地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

趙小兵

摘 要：地鐵是目前我國(guó)的主要的城市交通運(yùn)輸工具，也是城市穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工作為地鐵工程建設(shè)的關(guān)鍵施工技術(shù)，它關(guān)系著地鐵的穩(wěn)定運(yùn)行，本文對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并探討這種施工方式在地鐵工程建設(shè)中的有效性，希望可以為我國(guó)的地鐵工程提供理論方面的參考。

關(guān)鍵詞：地鐵;掘進(jìn)施工;城市

1 地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.1 盾構(gòu)掘進(jìn)加固體

在正式開(kāi)展施工的過(guò)程之中，有關(guān)施工人員需要在施工的起始位置和施工設(shè)備的端頭位置對(duì)土體進(jìn)行加固，土體經(jīng)過(guò)一定程度的加固之后，土體會(huì)表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的性質(zhì)，土質(zhì)變得更為的堅(jiān)硬，這樣可以較好的保護(hù)施工設(shè)備的刀盤，繼而為盾構(gòu)掘進(jìn)施工提供保障。起始和端頭這兩處位置施工時(shí)，實(shí)際的掘進(jìn)壓力可以適當(dāng)?shù)牡陀谒O(shè)計(jì)的理論值，掘進(jìn)的速度要保持緩慢勻速，控制在1.0 cm/min以內(nèi)。在掘進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中，需要在盾構(gòu)正面位置添加一定劑量的發(fā)泡劑，這樣可以降低盾構(gòu)正面位置的阻力，降低刀盤受到的扭矩力，從而讓所需施加的推力降低，促進(jìn)掘出的土體被順利的排出。盾構(gòu)施工達(dá)到加固的區(qū)域，可以適當(dāng)?shù)奶岣邏毫χ?，然后可以根?jù)對(duì)地層產(chǎn)生的形變數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果以及具體的推進(jìn)速度，對(duì)后續(xù)的施工進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

1.2 隧道防水施工

隧道防水工程是保證盾構(gòu)掘進(jìn)施工順利進(jìn)行的重要前提，同時(shí)隧道防水的具體效果，將會(huì)直接對(duì)隧道的施工質(zhì)量造成影響，這在地鐵工程建設(shè)當(dāng)中，需要相關(guān)施工人員加以重視的施工項(xiàng)目。在實(shí)際的盾構(gòu)施工中，防水主要是利用預(yù)制的盾構(gòu)管片、推進(jìn)過(guò)程中的壁后注漿及二次注漿進(jìn)行自防水，因此必須要做好管片拼裝和糾偏的施工，并按照有關(guān)規(guī)范完成注漿施工。

2 地鐵盾構(gòu)正式掘進(jìn)施工控制技術(shù)

2.1 土壓力設(shè)定

在開(kāi)展盾構(gòu)掘進(jìn)施工的過(guò)程當(dāng)中，施工人員需要時(shí)刻注意保持土層的穩(wěn)定性，在保證施工質(zhì)量和效率的前提下，盡可能的降低施工對(duì)于天然土層的影響，繼而減少盾構(gòu)施工對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)所在位置的地表造成的負(fù)面影響。在某地鐵站施工過(guò)程中，所用的施工方法為土壓平衡式盾構(gòu)工法，這種方法也是目前我國(guó)地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工常用的施工方式，在開(kāi)挖的過(guò)程當(dāng)中，為了保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，需要精細(xì)的控制土壓，因此在正式掘進(jìn)施工之前，需要相關(guān)人員進(jìn)行精密的計(jì)算，然后將得到的壓力值作為施工中的預(yù)設(shè)土壓，從而保證土倉(cāng)土壓和掘進(jìn)面以及地下水壓形成相對(duì)平衡的體系，這樣有助于掘進(jìn)施工的順利進(jìn)行。

2.2 控制掘進(jìn)過(guò)程速度

地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工的過(guò)程中，施工的人員需要嚴(yán)加的重視對(duì)掘進(jìn)速度的控制，在啟動(dòng)盾構(gòu)設(shè)備之時(shí)和結(jié)束施工之時(shí)，操作人員要對(duì)設(shè)備的推進(jìn)速度進(jìn)行控制，讓推進(jìn)的速度保持緩慢勻速，在后續(xù)的施工中再漸漸的增加推進(jìn)的速度，并且在速度達(dá)到理想的設(shè)計(jì)值之時(shí)，盡可能的保證速度處于恒定的狀態(tài)，速度不易發(fā)生較大的波動(dòng)，這樣就可能有效的保證設(shè)備切口處的土壓也保持在一個(gè)比較恒定的狀態(tài)。除此之外，掘進(jìn)過(guò)程的速度還要根據(jù)注漿的效率進(jìn)行調(diào)整，保持兩者之間的協(xié)調(diào)，并且也要保證在施工當(dāng)中，開(kāi)挖面土層的穩(wěn)定性，這些都跟掘進(jìn)過(guò)程的速度有著莫大的關(guān)系?？梢?jiàn)控制掘進(jìn)速度對(duì)于地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工有多么的重要。一般情況下，掘進(jìn)的速度為6 cm/min，可是如果在施工當(dāng)中遇到阻礙或者特殊情況，這時(shí)需要適當(dāng)?shù)慕档退俣?，控制? cm/min，當(dāng)掘進(jìn)的情況恢復(fù)正常之后，再緩慢的提升速度，恢復(fù)到6 cm/min的狀態(tài)。

2.3 管片拼裝

管片的拼裝屬于地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是保證隧道安全和穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，管片一般是由6塊預(yù)制成的小管片拼裝而成，小管片的制作的主要材料有鋼筋、混凝土等，按照管片功能的不同，可以將管片分為封頂塊、鄰接塊、標(biāo)準(zhǔn)塊、拱底塊，在預(yù)制的過(guò)程當(dāng)中，除了要保證管片的外徑、內(nèi)徑、厚度等達(dá)到設(shè)計(jì)值之外，還需保證所用混凝土的強(qiáng)度，并且抗?jié)B的等級(jí)不能低于P10。

在進(jìn)行封頂塊的過(guò)程中，這個(gè)環(huán)節(jié)屬于管片拼裝的重難點(diǎn)環(huán)節(jié)，需要拼裝人員嚴(yán)加的注意，首先是要保證兩個(gè)接塊之間有充分的插入空間，整個(gè)拼裝的環(huán)節(jié)，一般需要從底部開(kāi)始進(jìn)行，然后過(guò)渡到封頂塊，此時(shí)進(jìn)行拼裝，需要讓管片的2/3已經(jīng)完成搭接之后，在慢慢的推動(dòng)管片的位置，讓管片移到正確的拼裝位置，當(dāng)全部的管片均已完成拼裝，施工人員需要及時(shí)的將其放入油缸之中，這樣可以及時(shí)的穩(wěn)定管片的位置，保證每塊管片不輕易的發(fā)生移位。

每當(dāng)完成一次的管片拼裝，都需要對(duì)管片進(jìn)行一次緊固處理，保證管片拼裝的穩(wěn)定性，在完成一環(huán)的管片拼裝之后，再次對(duì)這一環(huán)的管片進(jìn)行統(tǒng)一的緊固，進(jìn)一步的提高管片拼裝的穩(wěn)定性。在整個(gè)地鐵隧道體系當(dāng)中，管片也屬于防水系統(tǒng)的中一環(huán)，可以有效的提高隧道防水的效能，可以說(shuō)管片的拼裝對(duì)于隧道的使用年限息息相關(guān)，有了管片對(duì)隧道的保護(hù)，隧道不易被外界因素所侵蝕，為了進(jìn)一步的提高管片的質(zhì)量，從而達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定保護(hù)地鐵隧道的目的，還需對(duì)管片進(jìn)行防水性的處理，在管片的表面涂抹性能優(yōu)越的防水材料，加強(qiáng)管片的防水性以及抗腐蝕性。

2.4 管片糾偏

管片的安裝質(zhì)量關(guān)系著隧道的使用壽命和內(nèi)凈空平順，因此在安裝之時(shí)，需要保證安裝位置的精確性，所以在出現(xiàn)偏離軸線時(shí)，安裝人員需要進(jìn)行糾偏，保證管片的圓心與隧道軸線重合，在糾偏當(dāng)中，軸線的糾偏比較的復(fù)雜，施工人員需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力才能很好的完成，并且在這過(guò)程中，需要連續(xù)進(jìn)行多次才能達(dá)到想要的糾偏效果。在實(shí)際的施工當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)管片安裝偏離軸線，這時(shí)需要調(diào)整千斤頂，如果有必要還需加貼糾偏楔子。

（1）通過(guò)對(duì)千斤頂進(jìn)行調(diào)整，以行程差實(shí)現(xiàn)對(duì)軸線的糾偏。為了提高同軸線重合度，在進(jìn)行糾偏之時(shí)，可以增加糾正的測(cè)量頻率，經(jīng)過(guò)多次的測(cè)量之后，可以保證糾偏的質(zhì)量，避免出現(xiàn)過(guò)度的糾偏，一般而言，經(jīng)過(guò)糾偏之后，同軸線的偏差量不能高于4 mm，否則會(huì)對(duì)地面造成負(fù)面的影響，甚至?xí)?dǎo)致環(huán)縫加大，隧道的防水系統(tǒng)遭到破壞。

（2）安裝的精度需要精細(xì)化的控制，不能出現(xiàn)張角、錯(cuò)臺(tái)情況，并且在安裝之時(shí)，需要對(duì)上一環(huán)的管片安裝報(bào)表加以分析，然后根據(jù)上一環(huán)中得到的經(jīng)驗(yàn)，在本環(huán)安裝中及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。

（3）當(dāng)出現(xiàn)隧道轉(zhuǎn)彎或者是需要對(duì)軸線進(jìn)行糾正，可以適當(dāng)?shù)氖褂们Ы镯?、楔形管片等進(jìn)行輔助，從而更好的達(dá)到效果。

（4）如果地鐵隧道盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中出現(xiàn)縱坡，需采用穩(wěn)坡法開(kāi)展施工，可是在具體進(jìn)行施工之時(shí)，非常容易出現(xiàn)曲率半徑不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致曲線同設(shè)計(jì)要求不吻合，從而影響后續(xù)的管片拼裝，因此在施工當(dāng)中，針對(duì)上述的問(wèn)題，可采用棉橡膠板糾正曲率的方法。

2.5 防水

管片結(jié)構(gòu)自防水。在進(jìn)行管片預(yù)制之時(shí)，需要保證混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)，并且進(jìn)行管片檢漏試驗(yàn)，對(duì)管片的防水性進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)，并且管片要滿足內(nèi)實(shí)外光，盡可能的防止蜂窩的出現(xiàn)。

注漿孔防水。在進(jìn)行管片安裝過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)行二次注漿之時(shí)，就可以將預(yù)設(shè)素砼給破開(kāi)，這樣就可以通過(guò)該位置完成二次注漿，在完成注漿之后，需用微膨脹水泥砂漿進(jìn)行密封處理，保證該位置的防水效果。

同步注漿和二次注漿需要根據(jù)土質(zhì)情況展開(kāi)施工，施工會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐翆釉斐奢^大的影響，在可能出現(xiàn)坍塌、沉降的位置進(jìn)行地面注漿加固，達(dá)到改良地質(zhì)的目的，進(jìn)而極大的提高隧道的穩(wěn)定性，同時(shí)提高隧道的防水性。

3 結(jié)束語(yǔ)

地鐵隧道施工屬于一項(xiàng)復(fù)雜且精細(xì)的工程，在每個(gè)施工項(xiàng)目當(dāng)中，盾構(gòu)法施工的基本方法大致相同，但是在實(shí)際的施工當(dāng)中，還需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證施工符合施工需求，以提高地鐵隧道建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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