莫宏巖

摘要：近年來我國科技水平的提升，交通建設(shè)的施工技術(shù)在不斷的提高。目前，多數(shù)城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)工程中，應(yīng)用了盾構(gòu)技術(shù)。此技術(shù)的應(yīng)用，是使用盾構(gòu)機(jī)，控制隧道巖石以及開挖面，避免發(fā)生塌陷問題，同時開展隧道出渣和挖掘作業(yè)，在隧道內(nèi)部形成襯砌，并且進(jìn)行灌漿作業(yè)，保證隧道施工作業(yè)順利開展。從應(yīng)用效果來看，該技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。本文就城市軌道交通系統(tǒng)中盾構(gòu)施工技術(shù)問題展開探討。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通系統(tǒng);盾構(gòu)施工技術(shù);技術(shù)要點(diǎn)

1盾構(gòu)施工技術(shù)概述

依據(jù)城市軌道交通工程地層情況，可把盾構(gòu)施工技術(shù)，劃分為以下四類：（1）以巖層為主的城市軌道交通，典型地區(qū)為青島和重慶等。（2）以砂卵為主的城市軌道交通，典型地區(qū)為北京和成都等。（3）以巖層和軟弱地層交變?yōu)橹鞯某鞘熊壍澜煌?，典型地區(qū)為廣州和南京等。（4）以軟弱地層為主的地下車站和隧道，比如上海。地質(zhì)條件不同，采取的施工方式不同。在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合具體情況來選擇。

2技術(shù)對比

在我國，按照不同的地層特性，可將城市軌道交通的工程建設(shè)分成四類：①砂卵層;②巖層;③巖層和軟弱層交替;④軟弱層。因工程地質(zhì)條件有所差異，所以適用的施工方法也不同。縱觀城市軌道交通發(fā)展歷程，其工程建設(shè)施工方法主要有以下幾種：（1）明挖法：占地面積較大，無法在對交通流量有特殊要求的地段施工，且場地直接暴露在外，易對自然環(huán)境造成破壞，現(xiàn)階段已基本不會用到該方法。（2）盾構(gòu)法：該方法既不會影響城市各項(xiàng)功能，又不會對周圍自然環(huán)境造成任何破壞。除了在盾構(gòu)豎井位置必須占用一定面積的場地外，整個沿線幾乎無需設(shè)置額外的施工場地，不涉及臨時拆裝與搬遷，所以十分適宜在城市中應(yīng)用。盾構(gòu)施工對地下水沒有特殊要求，無需進(jìn)行降水，而且也不會產(chǎn)生污染、振動與噪聲?？蓪嗝娉叽纭⒙裆畹茸鳛橐罁?jù)設(shè)計(jì)專門的盾構(gòu)機(jī)，有著極強(qiáng)的適用性。另外，盾構(gòu)法還有很高的施工精確度，比如管片制造精度甚至可以達(dá)到機(jī)械制造水平。因斷面無法自由調(diào)整，所以對管片拼裝與軸線偏位等都提出了很高的精度要求。（3）礦山法：礦山法雖然占用施工場地較小，但其施工所造成的地表沉降較難控制，通常情況下，對地面建筑物及地下管線都有一定的影響甚至造成破壞。同時，施工必須確保開挖面無水作業(yè)，因此需要在沿線普遍降低地下水。降水施工需要在地面施工大量的降水井，不僅提高了工程造價，還造成了對地下水的污染，而且在城區(qū)道路狹窄和地面建筑物密集區(qū)，沒有施做降水井的條件。由于人工開挖和支護(hù)，因此施工進(jìn)度慢，作業(yè)效率低，勞動強(qiáng)度大，安全性差。施工的防水質(zhì)量不易保證。施工對地表沉降的控制難度較大，尤其是在不良地質(zhì)段或地面房屋密集區(qū)施工時，很難將地表沉降控制在較小范圍內(nèi)。（4）蓋挖法：蓋挖法雖然占用場地時間短，對地面干擾小，安全，但施工工序復(fù)雜，交叉作業(yè)，施工條件差。它多用于修建地鐵車站。（5）暗挖法：雖然該方法對地面造成的干擾相對較小，造價低，但由于其機(jī)械化程度極低，所以施工進(jìn)度很慢，需要投入大量的人力，安全風(fēng)險較大。

3城市軌道交通系統(tǒng)中盾構(gòu)施工技術(shù)問題分析

3.1盾構(gòu)施工技術(shù)容易出現(xiàn)的問題及其解決辦法

（1）加固不牢固。在施工初始階段，出現(xiàn)頻率最多的問題是端頭土體施工不牢固，其主要的解決辦法是考查端頭土體的實(shí)際狀態(tài)，針對性地選用合適的加固技術(shù)，在加固位置和始發(fā)井間會有孔隙，要采用其他的方法解決。（2）打開洞門時有土體坍塌。打開洞門時，經(jīng)常發(fā)生土體塌陷以及流失，如果出現(xiàn)問題的面積小，則可以先破壞洞門混凝土，同時用噴素混凝土將土體臨空面緊密封閉起來。（3）開始時盾構(gòu)工具出現(xiàn)“叩頭”現(xiàn)象。在開始的時候，盾構(gòu)工具接觸掌子面、離開加固位置時就會發(fā)生盾構(gòu)工具“叩頭”的問題。所以，一般在開始時，要將盾構(gòu)工具的位置提高，用科學(xué)的方法設(shè)置始發(fā)導(dǎo)軌，加快運(yùn)行速度，這樣就可以防止“叩頭”或緩解“叩頭”造成的危害。（4）支撐系統(tǒng)不平衡。在某些條件下，因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)在施工中出現(xiàn)推力或扭動幅度突然變大，致使其失去平衡，就會致使所有的始發(fā)工作前功盡棄。要預(yù)防支撐系統(tǒng)出現(xiàn)失去平衡的情況，另外，在開始環(huán)節(jié)及時檢查支撐系統(tǒng)狀態(tài)。

3.2做好障礙物清除工作

開展盾構(gòu)施工作業(yè)，常會遇到地下障礙物，為了保證施工順利開展，要采取預(yù)處理的方式，做好障礙物清除工作，確保盾構(gòu)能夠順利通過。對于障礙物的清理工作，尤其是錨索拔除，存在著較大的技術(shù)難度，常出現(xiàn)拔斷問題。基于此，需要做好技術(shù)分析，制定完善的拔除方案，力求的一次性拔除，使得盾構(gòu)順利通過，保證城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)施工進(jìn)度和質(zhì)量。

3.3溫度失衡問題

溫度失衡問題主要體現(xiàn)在冷卻水和通風(fēng)機(jī)兩方面，具體表現(xiàn)是盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭的溫度比別的位置高、油溫度驟升、通風(fēng)不好等。盾構(gòu)機(jī)的正常運(yùn)行和工作人員的工作效率主要受溫度情況的影響。針對溫度問題，解決辦法如下。（1）合理增加倉內(nèi)的水量。盾構(gòu)工作時，增加含水量，可以濕潤渣土，縮短刀盤冷卻時間，結(jié)果良好。（2）嚴(yán)格把關(guān)進(jìn)口冷卻水水溫?？刂评鋮s水溫度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（3）根據(jù)施工環(huán)境不斷改善原有盾構(gòu)機(jī)的通風(fēng)效果。本工程主要利用機(jī)內(nèi)安裝抽風(fēng)式盾構(gòu)機(jī)，因?yàn)樘鞖獾仍蛑率箼C(jī)內(nèi)抽風(fēng)力度不強(qiáng)，操作室溫度很高。要及時修理，將其改為機(jī)內(nèi)壓風(fēng)。（4）其他問題的避免及解決辦法。①當(dāng)洞口出現(xiàn)水土流失，導(dǎo)致地表塌陷，應(yīng)該立即封堵和填充地表;②地下水位提升出現(xiàn)水土流失、洞口封堵效果不好時，應(yīng)該從洞里面向洞口不斷灌注漿液，洞口從下而上漸漸封堵、填滿地表;③接收架設(shè)置不科學(xué)，應(yīng)該立即處理掉刀盤下面的導(dǎo)軌，重新布置接收架;④盾構(gòu)所處狀態(tài)控制不合理，致使管片磨損非常嚴(yán)重時，應(yīng)該立即在此檢查到達(dá)導(dǎo)線網(wǎng)的情況，加強(qiáng)測量精度的操作標(biāo)準(zhǔn)，一定高度關(guān)注接收導(dǎo)軌高程控制。

3.4合理選擇盾構(gòu)法

在城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)工作中，盾構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用，需要合理選擇盾構(gòu)法，進(jìn)而保證施工的效率和精度。目前，常用的盾構(gòu)法如下：（1）橢圓斷面盾構(gòu)法。在具體應(yīng)用中，盾構(gòu)機(jī)的圓形刀盤，按照相應(yīng)的角度，開挖前方土體，使其形成橢圓斷面，進(jìn)而滿足工程施工要求。有效減少渣土量，便于縮減開挖面積，保證開挖面的穩(wěn)固性。（2）多圓盾構(gòu)法。在實(shí)際應(yīng)用中，將圓形刀盤，按照前后相錯的形式，連接起來，重疊刀盤中心，開挖多種形式的斷面。（3）偏心多軸盾構(gòu)法。在實(shí)際應(yīng)用中，充分結(jié)合主軸和曲柄，將刀架安裝固定在曲柄軸上，結(jié)合城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)工程需求，通過自由拼接曲率分塊，形成不同的開挖斷面。城市軌道交通系統(tǒng)工程施工中，可以選擇的盾構(gòu)施工法比較多。為了保證工程施工技術(shù)應(yīng)用的效率和質(zhì)量，進(jìn)而保證工程施工的質(zhì)量。

4結(jié)語

為適應(yīng)城市發(fā)展需要，盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)加快創(chuàng)新和發(fā)展速度，盡早實(shí)現(xiàn)自動化、智能化和多樣化的目標(biāo)，并自主研發(fā)新型盾構(gòu)設(shè)備，在發(fā)揮盾構(gòu)重要作用的同時提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：中鐵九局集團(tuán)第四工程有限公司）