摘要：国民经济迅猛发展，地上交通越来越拥挤，发展地下交通系统成为缓解交通压力的重要举措，要大力发展地下交通就必须不断优化地铁盾构法施工技术。深度加大、距离更长、直径更大是盾构法施工技术发展的一个主要趋势。本文以杭州地铁1号线（江陵路站-近江站区间）为例，分析了该工程基本概况和地质情况，探讨了在施工过程中存在的多种风险，探究如何优化在穿越瓦斯地层过程中地铁盾构隧道施工的技术，希望能为国内的盾构法施工提供一些参考意见。
关键词：工程和地质概况；风险分析；施工问题；技术优化国内修建地铁城市有二十多个，以后越来越多的城市都会修建地铁以顺应时代趋势，在地铁施工过程中面临的地质情况是很复杂的，所以要保证地铁运行的安全和牢固就必须优化盾构掘进技术[1]。2003 年，全国五个城市修建地铁的时候使用了四十台盾构机进行施工，当开挖土层时，若碰到瓦斯，瓦斯就会快速布满隧道，严重的会造成瓦斯燃烧、爆炸。地层中瓦斯的存在大大降低了地铁盾构隧道掘进的安全系数，万一发生爆炸就会给人民的生命财产安全带来严重威胁。
一、杭州地铁1 号线（江陵路站-近江站区间）工程和地质情况（一）工程情况分析杭州地铁1 号线2007 年3 月28 日开工建设，2012 年11 月24 日投入运营。全长53 公里，2 次穿越钱塘江，4 次穿越京杭大运河，设有车站34座，其中地下站31 座，高架站3 座，停车场及车辆基地2 座。其中江陵路站-近江站区间的右线总长度为2.956 千米，左线长度为2.946 千米，在单洞圆形的隧道里有许多管片拼装。该区间设两座风井，两座联络通道，其中一个联络通道兼排水泵站。盾构穿越钱塘江的总长度约为1340 米，隧道穿越的地质情况比较复杂，隧道中含有大量有毒气体（主要为瓦斯，还有其他有毒气体），在进行盾构隧道施工时，瓦斯释放不仅会造成土层失稳，使已建成隧道产生位移甚至发生断裂，还会危及施工人员的安全，造成不可挽回的巨大经济损失。
（二）地质情况分析该区间地质情况较为复杂，存在大量有毒气体，施工难度较大。施工中，若处理不好瓦斯问题，有可能会发生爆炸事故。该区间隧道中的瓦斯气体较为分散、气压较低、气层较薄且水气同层、气体不连贯。
二、地铁盾构隧道施工过程中遇到的风险分析（一）瓦斯的体积分数超过了标准尺度根据相关法律法规规定，进行施工作业时瓦斯的体积分数不能大于整体体积的0.5%，如果23 个探测孔里有6 个探测孔里的瓦斯体积分数大于了0.5%就会发生燃烧和爆炸事故[2]。
（二）瓦斯地层被线路全断面穿越根据工程勘察报告，江陵路站-近江站区间隧道穿越了储气层，随着盾构隧道掘进，隧道掌子面的土体被一次性彻底疏松。土体里的瓦斯气体基本得到完全释放，这使瓦斯气质残留在隧道内，密封的隧道空间使瓦斯体积的分数不断攀升，当体积分数超过一定标准就会发生瓦斯燃烧事故，严重的出现瓦斯爆炸事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（三）地层内的有害气体众多江陵路站-近江站区间隧道内除含有瓦斯气体外还含有其他有毒气体。
甲烷是瓦斯的主要成分，其中二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等也是瓦斯的组成部分。硫化氢是无色有臭蛋气味的气体，也是一种毒害神经的气体，能使人产生窒息。一氧化碳是无色无味的气体，人吸入一氧化碳会产生头痛、眩晕等身体反应，严重的会昏迷或死亡。
三、如何优化盾构掘进技术（一）进行渣土改良为了避免有害气体瓦斯泄露到隧道里面，提高盾构隧道施工的安全系数，可以调整盾构施工参数，把重点放在怎样控制盾构螺旋机出土和怎样进行盾尾密封上来[3]。瓦斯进入隧道的第一个途径就是螺旋出土口，根据出渣的具体情况，应及时把质量好的泡沫灌注到开挖面，并及时把添加剂注入开挖面。
（二）提高隧道内的土方运输效率一次性直接出土是每环施工的正常形式，为了实现减少瓦斯泄露时间和减轻通风压力的目的，施工单位往往把一次性出土改为两次出土，两次出土就意味着每出一次土要掘进75cm 的距离。如果瓦斯在某一地段分布密集，可以采用渣车被塑料布覆盖的方式减少瓦斯溢出，这样能提高盾构隧道施工的安全系数[4]。
（三）提高管片拼装质量瓦斯泄露的第二个主要通道是盾尾和管片接缝，所以提高管片拼装质量能有效避免瓦斯泄露。提高管片拼装质量不仅要从制作、运输下手，还要从下井的全过程下手，只有从这三个方面进行全面检测才能让不破损的管片用于盾构隧道。管片不仅要求质量合格，还要求管片的类型是统一和适当的，合适的管片类型能避免盾尾对管片和止水条进行损坏，避免瓦斯气体从损毁的地方泄露到隧道里面[5]。施工单位要配备熟练的管片拼装手，对管片拼装的错缝和错台进行严格的控制，只有这样才能使管片不再碎裂，才能保证瓦斯气体不从盾尾和管片接缝处泄露。
结语修建地铁是一项长期又复杂的工程，需要地铁盾构隧道施工技术的协助，目前盾构施工技术虽有新的发展，但还存在一定的局限性，它的局限性表现在当瓦斯是低浓度和低压力的时候，只能通过专门的瓦斯勘察才能明确瓦斯的组成成分和分布情况。盾构施工技术参数需要进一步研究和调整，这样才能更安全有效地进行施工和更有效地对瓦斯气体进行检测。
参考文献：[1]周少东，夏银飞，杜先照等.地铁盾构隧道穿越瓦斯地层的施工技术[J].城市轨道交通究，2009，12（8）：68-74。
[2]林文书，林建平，刘文斌等.盾构瓦斯隧道掘进技术[J].隧道建设，2010，30（6）：665-669。
[3]霍军帅，王炳龙，周顺华等.地铁盾构隧道下穿城际铁路地基加固方案安全性分析[J].中国铁道科学，2011，32（5）：71-77。
[4]王建秀，邹宝平，陈学军等.填海区地铁盾构隧道下穿公路施工地层沉降规律的数值模拟[J].中国铁道科学，2013，34（4）：33-39。
[5]李玉宝，沈志敏，苏明等.地铁盾构隧道收敛和沉降监测数据处理与分析[J].东南大学学报（自然科学版），2013，（z2）：296-301。
论文作者:张明富
论文发表刊物:《基层建设》2015年1期供稿
论文发表时间:2015/8/28
标签：瓦斯论文; 盾构论文; 隧道论文; 管片论文; 地铁论文; 江陵论文; 气体论文; 《基层建设》2015年1期供稿论文;