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摘要：盾构技术是我国隧道施工的关键技术。在隧道施工过程中，不仅要克服地形因素的影响，更要注重施工技术的创新。复杂地层条件下的施工对盾构技术有严格的要求目前，我国在盾构隧道施工技术方面还存在很多不足之处。本文就盾构隧道在复杂地层条件下的施工技术进行分析，通过研究其技术中存在的问题，提炼出相关技术要点。
关键词：盾构 隧道 复杂地层施工 技术分析
引言：隧道工程是我国的重点施工项目。采用隧道施工的方法，能够有效减少地形对建筑的影响。在新的历史条件下，不仅注重隧道施工的质量，更要追求施工技术的创新发展，实现自动化的生产管理。就我国目前的隧道施工技术来看，技术还不成熟。有些专家通过隧道盾构法探究地质条件，通过分析盾构隧道地层施工管理技术，提出相应的措施降低风险。
一、盾构隧道复杂地形施工技术的现状分析
(1)盾构法是一种常见的施工方法，在铁路工程，地铁工程，水电隧道工程中都有广泛的应用。在实际的施工过程中，由于现有技术的局限性，我国技术人员在处理复杂地层施工情况下施工的难度很大。盾构法已经有很多年的发展历史了，一些发达国家在盾构法的应用上技术比较先进。
(2)分析盾构技术的施工优点。施工对环境影响小。主要包括：出土量少，场地附近地层扰动沉降小，对周围建筑物影响小;不影响地表交通，无需改移地下管线等各种地下设施，从而节省了大量的工程附加费用;对周围居民生活和出行影响小;无空气、噪声和振动污染等问题。
(3)接下来，分析盾构技术的风险。隧道与地下工程与其他工程项目相比，由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点，风险大，在实际的施工过程中，会遇到很多障碍。由于隧道与地下工程的施工和运营要涉及到过多的拆迁、对周围环境及管线的影响，如果决策考虑不周，在其规划、设计施工和运营中均会对社会和国家造成不必要的重大的损失和不可估量的社会负面影响，也影响我们国家的工业的发展。
二、盾构隧道复杂地层施工关键技术分析
以盾构隧道穿越琼州海峡为例，琼州海峡拟建隧道为方案中的中线隧道，线路自粤海铁路徐闻站南端引出，经五里镇后越过琼州海峡至天尾角引入海口车站。整个工程的地层条件比较复杂。主要以5-（4）粉细砂，6-（1）粉质黏土以及6-（2）黏土为主，砂层及黏性土中石英含量普遍较高，其中第四系砂层中石英含量为92~99%，第三系砂层中石英含量为65~96%。而影响中线隧道方案的主要为F1-2、F16两条断裂带，在隧道施工中尽量避免在断裂带周边进行换刀或对接作业。由于琼州海峡海底隧道施工存在超大直径、长距离、高水压、地层石英含量大，刀具磨损检测、高压换刀困难。在实际的施工过程中，要对其关键技术进行分析。
（1）刀具耐磨材料及技术，盾构隧道复杂地层施工过程中，刀具发挥着重要作用。在选择刀具上，一般运用刀韧比较锋利的，与土壤摩擦力小的。一般使用的刀具的材质为16Mn钢，同时，对其硬度也有一定要求。施工过程中，为了加强其硬度，在原有材料的基础上，加入碳化钨材料，只有加强其硬度，才能更好的切削岩土。从目前的施工技术来看，材质为16Mn钢的刀具硬度已经远远不能满足工程要求了。随着技术的不断发展，一些纳米材料被广泛的用于工业中，在刀具的制造上，采用化学气相沉积CVD法在刀具上涂TiN，从一定程度上增强了刀具的耐磨性。目前，我国在刀具研究上又有了新的进展，在刀具的韧性方面，采用的是纳米粉材料，将其放到钢包中熔铸，使其固定在合金的晶核中，压缩体积，最终形成晶粒。进而形成稳定的结构，其硬度也会增加。
（2）超高压条件下换刀技术。超高压条件下换刀技术能够有效提高刀具的使用寿命。在检测刀具的磨损程度时，有多种检测方法。比如，开仓检测，参数检测，磨损检测法等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据不同的工艺要求选择合适的检测方法，开仓检测法能够为检测人员体现直观的检测进程。还可以方便换刀操作。还有利用传感器检测的方法，主要是根据传感器的传输信息进行分析，通过调整参数，使其精确度更高，有利于提高检测的精确度。新的时代背景下，我国又引入了激光检测法，能够提高检测的效率。
（3）掌子面平衡技术。盾构隧道复杂地层施工过程中，由于所处地层的不同，在开挖过程中，开挖面的面积大小也不同。针对这种情况，我国在研究关键技术时，还需考虑盾构施工开挖面的稳定性。可采用制定模型的方法检测其稳定性。制定的小模型，利用离心实验分析开挖面的稳定性。
（4）海底对接技术。海底对接有两种施工工法，一个是辅助施工法，还有一个是机械施工法。在具体的施工过程中，要根据工程的实际状况选择合适的施工方法，有效降低施工风险。从琼州海峡的施工过程来看，采用机械对接盾构机，能够有效加固周围的土体。由于琼州海峡地理因素的影响，在实际施工过程中，需要采取特殊的施工方法，可以采取机械对接与冻结加固共用的方法，成功的实现对接。还要考虑海水浓度对对接的影响。海水的浓度会间接影响底部的土体。导致土层的结冰温度降低，出现冻土的现象，对于工程的进度维持也是不利的。所以，要考虑冻土层的防治问题。在具体的施工过程中，把这一因素考虑在内。解决冻土问题，提高土质的强度。
（5）盾构隧道施工地面控制测量技术。首先，地面控制测量方式有两种。一种是在平面范围内的测量，一种是高程测量。这两种测量方式都需要借助控制网来测量。
（6）监控技术。监控是保证盾构技术施工质量的基础。在监控过程中，应该建立一个监控网。确定监测的项目，一般情况下，监测项目包括围护结构监测，顶部沉降监测，地下水位监测，还有建筑物倾斜程度监测等。接下来就是制定监测标准，根据不同的项目内容制定相应的标准。监测系统要与报警系统相连，一旦发现有不符合标准的地方，报警系统会自动报警，工作人员要根据实际情况选择合适的应对策略，比如，跟踪注浆，复加力轴等。管理过程中，要利用现代信息技术，实现智能化管理。
（7）施工过程中的检测技术。根据地层的土质条件，预测各种自然灾害的影响，进而确定合适的控制方法。首先，应该对泥水参数进行检测，在实际的工程中，会出现因泥水比例不当造成泥饼现象严重，在选择参数时，应该考虑到实际的泥水性质。其次，要检查刀具的性能，特别是检测其安装情况，避免刀具密集重复安装，会导致刀盘受力不均，出现刀盘结泥的现象。
三、结束语
本文以盾构隧道穿越琼州海峡为例，探讨盾构隧道复杂地层施工过程中的关键技术。在具体的施工过程中，要克服这些因素的影响。在技术的选择方面，也要因地制宜，根据当地的实际情况，选择合适的施工技术。充分挖掘我国的关键技术，提高施工技巧。
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论文作者:来颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签：盾构论文; 隧道论文; 地层论文; 琼州海峡论文; 刀具论文; 过程中论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第27期论文;