地鐵隧道施工技術(shù)及方法梳理

王汝慧 侯曉亮 西安市政道橋建設(shè)有限公司

為了減輕城市的交通壓力，減少對環(huán)境的污染，合理地利用地下空間是必要的選擇.許多的城市都開始大力修建地鐵，地鐵在解決城市擁堵交通和環(huán)境污染等問題上，起到了很大的作用.許多地鐵線路需要穿越密集的建筑物和交通路面網(wǎng)，在這些復雜的地面環(huán)境下，進行地鐵的設(shè)計、施工很困難，也有一定的風險。

一、地鐵隧道盾構(gòu)施工概述

結(jié)合以往的地鐵隧道施工實踐經(jīng)驗，通常來講盾構(gòu)施工的具體施工流程有以下幾點：盾構(gòu)設(shè)備的安裝調(diào)試作業(yè)；盾構(gòu)的運作和掘進；水平作業(yè)盾構(gòu)掘進；盾構(gòu)使用方向的調(diào)整；掘進刀具的更換；盾構(gòu)注漿；操作完成以后要進行盾構(gòu)的拆卸。在整個施工階段，必須讓每個施工步驟之間互相協(xié)調(diào)，達到最好的施工效率。為保證地下地鐵隧道的安全施工，同時保證相應的施工質(zhì)量，必須做好施工協(xié)調(diào)。以往的地鐵隧道施工主要是借助埋藏的方式，通常選擇離地表近的位置。但是這種施工方式容易引起地表的沉降，會給周圍的居住環(huán)境帶來很大的破壞作用。因此必須對施工過程中的排水、防護等內(nèi)容高標準、嚴要求，這就給施工帶來了很大的難度。盾構(gòu)法基于我國地鐵隧道施工的地形地貌特征，配合水文地質(zhì)環(huán)境，在施工過程中利用多種輔助設(shè)備來對圍巖進行加固，在開挖工作完成以后，適當?shù)胤雷o給圍巖起到了不小的保護作用。

盾構(gòu)法施工必須在隧道的起始位置和終止位置構(gòu)建足夠大小的基坑或者豎井，用來完成盾構(gòu)設(shè)備的拼接操作，如果隧道的長度超出一定范圍，就要設(shè)置相應的檢修井。檢修井的具體范圍必須配合盾構(gòu)設(shè)備的大小來進行界定。通常井口的寬度范圍必須符合盾構(gòu)設(shè)備的安裝需要，還要滿足設(shè)備出入井口的要求。盾構(gòu)法的施工操作要有土層開挖工作的配合，盾構(gòu)機的全面推進以及具體的拼接作業(yè)。在這些施工作業(yè)當中，必須保證施工操作的有效銜接，避免出現(xiàn)太大的時間間隔，因為長階段的作業(yè)停滯會給隧道施工帶來不必要的影響，甚至會引起地面的沉降。

二、盾構(gòu)法施工機械風險及控制措施

（一）盾構(gòu)始發(fā)及始掘進階段

盾構(gòu)的始發(fā)和初始掘進工作在地鐵隧道施工中有著非常重要的地位，并且在隧道挖掘逐漸加深，尺寸增加的狀態(tài)下，施工環(huán)境逐漸惡劣。這就給相應工程建設(shè)提出了更高的技術(shù)要求，必須結(jié)合相應的技術(shù)手段來對開挖地層工作進行穩(wěn)定性的控制，結(jié)合土層和水泥防護充當構(gòu)建物來減少挖掘面受到不良低端的影響而坍塌，必須對土層結(jié)構(gòu)改造確保挖掘面的穩(wěn)定以后，才能進行下一步的施工作業(yè)。為了保證施工的安全性，在洞口掘進完成以后要對掘進開始位置增加壓力，通過水泥風度的方式控制隧道口結(jié)構(gòu)，保證洞口的穩(wěn)定。由于盾構(gòu)阻力會對隧道造成影響，因此要提前對盾構(gòu)設(shè)備的基座軌道涂抹潤滑油，減少刀盤對洞口挖掘帶來的傷害。此外必須對基座導軌的高度、中心線位置進行控制，減少盾構(gòu)移動給掘進工作帶來的破壞。在盾構(gòu)的掘進階段如果需要進行試驗挖掘，就要調(diào)整掘進的參數(shù)并結(jié)合地層位置變化的規(guī)律來控制掘進的方位。

（二）盾構(gòu)正常掘進階段

結(jié)合盾構(gòu)始發(fā)操作和掘進位置的確定明確具體的施工參數(shù)，盾構(gòu)設(shè)備就可以完成相應的掘進工作。為了保證掘進設(shè)備能夠達到更好地開掘效果，就要讓刀盤和土層的流動性保持一致，然后讓整體線路的推進維持在相平衡狀態(tài)下。還可以結(jié)合隧道線路上地質(zhì)環(huán)境的不同選擇不同的掘進模式。在盾構(gòu)設(shè)備在土層狀態(tài)下工作時，要通過設(shè)置參數(shù)保證設(shè)備在土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，同時確保足夠的施工效率。在施工階段選擇合適的方案能夠?qū)崿F(xiàn)土層地質(zhì)環(huán)境的測試，以便盾構(gòu)設(shè)備在掘進模式下能夠及時切換到不同狀態(tài)來調(diào)整。按照輸送設(shè)備排出土速度的要求，和地層變化的特點對地鐵隧道進行監(jiān)測。在坡面的施工作業(yè)中，要及時關(guān)注挖掘的土量，讓注漿操作符合排水作業(yè)的情況。

（三）盾構(gòu)到達掘進階段

盾構(gòu)設(shè)備開始掘進工作主要是達到端頭以后，需要轉(zhuǎn)變以往的掘進操作，利用保護方案穩(wěn)定隧道的土層結(jié)構(gòu)，讓路線能夠符合設(shè)備推進的要求。簡單的盾構(gòu)挖掘顯然不足以滿足施工需求，主要有兩種方式來進行操作：第一是在設(shè)備到達相應位置后即可對土層進行拆除，第二是在設(shè)備到達土層防護之前進行拆除作業(yè)。第一種方式施工作業(yè)操作帶來的反饋非常良好，可以大范圍應用到地鐵隧道施工地層穩(wěn)定性的防護當中。而第二種方式則必須對地層進行加固操作，強化洞口的堅固程度，用以防止盾構(gòu)姿態(tài)的變化，控制掘進動力。但在這個階段因為設(shè)備推理的降低可能會減小管片的作用力，使得管片的連接位置漏水，這就必須讓工作人員在管片安裝的過程中加裝固定裝置。

三、結(jié)語

總的來講，對地鐵隧道盾構(gòu)法施工進行風險分析，可以起到優(yōu)化施工效果的重要作用。所以在今后的地鐵隧道施工當中，有關(guān)企業(yè)必須加強對盾構(gòu)法施工關(guān)鍵內(nèi)容的重視，并結(jié)合新型技術(shù)的施工需求對盾構(gòu)法施工進行調(diào)控，提高該項施工的整體效率，為企業(yè)經(jīng)濟效益的提高打下堅實的基礎(chǔ)，推動城市化建設(shè)工作的全面發(fā)展。