摘要：盾构法施工是目前城市地铁建设施工过程中施工效果最佳的施工方法之一，其最大的特点就是施工安全性强、施工速度快、施工成本低以及施工质量高等。相信随着地铁盾构法施工技术的不断发展和进步，我国地铁建设的步伐也会随之不断的加快。
关键词：地铁施工；盾构法；施工技术
1 盾构法施工概述
1.1 工作原理
盾构施工使用的机械是盾构机，指的是利用盾构钢壳的支护作用，进行挖掘、出渣等流程，同时在尾部进行衬砌、注浆，从而保证围岩的稳定性。从字面上理解，盾是指钢壳，作用是支护围岩，保证掘进工作的安全性；构是指衬砌管片、注浆体的构成，作用是保证开挖后隧道断面的稳定性。
1.2 技术特点
城市地铁施工和普通铁路施工相比，最大的不同在于施工条件受限，往往场地较小，施工精度、环境影响却要求较高，盾构法施工有较强的适用性，其技术特点如下：a.对周边建筑和环境的影响小，在盾构井施工、基坑施工中，需要占用地面施工场地，其余施工阶段不会占用地面场地，而且不会产生噪音和公害，不影响正常的交通状况；b.施工精度高，一方面，盾构的掘进采用先进设备进行测量观测，对隧道轴线的偏差控制严格；另一方面，衬砌管片在制作时，误差控制在0.5mm以内。c.设备专用性，盾构机的制造，是依据隧道的断面参数进行的，包括埋深、直径大小、地质条件等，因此盾构机具有专用性，隧道完工后，机械一般不会重复使用，因此也造成施工成本较高。d.具有一定风险，盾构机在施工期间只可前进、不可后退，成为施工中的一大风险,如果掘进期间发生重大故障，会直接影响施工进行，甚至造成严重的经济损失。
2 盾构法在地铁施工中的应用
2.1 盾构井
盾构井的尺寸应当符合盾构机的拼装技术要求，一般来说，井宽必须比盾构机的直径大两米左右，而井长的设计，则应当将盾构设备的拼装空间、施工人员作业空间等考虑在内。另外，盾构井的尺寸也与盾构机的行进方式、隧道土层的厚度等多种原因存在关系，盾构井的壁面通常使用钢板保护，或者也可以利用钢筋混凝土，而起重设备的运用则应当充分考虑运输条件，可选择的设备包括升降机或者起重机。自地面将盾构机的零件机器其他相关设备运输至井中，然后进行盾构机的组装，设计其盾构的反力装置以及进出口。
2.2 盾构拼装
目前我国在地铁施工中所运用的盾构机，其盾头由生产厂家直接拼装完毕后整体运输至施工现场，但我国很多城市地处内陆，道路运输条件和通过能力有限，通常只能进行分体运输，也就是将盾头划分为主机、前盾、中盾、盾尾以及刀盘几个部分分别运输，然后于始发井内拼装。在盾头的几个组成部分中，单件重量高达三十吨，因此，现场起重装置必须利用大型起重机。
2.3 反力装置
盾构机盾身前期进洞依靠反力装置，行进过程通过负环管片的安装传力至反力架以推进盾构机前行，反力装置的组成部分包括临时支撑垫、固定支撑座，支撑反力架等，负环管片为闭口环，每环由六个隧道管片组装形成，负环环数由盾构井长度（洞门至反力架的距离）及每环管片长度确定。
2.4 始发端及接收端加固
盾构机在正式始发及接收前，应当对始发端及接收端进行加固处理，这一环节主要作用为:保障开挖面的稳定性;预防地下水渗透;预防隧道坍塌。在地铁建设中，通常利用冷冻法或者注浆法稳定土体，稳固范围应当远超盾构机的长度（一般1.5倍），而其直径则应超过盾构机直径的两倍。
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2.5 洞口止水
隧道直径与盾构机直径存在一定差距，在两者之间存在空隙，为了避免水自其中流出，预防地表沉降，保障盾构机的顺利进出，在盾构机接近隧道口前，应当设置止水带（洞圈止水钢环以及止水帘布），利用环形设备封住空隙，而在盾构机进入隧道后，则应完全封住隧道口。
2.6 始发
以上准备工作结束后，盾构机便可以开始行进，将千斤顶顶在反力装置上，启动机器即可推动机器前进。在切削刀盘进入土体之前，为了避免隧道土体被突然削切而发生土体坍塌，施工人员应当利用螺旋器注入粘土，保障土压舱的满载，才可启动机器挖掘土体和排土。
2.7 盾构的掘进
在盾构机完全进入后，必须按照挖掘方案行进，这一环节的工作由信息化系统进行控制。当盾构机设备在掘进过程中出现误差时，可以利用信息化系统控制其油缸，保障盾构机行进方向的准确性，同时，在确保土压平衡的前提下，通过对刀盘转速、螺旋输送速度的调整，进而保障挖掘与排土的速率基本一致。
2.8 衬砌与进洞
在盾构机挖掘一定距离后，则可开始衬彻，由运输设备将管片送至隧道，再将管片送至拼装位置即可进行拼装，在拼装结束后则进行另一环节的挖掘与行进，至工程结束为止。在盾构施工结束后，应当处理隧道管片，对洞口进行止水。
2.9 盾构接收
盾构机到达前要先通过水平探孔查明端头加固后土体的稳定性和渗水情况，防止盾构机到达端头时土体（洞门）塌方。在盾构推进至盾构到达范围时，对盾构机的位置进行准确的测量，明确成洞隧道中心轴线与隧道设计中心轴线的关系，同时对接收洞门位置进行复核测量，确定盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划。盾构出洞前洞门混凝土凿除及洞门封堵材料必须准备就绪，盾构接收基座安装好后，准备接收出洞。
3 地铁施工盾构法施工技术要领探析
3.1 盾构进出洞施工技术要点
在地铁工程施工过程中应用盾构机施工，首先，必须要完成盾构机进洞操作，而盾构机进洞对于整个过程而言都是极为重要的内容。在实际施工的过程中，进洞和出洞的成败则是决定工程能否顺利完成的关键因素。在盾构机进、出洞的时候，必须对相关施工技术予以充分的重视，才能确保盾构进可以顺利的完成进、出洞施工工序，另外在施工的过程中也必须对施工线路予以明确，避免盾构施工过程中出现轴线的偏差。由于盾构机进、出洞施工技术的难度相对较大、工序较为复杂，因此在施工开始之前必须对施工现场的地质、管线等环境进行详细的排查，同时制定相应的技术措施，才能确保盾构机进、出洞施工的顺利完成。
3.2 盾构掘进施工技术要点
盾构机进、出洞之间的主要工作就是盾构掘进，在实际施工的过程中，为了有效的降低盾构施工对周围环境造成的影响，必须采取切实可行的技术，严格的按照盾构掘进的参数控制盾构开挖面的稳定，才能确保盾构施工的顺利进行。而盾构姿态则主要指的的盾构掘进过程中空间位置的现状，将盾构轴线控制在设计运行的误差范围之内，才能确保盾构掘进的顺利进行。所以，在盾构掘进施工的过程中，必须严格的按照要求和规范控制盾构姿态，而盾构姿态的控制则主要是通过调节千斤顶推力、盾尾间隙、管片选型、注浆量与方式等进行控制的。
3.3 盾构穿越粉砂层的施工技术要点
地质条件是影响盾构施工难度的关键因素。盾构施工最理想的穿越土层是淤泥质黏土、粉质黏土等软土层，而粉砂层则会对盾构施工造成一定的困难，在实际施工的过程中必须采取特殊的施工技术予以应对和处理，才能确保盾构施工的顺利进行。盾构施工在穿越粉砂层比较常见的问题主要是是土体液化以及出土口喷砂等现象。因此，必须采取积极有效的措施提升正面土体的流动性以及止水性才能确保盾构掘进的顺利进行。
4 结论
随着城市化进程的不断推进，地铁建设的范围不断扩大，而盾构技术的关键作用越来越凸显，相关技术人员只有充分了解该技术的基本工作原理、特征，机器施工技术，才能进一步发挥其价值，提高地铁施工的建设效率，进而促进我国城市交通的便捷与发达。
参考文献
[1]何冲冲.地铁施工中盾构区间孤石的开挖处理[J].四川水泥,2016,03:198.
论文作者:谢厚念
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/10
标签：盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 地铁论文; 施工技术论文; 过程中论文; 出洞论文; 《基层建设》2017年第11期论文;