu)通過時(shí)是造成地層損失的主要環(huán)節(jié)。為此，在這一階段要控制好地層位移，并將其控制在合理的范圍內(nèi)。為了降低地層的損失，還要進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)督，避免出現(xiàn)位移過大的情況。

3.5 減少開挖地面的擾動

為了降低位移發(fā)生的可能性，在施工過程中，還要對開挖地面減少擾動的影響。因此，可以利用合理的氣壓值或者正面支撐的方式來避免土體坍塌的情況。另外，還要在第一時(shí)間對比地面沉降的觀測值與土倉壓力，進(jìn)而確保土倉壓力在合理的環(huán)境，保證土倉平衡。此外，在推進(jìn)油缸時(shí)，要將推進(jìn)速度控制在15mm/min的范圍內(nèi)，并派遣專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行定期的檢查，技術(shù)人員主要的檢測內(nèi)容即盾構(gòu)機(jī)匣不與島臺結(jié)合的具體情況，管片情況，并確保盾構(gòu)機(jī)的底回的填料保持在飽滿的狀態(tài)，盾構(gòu)機(jī)是在沿導(dǎo)臺中心的方向進(jìn)行推進(jìn)。此外，還需要對盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期的檢測，并結(jié)合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)整，確保參數(shù)是在合理的范圍內(nèi)。

結(jié)束語

盾構(gòu)法是地鐵施工中一項(xiàng)重要的施工技術(shù)，具備多種優(yōu)勢，也是經(jīng)過多年實(shí)踐而形成的一項(xiàng)施工技術(shù)。但是對于濟(jì)南地鐵在實(shí)踐過程中出現(xiàn)的不足，專業(yè)的技術(shù)人員要提高警惕，本著實(shí)事求是的原則，不斷提升自身的綜合素養(yǎng)與實(shí)踐能力，進(jìn)而確保地鐵施工的安全與質(zhì)量。