論盾構(gòu)法施工的技術(shù)要點

周全

【摘要】本文在調(diào)閱了大量文獻的基礎(chǔ)上，對地鐵施工中常見的盾構(gòu)方法進行了研究。從始發(fā)和到達、掘進 、襯砌、壓注等方面總結(jié)了諸多優(yōu)勢，由于其具有場地作業(yè)少，隱蔽性好，因噪音和震動引起的環(huán)境影響小；隧道施工的技術(shù)難度和費用完全不受覆土深度的影響，適用于覆土深的隧道施工；穿越河底或者海底時，施工不影響航道的正常通行，也不受天氣的影響；穿越地面建筑群和地下管線群時，施工可以不影響周圍環(huán)境；自動化程度高，勞動強度低，速度較快的特點，今后必將更多的應用于工程建設(shè)的各個領(lǐng)域。

【關(guān)鍵字】盾構(gòu) 始發(fā) 掘進 技術(shù)

1、引言

盾構(gòu)法（1）是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構(gòu)機械在地中推進，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。 盾構(gòu)既是一種施工機具，也是一種強有力的臨時支撐結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)機外形上看是一個大的鋼管機，較隧道部分略大，它是設(shè)計用來抵擋外向水壓和地層壓力的。它包括三部分：前部的切口環(huán)、中部的支撐環(huán)以及后部的盾尾。大多數(shù)盾構(gòu)的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。其施工示意圖如下：

2、盾構(gòu)機的始發(fā)和到達

盾構(gòu)機的始發(fā)（2）是指利用臨時拼裝管片等承受反作用力的設(shè)備，將盾構(gòu)機從始發(fā)口進入地層，沿所定的線路方向掘進的一系列施工作。始發(fā)設(shè)備一般包括始發(fā)臺、反力座、臨時拼裝管片。始發(fā)臺根據(jù)盾構(gòu)機設(shè)置的位置（高度、方向）和盾構(gòu)機的重量、盾構(gòu)機械組裝作業(yè)的施工性等來確定少用工字鋼和鋼軌器材材料安裝而成。反力座和臨時拼裝管片是根據(jù)管片的運進和出碴空間等來確定形狀，注意要根據(jù)主體管片開始襯砌的位置來確定臨時拼裝管片和反力座的位置。始發(fā)施工作業(yè)步驟包括始發(fā)準備作業(yè)、拆除臨時墻和掘進。盾構(gòu)機的到達是指在穩(wěn)定地層的同時，將盾構(gòu)機沿所定路線推進到豎井邊，然后從預先準備好的大開口處將盾構(gòu)機拉進豎井內(nèi)，或推進到到達墻的指定位置后停下等待的一系列作業(yè)。

3、盾構(gòu)的掘進

盾構(gòu)掘進（3）時必須根據(jù)圍巖條件，保證工作面的穩(wěn)定，適當?shù)卣{(diào)整千斤頂?shù)男谐毯屯屏Γ厮肪€方向準確地進行掘進。掘進時應注意以下問題：（1）正確地使用千斤頂所需臺數(shù)和重要的位置，使之產(chǎn)生推力按設(shè)計的線路方向行走，并能進行必要的糾偏；（2）不應使開挖面的穩(wěn)定受到損害，一般是在開挖后立即推進，或在開挖的同時進行推進。每次推進的距離可為一環(huán)襯砌的長度，也可為一環(huán)襯砌長度的幾分之一，推進速度約為10～20mm/min。襯砌組裝完畢后，應立即進行開挖或推進，盡量縮短開挖面的暴露時間；（3）不應使襯砌等后方結(jié)構(gòu)受到損害，推進時應根據(jù)襯砌構(gòu)件的強度，盡力發(fā)揮千斤頂?shù)耐屏ψ饔?。為使每臺千斤頂?shù)耐屏Σ恢逻^大，最好用全部千斤頂來產(chǎn)生所需推力。在曲線段、上下坡、修正蛇行等情況下，有時只能使用局部千斤頂，要盡量多增加千斤頂?shù)氖褂门_數(shù)。在當采用的推力可能損壞襯砌等后方結(jié)構(gòu)物時，應對襯砌進行加固，或者采取一定的措施；（4）為使盾構(gòu)能在計劃路線上正確推進、預防偏移、偏轉(zhuǎn)及俯仰現(xiàn)象的發(fā)生，盾構(gòu)隧道施工前，應在地表進行中線及縱斷面測量，以便建立施工所必須的基準點。

4、襯砌、壓注

4.1襯砌

襯砌的施工是依照組裝管片的順序從下部開始逐次收回千斤頂。管片的環(huán)向接頭一般均錯縫拼裝。組裝前徹底清掃，防止產(chǎn)生錯臺存有雜物，管片間應互相密貼。注意對管片的保管、運輸及在盾尾內(nèi)進行的安裝時，管片的臨時放置問題，應防止變形及開裂的出現(xiàn)，防止翻轉(zhuǎn)時損傷防水材料及管片端部。

4.2注漿

采用與圍巖條件完全相適合的注漿材料及注漿方法，在盾構(gòu)推進的同時或其后立即進行注漿，將襯砌背后的空隙全部填實，防止圍巖松弛和下沉增加結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性?；靥钭{除可以防止圍巖松弛和下沉之外，還有防止襯砌漏水、漏氣，保持襯砌環(huán)早期穩(wěn)定的作用，故必須盡快進行注漿，而且應將空隙全部填實。為填充襯砌背后的空隙，還有與注漿材料相類似的擴大襯砌直徑、在襯砌背后安裝漿袋、向漿袋中注漿的方法。 注漿可在一邊推進盾構(gòu)一邊進行，也可在盾構(gòu)推進終了后迅速進行。 一般是從通過設(shè)在管片上的注漿孔進行。作為特殊方法，也有通過在盾構(gòu)上的注漿孔同時注漿的方法。 示意圖如下：

4.3 防水

由于盾構(gòu)隧道多修建在地下水位以下，故須進行襯砌接頭的防水施工，以承受地下水壓。隧道內(nèi)的漏水，使隧道竣工后的功能及維修管理方面出現(xiàn)許多問題，所以必須注意。根據(jù)隧道的使用目的，選取適合于作業(yè)環(huán)境的方法進行防水施工。

結(jié) 語

采用盾構(gòu)掘進隧道是暗挖隧道施工的一種先進方法，其優(yōu)點是①安全開挖和襯砌，掘進速度快；②盾構(gòu)的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。③不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施；④穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；⑤在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。

參考文獻

[1]魏綱.盾構(gòu)隧道施工引起的土體損失率取值及分布研究[J]. 巖土工程學報. 2010（09）

[2]袁大軍，尹凡，王華偉，黃清飛，肖衡. 超大直徑泥水盾構(gòu)掘進對土體的擾動研究[J]. 巖石力學與工程學報. 2009（10）

[3]肖龍鴿，王超峰，趙運臣. 大直徑泥水盾構(gòu)施工引起的地表沉降分析和對策[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2008（05）