摘要：地铁作为当前城市轨道交通的重要组成部分，为人们的交通带来了极大的便利。然而，地铁作为地下施工项目，地下建筑（构）物地质状况和水文环境都存在不确定性、复杂性、可变性，通常使用土压平衡盾构机，长度超过100米，且岩石单轴抗压强度超过100 MPa的地层，综合工期、安全、经济等因素，因此常采取盾构法的形式，确保盾构机安全平稳地通过坚硬的岩石或特殊路段。
关键词：城市地铁隧道；盾构法；施工技术
我国的城市地铁建设开始于 20 世纪 50 年代，北京是我国最早修建城市地铁的城市，在促进北京经济发展方面发挥着至关重要的作用，而这也拉开了盾构施工技术在我国城市地铁建设的序幕。现在，我国全国范围内已经有了 40多个城市修建地铁，而盾构法施工技术也被更多的运用到城市地铁的建设中来，并且取得了非常显著的效果，为促进我国区域经济发展起到了至关重要的作用。
1盾构法概述
作为一种新的隧道施工方法，盾构法主要依靠旋转驱动的刀盘，完成隧道全断面的一次成型。盾构法施工以它高效以及环保、安全等主要特点，在交通（尤其是地铁施工）、水利和采矿等许多领域得到了广泛的应用，而地铁隧道施工是一种特殊的施工项目，其工程施工特别的复杂，而使用盾构法在地层中推进施工时，能够充分的确保施工更加安全便捷。而伴随着技术的不断发展，当前我国盾构施工也是非常成熟，在现有的市场中占有率是非常高。在地铁施工中盾构机其主要用在地铁的支撑和注浆、挖掘等一系列工作中，由此完成盾构施工工作，由此来达到优化施工的效果，同时还能有效的保障施工的效率和施工的质量。
2盾构施工法特点分析
盾构施工法具有基本不影响环境，施工质量高、速度快，机械化程度高等诸多优点，它的运用也非常广泛。但是，由于盾构施工方法的施工特点，施工现场周围的土壤不可避免地会受到干扰。进而因其地表沉降，对施工造成巨大影响，不仅延误施工进度，影响施工的工程进度，甚至还可能造成安全事故，使人们的生命财产安全受到破坏。因此，地表沉降研究是盾构施工研究的重要方向。
3盾构法施工流程
3.1盾构始发工作井施工与洞门加固
3.1.1盾构始发工作井施工
竖井是穿过地层直通地面的垂直通道。首先要有竖井将盾构机设备吊装到始发位置，井宽要大于盾构直径1.6m-2.0m，这样才能有足够的空间保障人员安全。竖井的护壁可以由钢筋混凝土或钢板制成构成。起重设备取决于施工运输的要求，一般采用货物升降机或者龙门式起重机。
3.1.2洞门加固
当盾构始发井周围的地层是饱和的含水粘土或具有强水渗透性和自稳定定性较差的松散砂时，应该加强地层稳定性。通过强化，可以增加土壤的强度，并且可以降低土壤的渗透系数。加固范围通常在盾构接收井位置，并且在3米内。灌浆，旋转喷射，井点降水，冷冻方法等是常用的加固方法。加固后，土壤将具有一定的强度，防水性。
3.2盾构掘进
盾构机的分解部分分别悬挂在坑内，反作用力装置和盾构可以设置在导向口中。在反应装置，进发导向口和洞口停止装置安装完成后，可启动起动装置。推进缸放置在反作用力装置上，刀头和油缸用于挖掘，然后推行一个行程后收回，同时在反力装置和推进油缸之间放置临时的支撑垫，然后继续进行推进，在进入隧道后，可以进行盾构组件和后部设备安装。在所有盾构设备进入隧道后，按预定的方向推进。
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3.3衬砌
盾构隧道衬砌主要由装配式衬砌以及格式混凝土衬砌组成。补砌类型分为单层和双层补砌两种。补砌部分形状通常是箱形，中子形以及平板形。补砌防水措施分为管片自防水以及管片接缝防水两种。管片自防水主要是依赖于混凝土的不渗透性和管片的生产精度以满足要求。管片接缝防水主要包括螺栓孔防水，填缝防水以及密封垫防水。分管片补砌可以在盾构机挖出一个螺距后进行，并且管片是由运输车辆运输到安装台位，然后补砌台车被送到安装位置。一轮管片安装结束后，即可进行后续掘进，隧道工程就在这不断循环工作中建成。
3.4注浆
盾构施工过程中主要有三种注浆方式：同步注浆，及时注浆以及二次补浆。同步注浆的材料分为单液型以及双液型两种，单液型因其早期强度高以及能较好的填充盾尾空隙，得到了广泛的应用。而注浆工作也是在盾构推进工作技术以后才能进行的，并且是通过管片预留孔实施的。二次补浆是在盾构后方一定距离处，也是从预留的注浆孔向衬砌后实施注浆工作，该方法主要用于隧道上方有重点建筑物的位置。注浆的作用主要是防止地层变形，尽快稳定已拼装成型的管片，并使千斤顶的推力顺利传递到地层。能减小作用于管片的应力和管片产生的变形。同时也可以形成有效的防水层，有效的保障注浆工作的质量。
4地铁施工盾构法的施工技术控制措施
4.1盾构机进出洞时作业控制
在隧道机进出隧道时，地铁施工人员必须严格控制操作。利用盾构机挖掘隧道，必然会涉及到盾构机的进洞、出洞的风险，而这一过程的作业控制直接关系到盾构法的施工质量。如果盾构机进出洞的操作有问题的话，就会使整个地铁结构可能会失效。为此，施工人员必须充分掌控对盾构机进出洞的控制。一般情况下，在盾构机进行钻洞操作之前，施工人员必须明确地铁隧道的运行路线，以避免大的轴线误差。同时，施工人员还应仔细勘察施工路线周围的环境，根据实际情况实施具体的操作。如果存在威胁盾构机施工工作的潜在因素，则必须在操作前采取预防措施以及应急措施。避免在施工过程中发生重大事故，干扰盾构机的平稳施工。在进行盾构机的出洞作业以前，要求施工人员必须要彻底的审查各项工作的开展情况，从而有效的避免存在漏洞影响出洞作业的顺利开展。
4.2盾构机挖掘施工时作业控制
盾构机的挖掘工作是地铁施工盾构法的主要工作。在盾构机的开挖施工过程中，应尽可能避免开挖施工时对周围土层产生较大影响，由此来保证挖掘土层的稳定性。要减少盾构机挖掘施工对周边土层稳定性产生的影响，施工人员必须在挖掘作业前科学合理地调整盾构机的参数。同时，在挖掘施工过程中，盾构司机及现场技术员应注意盾构机的姿态，避免盾构机因姿态问题影响挖掘工作的顺利进行。盾构机的姿态不仅影响挖掘工作，还影响管片工作的装配质量。因此，在盾构机的挖掘和施工过程中必须严格控制姿态。盾构机的姿态控制与注浆模式和盾构坡度等各种参数密切相关。只有在控制各种参数的前提下，才能有效控制盾构机的姿态。盾构机各项参数量的控制需要建立在可靠的测量工作之上，在进行可靠性的测量之后，才能实现对盾构机各项参数量的精准控制。另外，为了将土压力控制在可控范围内，必须严格控制盾构机的前进速度以及排土容量。
总之，地铁施工盾构法已广泛应用于城市地铁工程的建设中。盾构机进出洞的控制和盾构机开挖的控制是地铁盾构施工技术和方法的要点。要根据实际情况和施工现场的变化，及时调整，加以控制，进行施工，由此来充分保障隧道施工安全顺利的进行。
参考文献：
[1]姚博.地铁施工盾构法的施工技术探究[J].建筑工程技术与设计，2017（34）：171，173.
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[3]辛维建.地铁施工盾构法的施工技术探析[J].城市建筑，2017（8）：86.
论文作者:王子平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/1
标签：盾构论文; 管片论文; 地铁论文; 隧道论文; 工作论文; 注浆论文; 施工技术论文; 《基层建设》2019年第9期论文;