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摘要：基于城市地铁运行环境的特殊性，施工受地质结构因素影响比较大，一般会选择用盾构施工方法，具有机械程度高以及施工速度快等优点。文章分析了城市地铁隧道盾构施工技术中常见的问题，并且结合工程实际，对其施工技术及质量安全控制进行分析。
关键词：城市地铁；盾构；施工技术；质量
1、盾构施工法的概念
1.1盾构施工法的原理
使用盾构机，一方面控制开挖面以及周围土体，不发生失稳坍塌，另一方面进行隧道掘进、出渣，且在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，进而实现，不扰动周围土体而修筑隧道的方法。所谓“盾”指的是控制开挖面稳定性的压力舱和刀盘、支护周围土体的盾构钢壳，所谓“构”则是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。盾构法施工作为当前地铁施工的主要方法之一，其原理即在尽可能，不扰动围岩的基础上完成地铁隧道的施工，以期最大限度地降低对地面建筑物以及地下埋设物的影响。为达到这一预期目标，除利用压力舱内泥土或泥水压力，来平衡开挖面上的相互作用以外，亦可以使用土压力及水压力刀盘和盾构钢壳，从而被动地实现支护作用；
1.2盾构施工阶段划分
依据盾构施工在时间顺序上的不同，可以将盾构法施工进行三阶段的划分，具体为：始发作业阶段、盾构掘进阶段和盾构到达阶段。盾构施工始发作业阶段，其实施的主要内容为：建造盾构工作井、进洞口土体加固、盾构掘进机安装等；掘进阶段的主要作业内容为：初推段掘进施工、盾构连续掘进施工以及掘进机设备转换等；第三个阶段的主要作业内容包括：接收井洞口土体加固以及盾构机拆卸并运出地面等操作。
2、盾构施工中常见的质量问题原因分析
2.1管片渗水的原因分析
2.1.1管片自身存在的质量问题。在管片出厂生产时，密封垫沟槽部位的混凝土，如果不密实存在有气泡、水泡等质量缺陷时，在拼装完成管片后，水会绕过密封垫，从气泡水泡孔处渗漏进来从而导致管片渗水。
2.1.2管片止水条出现脱落。实践生产过程中，管片间如果发生了碰撞，导致止水条发生脱落或断裂，会导致密封垫无法形成闭合的防水圈，进而导致管片的渗水现象。
2.1.3管片与盾构的姿态不佳。管片与盾构的姿态不佳，直接会降低管片的拼装质量，导致管片间的错位，相邻的管片止水带未能正常压紧吻合，从而引发管片的漏水。
2.1.4管片衬背注浆不饱满。当管片衬背注浆不饱满时，如果管片密封条贴合并不是完全密实，管片顶部如果存有积水，便会在密封垫压实比较薄弱点出现渗漏现象。
2.2进出洞段隧道质量问题原因探析
根据笔者实践相关经验分析，进出洞段成型隧道常见的质量问题，主要产生缘由有：一是，负环管片，通常采用配筋率较低的管片或者老旧管片来实现代替，这样就导致了盾构始发时，容易出现异常现象，进而导致破损现象的发生。负环破损以及变形，较容易导致前几环管片的破损与错台。二是，在出洞，往往因为盾构刚组合装调试完毕，此时，机械以及人机磨合均还未达到理想状态，盾构施工相关参数未经由实践的检验，将会出现与实际地层不匹配的情况。
2.3联络通道处成型隧道质量问题原因探析
因为联络通道位于隧道内部的最低点，实践中尤其是那些采用“V”型纵坡设计的隧道区间，一般情况下，联络通道处于隧道纵坡拐点处附近。如若隧道区间平面曲线也位于该曲线上时，隧道便位于线型控制最不利的位置点，一旦盾尾间隙、转弯环管片点位选择、推进油缸行程差不能够精准的匹配地铁区间后期线性时，将导致盾尾内的管片脱出盾尾后的管片，进而导致错台、错缝、挤裂等现象的发生。
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3、盾构施工技术优化管理措施
3.1盾构始发阶段
3.1.1土体加固
盾构在竖井或者基坑出发后，为降低施工对地层内埋置的管线以及构筑物等造成的影响，需要在正式施工前对周围的土体进行加固处理，例如水泥搅拌桩加固或者是旋喷桩加固等，在加固效果验收完成后才可正式出发掘进。第一，间隙加固。主要是针对土体与地墙之间的间隙进行封闭，常用的加固方式有注浆、旋喷等。第二，均匀性。利用打探孔方式来对土体的均匀性进行检查，施工时要求操作人员将竖井或者基坑口的围护结构背土面钢筋割除后，适当设定探孔数量，观察是否存在渗漏或者流砂等情况。第三，强度。利用钻芯取样的方式来对竖井或者基坑内不用深度的土体进行验证，确定土体强度可以满足工程施工要求。
3.1.2盾构始发
由专人来观察割除围护结构迎水面钢筋满足掘进需求后，盾构机需要在短时间内接近洞口正面土体，并且要确定盾构在竖井或者基坑出发后，是否有渗漏情况，一旦发现要及时进行封堵。另外，还要随时检查前仓土压力设置是否合适，并将土仓中存有的砼块清除。为避免盾构在掘进过程中出现“上飘”情况，要保证千斤顶使用状态良好。
3.2盾构掘进阶段
3.2.1参数管理
第一，土压力。如果选择用土压平衡式盾构机施工，整个掘进过程中为非土压平衡逐步过渡到土压平衡阶段，最后在盾构机进入到竖井或者基坑后逐渐过渡到非土压平衡状态，需要不断通过土质、环境监测以及覆土厚度等对施工行为进行调整。第二，掘进速度。受盾构机进出速度协调性影响，很容易出现正面土体失稳以及地表沉降等问题，为改善此问题需要最好对掘进速度的管理，并且一旦遇到阻力应及时停止掘进，待处理后才可继续施工。第三，千斤顶推力。千斤顶在盾构施工中主要起到推动的作用，并且其推力大小与盾构掘进遇到的阻力相关，为提高其推动效果，需要提前掌握掌握盾构运行状态数据，并以此为依据选择合适的千斤顶来施工。
3.2.2掘进过程
第一，纠偏。通过对千斤顶进行编组或者纠偏材料进行纠偏，即在掘进过程中技术人员需要随时掌握盾构运行状态，并控制好掘进方向，一旦发现出现偏离轴线的现象，需要及时制定纠偏方案与纠偏量，选择合理的纠偏措施减少偏差的积累。第二，管片拼装。结合盾构施工管片成环的特点，应选择性能质量优良的管片，在进场前进行质量验收，保证其结构设计合理，并且要在管片成环后检查确定高程与平面偏差等。
3.2.3注浆施工
常见有衬砌后补注浆、同步注浆等施工工艺，在施工前需要做好监测资料、拌制与注浆记录以及拌制注浆试块见证等数据资料的综合分析，判断注浆作业是否达到控制变形的目的，尤其是要做好对注浆量、浆液配合比以及注浆压力等指标的检查确定。
3.3盾构接收阶段
第一，接收加固。在盾构机掘进到设计重点竖井或者基坑为止后，接收过程同时还需要进行加固处理，保证其可以达到施工建设需求。第二，基座设置。盾构机进入到竖井或者基坑后，需要对洞门中心位置、高程位置等进行复核，确定接收后盾构机可以保持平稳并安全推上基座。第三，接收进洞。在接收进洞前要做好准备工作，然后将盾构机向前推进，等到前端刀盘露出土体后，并且整个盾构机壳顺利推上接收基座后接收完成。在进行接收进洞处理时，要保证竖井或者基坑周围不存在渗漏情况，一旦发现则必须及时对其进行封堵。
3.4桩基托换
即利用托换的方式，将上部结构对桩基产生的荷载转移到新建基础上去，常见有承压板方法、桩基转换层方法以及桩基转换层与承压板组合方法，需要结合实际情况来选择，详细分析工程现有结构物现状、隧道与桩基靠近程度以及地基状况等。
4、结束语
随着城市地铁工程项目的不断兴建，人们的交通出行越来越方便快捷，盾构法施工因其多方面的优势，已经成为地铁实践施工中最常采用的施工方法之一。盾构法施工过程，工序时间较短、持续工作时间较长，能够实现现场的流水施工作业，因此实践中对施工相关人员素质也提出了较高的要求，相关从业人员因不断参加继续教育，不断加强理论学习于施工实践，相关人员因不断加强施工质量的控制，并制定出切实有效的质量控制措施，唯有这样才能确保隧道施工质量、以及盾构法施工的安全。
参考文献：
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[3]徐延召，李亚巍，杨俊.盾构空推过矿山法隧道施工技术及质量控制[J].土木建筑工程信息技术，2016，（01）：53-58.
论文作者:郝健
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/7
标签：盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 竖井论文; 基坑论文; 阶段论文; 注浆论文; 《基层建设》2017年第33期论文;