王泽楷
中天建设集团有限公司 广东广州 510000
摘要：随着我国城市建设发展，大规模基础设施建设兴起，地铁隧道工程也获得了较大发展。在其施工中盾构法得到了广泛应用，这种施工方法的安全性高、机械化程度高、工作环境优良、土方量小，因此其施工进度较快、成本也比较低，是地铁隧道施工中常用方法，并且可以在复杂地形中开通隧道。而在地铁长大盾构隧道施工中，由于其单次掘进距离较长，对设备的要求比较高，需要选择合适的施工技术来保证盾构安全高效掘进。本文主要对地铁长大盾构隧道施工关键技术措施进行分析研究，保证施工技术准确，能够保证施工质量。
关键词：地铁；长大盾构；隧道施工；施工技术
在地铁盾构隧道施工中，会受到其具体情况的影响，当地的地质条件和水文条件等都会对其产生极大影响。在施工中需要注意各方面因素的影响，减少质量安全隐患。而在城市发展中，随着长大盾构隧道出现的愈加频繁，针对该类型工程的施工问题也受到人们的重视，需要积极探究其中施工技术的应用，以不断完善施工效果。
1.地铁盾构隧道施工技术原理
地铁盾构隧道施工技术主要是实现隧道空间之间的畅通，对其中的空间进行扩充和扩建，具体施工中要在两段已经完成的隧道内，向相同方向按埋掘进，实现对隧道空间贯通，使其达到预期隧道空间面积。
其具体施工原理首先要在需要进行扩建的车站建起盾构施工工作井，工作井是小型的；然后在工作井内进行隧道挖掘需要的准备，包括隧道中的土壤改造、支持空间扩充的篷帐搭建等；再进行隧道内相向暗挖施工，并做好支护设施；最后进行结构构筑。
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2.长大盾构隧道施工特点
其中主要存在以下几方面难点：第一，在进行长大盾构隧道施工时，要分析盾构隧道会穿越的地层，据此来选择应当使用的盾构机类型；第二，由于该类型工程中需要进行长距离的单次掘进，因此需要耐磨性较高的部件，主机和相关设备要保证良好的可靠性，各项设备、部件之间要实现精密配合，减少故障发生；第三，盾构机的使用寿命主要与主轴承相关，因此主轴承也是其核心部件；第四，对刀盘、刀具、盾尾刷等部件耐磨性要求较高，在长距离掘进中，盾构机各部件的耐磨性要符合施工要求；第五；地铁长大盾构隧道施工中需要进行长距离施工，因此施工周期较长、效率低，同步注浆浆液也容易在长时间的运输过程中出现离析问题；第六，在应用电瓶车进行后段施工时，由于耗时长，会引发停机、刀盘启动失灵等问题，不利于盾构掘进高效进行；第七，在盾构穿越过程中，路过车站、风井或风道时，可能出现多次始发和接收，操作风险较大。
3.地铁长大盾构隧道施工技术分析
3.1保证盾构机的适应性问题
在进行长大盾构隧道施工时，盾构机要具备良好的适应性，并综合考虑其技术先进和成本经济等问题，将各项性能统一起来进行考虑。在具体选择时，要根据实际施工工程的特性进行，包括地层透水性、地层颗粒级配大小等因素，根据地层透水系数，选择泥水盾构或土压平衡盾构。其中土压平衡盾构适用于以下几种情况，第一是掘进土层为粘土层；第二在将粗砂层或细砂层的地层土质改良之后；第三，卵石或砾石地层的土体经过良好改良之后，这种情况可具体选用大口率辐条式土压平衡盾构。在施工中还要考虑到会对周围环境产生的影响，比如泥水盾构法应用中，其中的泥水分离系统会加大占地面积，因此对其选用要综合实际来考虑。
3.2长大盾构施工对盾构机主机的寿命要求
施工中需要对其中存在的影响因素进行了解，比如隧道地层性质、沿线风险源等，并科学评估使用盾构机的适应性，全面了解盾构机的性能、系统运转等，并对其进行定期与不定期保养相结合的维护工作，特别要注意其中的主轴承和推进油缸等，以确保设备可以在长距离施工中保证效率。
其中作为盾构机中的核心部件，主轴承直接关系着盾构机的使用寿命，且其成本高昂。如果在使用中出现故障问题，需要长周期检修，不仅延误施工进度，还会产生较高的经济成本。因此对盾构机的选择一定要保证稳定性，满足实际工程掘进施工的需要，可以取1.3倍的富裕系数，来加大安全性。
3.3刀盘、刀具等检修与更换
在长大盾构隧道施工中，刀盘、刀具和盾尾刷的持续稳定工作，要依靠一些措施加强其耐磨性来保证。首先，可以在刀盘的周边加设耐磨块，或者堆焊合适的耐磨材料；其次可以增加刀具的高度，比如加装保径刀等，要保证可以简单完成刀具的更换。而螺旋输送机的前端也需要加焊耐磨块，盾尾刷要选择优秀材质并采用密封油脂，油脂注入要足量，并放置在压力作用下使同步注浆浆液和泥沙渗入。具体使用中，也可以结合具体施工进度和地层特性，来推算出刀盘和刀具的损耗情况，当损耗达到警戒时就要立即更换。
长大盾构隧道施工中，会设置风井或者风道，在组织施工的过程中，通常会使用风井、风道和车站结构先进行施工，再使用盾构机通过的方式实施。在进行盾构施工时，需要充分利用风井和风道对刀盘、刀具等进行全面的检修和更换。在无法使用风井和风道进行检修时，需要结合当地的地表环境、水文地质条件等，对设备进行磨损状态的预评估，提前做好更换准备。
在检修刀盘和刀具时，常常会采用带压进仓和常压进仓的方法，使用常压进仓时，要在地面开挖工作竖井，或者采用清仓进仓法。在开挖竖井前，要选择合适的开挖地段，通过竖井到达刀盘。因此在正式施工前，要对隧道沿线进行详细勘察，保证竖井位置选择的合理性；使用进仓清仓检修方法时，要先加固地层，保证地层土体性质良好，具备较高的自稳性，在土层或岩层进行清仓作业，并完成检修工作。推进盾构时，由于螺旋输送机会将土旋出，使土仓中土体降低。但这种检修方法的作业风险高、空间狭小，在更换刀具少量、刀具磨损检查等情况下运用较多。
3.4穿越风道、风井和过站的风险控制
在此类型工程施工中，一般会在设置完成风井、风道和车站后先进行这些项目的施工，之后实施盾构穿越。这样一来可以有效保证风道、风井和车站的施工效率和安全性，也加快了盾构穿越速度。但在一些情况下，会在受到拆迁占地等因素的制约下，将盾构隧道施工放在前面，完成之后再开挖车站、风井和风道。如果采用先掘进隧道再进行车站等施工的方案时，就需要将已经完成的盾构隧道破除，加大了施工的风险，降低了施工效率，且需要投入较大成本，采用的几率较小。盾构穿越时控制风险、加大安全性是很重要的，要做好风险控制工作，主要是以下三方面：
第一，在盾构穿越的过程中，会通过风井、风道和车站，在这之前要确定其空间和结构受力能够使盾构机顺利穿过，如果存在妨碍其穿过的结构要放在施工完成后再施作；第二，在隧道的轴线方向上，风井和风道的净空是比较小的，在盾构机穿越过程中需要采用型钢机座，空推过风井时，要拼装好各负环管片，保证拼装的次序合理；第三，盾构穿越中，盾构机需要使用导轨滑动来完成，这样就产生了较小的摩擦力，推进千斤顶时，也会对接收端的隧道环片产生压力，为避免在挤压止水效果差的情况下出现问题，要安装好相关拉近联系装置。并在隧道外进行注浆止水，以防止造成严重水体流失和地表沉降等问题。
结束语：在城市发展中，随着地铁长大盾构隧道的不断出现，实现安全、平稳、功效的盾构掘进更加重要，在施工中要根据各阶段的特征进行合理安排，采取综合措施来保证施工质量，促进地铁工程的发展。
参考文献：
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[3]张卫亮.地铁隧道盾构施工掘进技术要点分析[J].建筑•建材•装饰，2018，(8):73-74.
论文作者:王泽楷
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/25
标签：盾构论文; 隧道论文; 风道论文; 地层论文; 地铁论文; 刀具论文; 施工技术论文; 《防护工程》2018年第24期论文;