盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用

李瀚林

摘要：隨著我國城市軌道交通建設的發(fā)展，各地大力興建地鐵，使我國地鐵施工技術不斷發(fā)展和提高。為適應這一實際條件，安全、快速、高質量的盾構新技術應運而生，現(xiàn)已成為我國城市地鐵隧道的主要施工方法。本文分析了地鐵盾構法施工的技術原理及優(yōu)勢，并詳細闡述了盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用要點。

關鍵詞：盾構法；地鐵施工；始發(fā)；掘進；襯砌

一、地鐵盾構法施工的技術原理及優(yōu)勢

（一）技術原理

盾構施工技術是指使用盾構機，在盾構鋼殼之內保持開挖面穩(wěn)定的同時，安全向前掘進、出渣，在尾部拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿以使圍巖基礎穩(wěn)定，用千斤頂頂住已拼裝好的襯砌并利用其反力推動盾構前進的方法。

盾構機施工主要由穩(wěn)定開挖面、挖掘包括排土、襯砌包括壁后注漿三大要素組成。開挖面的穩(wěn)定根據(jù)土質及地下水等情況的不同而有不同的處理方法，主要有開挖面的自然穩(wěn)定即敞口放坡、機械式支撐穩(wěn)定、壓縮空氣支撐穩(wěn)定、泥水式支撐穩(wěn)定以及土壓平衡式支撐穩(wěn)定等。

盾構機的“盾”是指保持開挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護圍巖的盾型鋼殼；“構”是指構成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。

（二）技術優(yōu)勢

區(qū)別于其他的地鐵隧道施工技術，盾構法施工新技術具有以下的特點：

1、對城市地面建筑物和周圍環(huán)境影響小。除了在盾構豎井或基坑處需要一定的施工場地外，地鐵隧道沿線不需要施工場地，施工無噪音、無振動公害，對地面交通基本無干擾。適用于埋深較大、不宜明挖的松散地層。

2、施工精度要求高。管片的制作精度幾乎相當于機械制造的程度，誤差范圍要求控制在0.5mm以內；盾構前進過程中要求嚴格控制對隧道軸線的偏差。

3、盾構施工過程有單行前進、不可后退的強制性，具有較大的風險。盾構施工開始便無法后退，一旦盾構本身出現(xiàn)致命故障，則可能產生災難性的后果；所以，盾構施工的前期準備工作非常重要。

4、盾構機是適合于某一特定區(qū)間的專用設備，如需根據(jù)施工隧道的斷面大小、埋深、地質條件等進行設計、制造或者改造。

二、盾構法施工技術在地鐵施工建設中的運用要點

（一）盾構掘進的施工準備

1、盾構機選型

盾構機的類型選擇對保證工程施工質量、加快施工效率尤為重要，因此需要根據(jù)實際工程的地質、水文地質條件、施工環(huán)境、工期、機器壽命和經濟性等因素進行綜合平衡后確定，并保證盾構機開挖尺寸滿足地鐵隧道設計斷面的尺寸要求，而且其開挖功能適用于整條路線的地質條件，從而最大限度地提高工程施工的安全性、可靠性和經濟性。

2、端頭加固和盾構機調試

在盾構機掘進施工前，需做好始發(fā)及到達端頭的加固和盾構機的調試工作。由于我國許多城市地鐵建設工程均處在土體自穩(wěn)能力較差地段，特別是線路經過透水性強的松散砂土和含水粘土時必須對盾構始發(fā)及到達端頭采用注漿、旋噴、深層攪拌、井點降水、凍結法等多種方法進行加固處理，并對加固土體的范圍、強度、透水性及均質性進行檢查，確保加固后土體的自立性、防水性和強度符合工程施工要求。盾構機下井前，需要對主拼裝區(qū)場地面的基礎進行加固，并進行混凝土硬化處理，確保主拼裝區(qū)場地能夠承受盾構機的荷載重量。為確保盾構在

洞內的移動安全，盾構托架必須具有足夠的剛度和強度，保證盾構推進方向。

（二）盾構的始發(fā)

以上準備工作完畢后，盾構即可始發(fā)，將推進油缸頂在反力裝置上，啟動切削刀盤和推進油缸即可進行掘削推進，推進油缸推進到一個行程，收回推進油缸，在推進油缸與反力裝置間加墊臨時支撐墊（負環(huán)管片），即可進行推進。在盾構刀盤切人土體前，為防止正面土體突然被切削而過量流失引起工作面坍塌，應通過螺旋輸送器倒轉方式向土壓艙內加注粘土，至滿艙后才起動刀盤切削土體和出土。盾體進人隧道后，進行管片安裝和后部輔助設備平車的拼接，推進油缸頂在管片上繼續(xù)推進，這樣，推進一節(jié)，拼接一節(jié)，直至盾構設備完全進入隧道。

（三）盾構初始掘進

盾構開始掘進的45m稱為初始掘進段。掘進完成90米后開始拆除負環(huán)管片，通過初始掘進段擬達到以下目的：

1、用最短的時間對盾構機進行調試。

2、了解和認識該工程的地質條件，掌握該地質條件下盾構的施工方法。

3、收集、整理、分析及歸納總結各地層的掘進參數(shù)，制定正常掘進各地層操作規(guī)程，推力、推進速度和排泥量三者的相互關系，實現(xiàn)快速、連續(xù)、高效的正常掘進。

4、熟悉管片拼裝的操作工序，提高拼裝質量，加快施工進度。

5、通過該段施工，加強對地面變形情況的監(jiān)測分析，反映盾構機出洞時以

參考文獻：

[1]富康峰，張信其.淺談盾構法施工地鐵區(qū)間隧道的施工工藝[J].甘肅科技2009.10.

[2]樓順峰，劉嘉斌.地鐵施工用盾構機選型及施工組織[J].價值工程，2010.15.

[3]陳永鐘.淺談盾構進洞施工技術[J].河南建材，2010.5.