地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工技術(shù)探討

摘要：隨著城市車輛數(shù)量的巨增，導(dǎo)致了我國城市交通問題的日益增加。為了緩解交通壓力，需要在城市人口密集的地方進(jìn)行地鐵的修建。由于在城市中進(jìn)行地下工程大規(guī)模的暗挖受到很多阻礙，需要找到一種科學(xué)合理的解決措施。地鐵盾構(gòu)技術(shù)是地下工程進(jìn)行暗挖的一種施工方式。文章對地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：城市交通；地鐵盾構(gòu)技術(shù)；暗挖風(fēng)道施工；交通壓力；地下工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2015）12-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.052

目前，城市公路的發(fā)展已經(jīng)無法適應(yīng)城市的擁擠情況，為了緩解交通壓力，地鐵的修建具有重要的作用，不僅改善了我國城市交通存在的問題，還提高了整個城市的形象。由于城市人口數(shù)量的增加，不得不改變交通運輸?shù)姆绞剑罔F的修建對我國的經(jīng)濟有著重要的影響。地鐵軌道作為列車行駛的重要基礎(chǔ)，不僅具有承載的能力，還對列車具有引導(dǎo)的作用，所以，地鐵軌道的質(zhì)量對整個地鐵工程的建設(shè)具有直接的影響。地鐵的修建必須要按照施工的方案進(jìn)行施工，根據(jù)實際情況掌握好地鐵盾構(gòu)的施工要點以及注意事項，對所要穿越的暗挖風(fēng)道進(jìn)行全面的認(rèn)識，為地鐵的發(fā)展提供強有力的

保障。

1 地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道工程概論

在城市經(jīng)濟快速發(fā)展的條件下，為了適應(yīng)城市交通的發(fā)展，地鐵的建設(shè)越來越重要。對于地鐵工程的建設(shè)來說，主要修建的對象有出入口、人行道、側(cè)式站臺、風(fēng)道以及集散廳等。就地鐵的風(fēng)道而言，則主要包含隧道通風(fēng)道、排風(fēng)道以及車站新風(fēng)道，一般來說，在車輛的兩端進(jìn)行集中設(shè)置，這樣一來可以更加方便地進(jìn)行安裝、管理以及能夠及時地進(jìn)行維修。地鐵的修建通常會先進(jìn)行暗挖風(fēng)道以及車站集散廳的修建，進(jìn)行地鐵盾構(gòu)穿越風(fēng)道時，必須要對風(fēng)道兩側(cè)的地基進(jìn)行加固，則可以通過注漿的方法實施作業(yè)，這樣就能夠確保地鐵的安全系數(shù)，還可以順利地實施作業(yè)。

2 地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道對風(fēng)道的影響

2.1 風(fēng)道變形

對于地鐵盾構(gòu)來說，在施工過程中當(dāng)穿越暗挖風(fēng)道時，將會對風(fēng)道有很大的影響。所以，當(dāng)?shù)罔F盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道時，則空間位移的總量就會隨著施工環(huán)節(jié)的增加而增大，風(fēng)道變形并不是發(fā)生在風(fēng)道頂部，而是常發(fā)生在環(huán)梁的頂部。另外，土倉壓力的增加也會造成環(huán)梁的變形。

當(dāng)進(jìn)行地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工前，則風(fēng)道的變形主要發(fā)生在左環(huán)梁以及周圍。在地鐵盾構(gòu)施工過程中，越靠近左環(huán)梁，風(fēng)道的變形就越明顯。當(dāng)?shù)罔F盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道后，風(fēng)道左環(huán)梁以及周圍的變形就會維持不變，但是右環(huán)梁以及周圍的變形就會不斷增加。當(dāng)?shù)罔F盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道具有一定的距離時，則風(fēng)道的整體變形情況基本就會保持不變。

2.2 風(fēng)道受力

就地鐵盾構(gòu)而言，在進(jìn)行暗挖風(fēng)道的施工時，風(fēng)道承受的應(yīng)力主要集中在環(huán)梁之上，風(fēng)道左右兩邊的環(huán)梁應(yīng)力就會隨著盾構(gòu)穿越風(fēng)道的變化而變化，但是在這一過程中，左邊的環(huán)梁應(yīng)力要大于右邊的環(huán)梁應(yīng)力。所以，就要求地鐵施工工程按照標(biāo)準(zhǔn)的方案進(jìn)行，對暗挖風(fēng)道環(huán)梁的位置進(jìn)行嚴(yán)格的修建，這樣就可以提高環(huán)梁的受力能力。另外，對地鐵盾構(gòu)進(jìn)行暗挖風(fēng)道作業(yè)時，還要加強對土倉壓力的控制。當(dāng)進(jìn)行穿越暗挖風(fēng)道施工時，土壓平衡盾構(gòu)的實施對風(fēng)道的變形具有一定的影響，然而，風(fēng)道的變形主要集中在風(fēng)道環(huán)梁上。但是，左右環(huán)梁的變形則是在地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道前后形成的。一般情況下，左右環(huán)梁的應(yīng)力會隨著盾構(gòu)穿越風(fēng)道過程而發(fā)生急劇的變化。土倉壓力的增加對左右環(huán)梁的應(yīng)力以及變形也有著重要的影響，這兩個地方所受的影響要大于其他部位的影響。所以就地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工技術(shù)而言，要不斷加強對暗挖風(fēng)道環(huán)梁的位置處理，還要在實際的施工過程中，要對土倉壓力進(jìn)行合理的調(diào)整，這樣就可以提高風(fēng)道的安全系數(shù)。

3 地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道的具體施工

3.1 做好貫通測量

對于地鐵盾構(gòu)來說，在進(jìn)行穿越暗挖風(fēng)道的施工之前，就要做好貫通測量工作。在完成貫通測量工作之后，要根據(jù)測量的結(jié)果采取科學(xué)合理的掘進(jìn)參數(shù)，要控制好掘進(jìn)的速度，還要把握好土倉的壓力，這樣就能夠控制好盾構(gòu)機的掘進(jìn)姿態(tài)以及軸線的偏差。

3.2 把握好掘進(jìn)姿態(tài)

在進(jìn)行盾構(gòu)過渡段掘進(jìn)的施工時，就必須要求土倉壓力、掘進(jìn)速度與正常段的掘進(jìn)要具有一致性，要根據(jù)方案的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行管理和控制。在過渡段施工過程中，要把握好盾構(gòu)機進(jìn)出姿態(tài)的調(diào)整，要保持盾構(gòu)機掘進(jìn)方向和所設(shè)計軸線的方向具有一致性，要把握好盾構(gòu)機出洞時的距離。與此同時，在掘進(jìn)的過程中，還要控制好軸線的偏差、盾構(gòu)機中心前后的偏差以及高程的偏差等，這樣就可以在規(guī)定的工期內(nèi)順利完工。

3.3 注意對土體加固

當(dāng)盾構(gòu)機進(jìn)入土體加固的位置時，對土倉頂部的壓力要控制好，防止因土倉壓力較大對洞口土體進(jìn)入的風(fēng)道產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。另外，需要將注漿換成速凝漿液方法進(jìn)行作業(yè)。在盾構(gòu)機進(jìn)入土體加固位置前，就需要對洞口的情況進(jìn)行了解和掌握，對洞口破除預(yù)留的鋼格柵進(jìn)行及時的處理。與此同時，還要安排工作人員對盾構(gòu)機出洞口時進(jìn)行情況的觀測，工作人員要與盾構(gòu)機的司機保持一定的聯(lián)系，這樣就可以對盾構(gòu)機掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整。

3.4 做好洞口的清理

在進(jìn)行地鐵洞口挖掘的過程中，盾構(gòu)機在距離洞口三四米時，則開挖過程中的最低土倉壓力已經(jīng)不具備參考的價值。所以，在開挖的過程中，盾構(gòu)機要根據(jù)現(xiàn)場實際的情況進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以確保壓力的最小化。另外，對洞口盡管噴射了混凝土，盾構(gòu)機在掘進(jìn)的過程中，仍可能會出現(xiàn)崩塌問題。所以，對洞口的狀況要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，及時解決洞口存在的問題。

3.5 重視出洞處理

在盾構(gòu)機出洞的過程中，為了確保指導(dǎo)施工的準(zhǔn)確性，一般情況下，當(dāng)盾構(gòu)機進(jìn)入風(fēng)道露出刀盤之后，就會停機然后對盾構(gòu)機的中線實施測量及定位，并且還要對洞口進(jìn)行處理，要對風(fēng)道的土體進(jìn)行深入的把握，再按照測量出來的結(jié)果對盾構(gòu)機的接受機座進(jìn)行安裝，確保盾構(gòu)機管片拼接好可以繼續(xù)作業(yè)。在這個過程中，盾構(gòu)機的刀盤在經(jīng)過洞口鋼環(huán)后，要先停止施工工程的進(jìn)度，采取措施對盾構(gòu)機以及混凝土之間存在的空隙進(jìn)行處理。

4 地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工時存在的問題及其解決措施

4.1 土體加固效果不好

在地鐵盾構(gòu)穿越暗挖風(fēng)道施工過程中，土體加固效果不好就會對整個工程具有重要的影響，也是地鐵修建過程中比較常見的問題。所以需要采用一定的措施進(jìn)行解決，就是必須要根據(jù)地鐵隧道土體的實際情況采取科學(xué)合理的加固方式，還要對加固的過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，特別是要對基本的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。另外，還要對加固的區(qū)域和始發(fā)井之間存在的空隙進(jìn)行及時的

處理。

4.2 盾構(gòu)機會產(chǎn)生“叩頭”現(xiàn)象

在施工進(jìn)行推進(jìn)后，盾構(gòu)機進(jìn)行作業(yè)脫離加固區(qū)域時，盾構(gòu)機就會產(chǎn)生“叩頭”現(xiàn)象。由于地質(zhì)具有不同的條件，盾構(gòu)機出現(xiàn)的狀況還不止這些。所以通常會采用抬高盾構(gòu)機的姿態(tài)、快速地進(jìn)入以及合理地安裝導(dǎo)軌等，這樣一來就會降低盾構(gòu)機出現(xiàn)一些問題。

5 盾構(gòu)法在施工時的安全控制

改革開放以來，我國的經(jīng)濟就得到了快速的發(fā)展，交通事業(yè)也取得了較大的變化。但是，一些相應(yīng)的安全監(jiān)管工作還沒有做好，以至于導(dǎo)致后期安全事故不斷地出現(xiàn)。目前，由于交通建設(shè)的安全監(jiān)督工作還不夠完善，另外，對地鐵盾構(gòu)的施工安全標(biāo)準(zhǔn)還沒有明確的規(guī)定，對施工的危險源還不能進(jìn)行準(zhǔn)確的認(rèn)識，所以就會有危險的存在。對地鐵盾構(gòu)施工危險認(rèn)識的意義有以下兩個方面：（1）對地鐵盾構(gòu)施工危險認(rèn)識，不僅能夠把控好施工過程中發(fā)生事故的主動權(quán)，還可以避免事故的產(chǎn)生以及遏制事故發(fā)生的根源，這樣一來就可以提高施工的安全系數(shù)；（2）對危險源進(jìn)行認(rèn)識后，才能夠通過一些方法來做好危險源的處理工作，這樣就可以有效地控制危險事故的發(fā)生。

6 結(jié)語

近年來，地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)在我國地鐵建設(shè)施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用，為了確保地鐵軌道對列車具有承載的能力，對列車有更好的引導(dǎo)，需要在進(jìn)行地鐵修建時就需要注意施工技術(shù)的要點，控制好施工技術(shù)的難點，對地鐵盾構(gòu)進(jìn)行全面的認(rèn)識和了解。為了確保地鐵工程項目的質(zhì)量以及安全，相關(guān)工作人員不僅要掌握盾構(gòu)法的知識要領(lǐng)，并且還要選擇安全可靠的施工方案，這樣才可以避免危險的發(fā)生，在規(guī)定的時間按時完工。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳元慶.我國地鐵盾構(gòu)隧道始發(fā)技術(shù)淺析[J].中國科技博覽，2010，（35）.

作者簡介：李利民（1981-），男，河南確山人，供職于中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司，中級職稱，研究方向：地鐵施工、鐵路施工。

（責(zé)任編輯：蔣建華）