摘要：伴随着经济总量提升，人民对活动空间需求量不断增大，修建地铁已成为缓解人口数量增长造成的交通压力的有效对策之一。利用盾构法修建地铁隧道具有高效、高自动化、高质量的优点，基于此，盾构法隧道施工将成为修建地铁工程的首选方法。文章首先对地铁盾构隧道施工的原理进行阐述，然后提出施工过程中的重点质量控制环节，并对其提出了相应的处理措施，希望为地铁盾构隧道施工提供参考价值。
关键词：地铁；盾构隧道；质量控制
引言
盾构法以其机械化程度高、对周围环境影响小、掘进速度快和地层适应性广等特点，已被广泛应用于地铁工程项目的施工。而管片作为地铁隧道中的关键受力控件，担负着隧道成形、负载、挡土和止水等重要功能，是地下隧道的保护屏障。在实际施工过程中，盾构管片上浮、破碎和错台等现象一直是困扰盾构隧道施工的技术难题。不少学者对这些问题进行了研究：马骋等[1-4]对管片结构错台进行了研究；张映根等[5-6]对管片开裂原因进行了分析，并提出了应对措施；沈征难等[7-9]对管片上浮的原因进行了分析研究。
1施工难点及重点
1.1技术难度大
大直径盾构隧道内设置中隔墙实现单管双线运行的轨道交通工程，没有相关的工程经验可供借鉴，属于一全新工艺，需要研制新的专用设备并摸索出一套完整的施工工艺。
1.2拼装要求高
由于盾构掘进过程中隧道管片很容易发生旋转，导致部分管片预留的接驳器与轴线位置偏离较大，还有极少部分预留接驳器自身垂直度就存在较大偏差，使得传力杆无法安装。这就需要对预制中隔墙顶部预留孔洞位置、直径进行适当调整，对位置偏离较大的还需要进行植筋处理。此外，在每块预制中隔墙纵向之间没有设计连接，无法像隧道管片利用千斤顶加力致以密贴，在拼装初期拼装一段距离后，累计的间隙会增大，也会使得中隔墙传力杆不易被穿入孔洞内，因此每拼装一段距离后就需要对中隔墙纵向进行收紧。
1.3安全控制难
1）由于预制中隔墙构件中自重较重，平面尺寸大，构件较薄，安装高度较高，故在狭小的隧道空间内安装时极易产生倾倒。而且中隔墙采用预制与现浇相结合的形式，在后浇带浇筑前预制中隔墙处于悬空状态，稳定性较差，需要采取特殊的保护措施，用临时支架进行固定。2）中隔墙施工主要包括混凝土浇筑、预制中隔墙运输及拼装，而中隔墙底部“T”形现浇段一旦施工后，圆形隧道即被等分为两部分，隧道内水平运输时空间将相应缩小，多任务同时作业形成交叉施工势必会增大安全风险。
1.4建设周期短
工程总体节点目标要求在隧道贯通后半年内必须完成内部中隔墙施工，确保后续铺轨、机电安装、装饰装修等专业的施工，以实现通车目标。因此，建设工期非常紧张。
2应对技术措施
2.1盾构机上浮控制
控制盾首上浮措施主要有：①根据施工情况伸出超挖刀，超挖范围为时钟3～9点下部位置；②在上部盾体12点位置径向孔注入高浓度膨润土浆液，压力控制在0.3MPa以内；③根据实际情况调整主动铰接油缸上下行程差。控制中盾与盾尾上浮措施主要有：①在中盾和盾尾部位放置20t配重体；②推进油缸上、下千斤顶压力差控制在20MPa左右。
2）2.2
管片上浮后的处理比较困难，应采取措施保证管片在脱出盾尾后尽快固定，主要措施为：①关闭2、3号（右下、左下）注浆管路，全部浆液注入1、4号（右上、左上）注浆管路，适当提高同步注浆压力到0.3MPa，同步注浆浆液水泥掺量为200kg/m3；②根据需要，盾构掘进时在盾尾后1环管片同步注入双液浆，压力控制在0.3MPa以上，使成形隧道尽快稳定；③每一环掘进时，连接桥下部管片位置放置1环配重管片。
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2.3盾构姿态控制
盾构机掘进时，为使盾构机沿轴向方向前进，保持盾构姿态向下的趋势，前后点垂直方向偏差不要过大，通过调整4组油缸的压力差，提高拼装精度，减少管片破损
2.4管片和盾构机管理
严格控制管片的制作质量，减小管片制作的精度误差；对管片拼装人员进行技术深化培训，规范操作。加强盾构设备管理，保证盾构能够连续施工，防止因停工时间过长造成地下水聚集等不利情况发生。采取以上技术措施之后，盾构管片破损情况逐渐好转，盾构最后顺利出洞。
3盾构隧道工程线段施工工艺
3.1盾构隧道端头土体加固技术
盾构隧道的始发和达到地段端头土体加固的目的是防止在刚开始掘进时和到达地段时盾构机容易发生下沉、抬头、跑偏的现象。其后果是使掘进面失稳偏离中轴，冒水，突泥，所以改良端头土体，可以提高端头土体强度，堵塞颗粒的间隙和地层的水，可确保盾构机始发和到达的安全。端头土体加固的施工工艺：首先对端头土体土质进行分析，进而设计加固范围和加固的方法，最后对端头加固的效果进行检测，检测及格验收。端头加固的施工方法有：搅拌桩加固：适用于淤泥、黏土层等地层；旋喷桩加固：适用于砂层；注浆加固：适用于深度较深的砂质地层和砂砾层；SMW（型钢水泥土搅拌桩）加固适用于各类软土地层；冻结法加固：适用于各类淤泥层，砂层，砂砾层；地层降水法加固：与其他加固措施相结合。
3.2盾构机的运输
盾构主机在厂家车间组装，调试，经验收及格后解体，由专业的盾构运输队伍制定详细的运输方案，选择好从厂家到工地现场的运输路线，然后严格按运输方案实施。
3.3盾构隧道掘进技术
盾构隧道的掘进是按照地层的土体和结构（如各种不同土质，上软下硬地层，断裂带地层，富水砂层等特殊地质条件下的地质情况）线段的要求（如盾构调头，过钻、空板平面呈“S”型线路以及平面坡度变化等）设计出各类不同的施工组织方案后进行施工。盾构法施工工艺主要有土层开挖盾构推进操作与纠偏，衬砌拼装，衬砌背后压注等。
3.3.1土层开挖
盾构机首先让切口环切入土体，然后开挖土体，千斤顶将切口环向顶入土层。盾构的位置与方向以及纵坡度等依靠整个千斤顶的编组及辅助措施给予控制。土层开挖的方式：①敞开式开挖：适用于地质条件较好，掘进时能保持开挖面稳定的地层，开挖的顺序由顶部开始逐层向下开挖；②机械切削开挖：利用与盾构直径相当的全断面旋转切削大刀盘开挖，配合运土机械可使土方从开挖到装运实现机械化；③网格式开挖：为我国大中型盾构常采用的方式，盾构的开挖面用正面的隔板和横撑梁分成格子，盾构推进时，土体从格子里以条状进入盾构，再搬运；④挤压式盾构：分为挤压式和局部挤压式开挖。在开挖过程中，要根据地表变形情况，严格控制出土量，务必使地层的扰动和地表的变形减少到最低限度。此盾构开挖方式，只使用于江河、湖底或郊外空旷地区。
3.3.2推进操作和纠偏
盾构掘进时必须根据围岩条件，保证工作面的稳定，适当地调整千斤顶的行程和推力沿所定路线方向准确地进行掘进。所以要正确推进操纵盾构机和随时进行纠偏路线。盾构掘进时，为了使盾构机能在计划路线上正确掘进预防偏移，偏转及俯仰现象的发生，适当调整千斤顶的行程和推力为不便开挖面的稳定受到损害。一般采用开挖后立即推进。或边开挖边推进同时进行。所以要随时正确操纵盾构，和随时进行纠偏路线。
结束语
我国在建设国际化大城市的进程中，将面临交通拥挤的严峻挑战，解决大型都市的交通拥堵问题，关键要建设好便利的城市公交体系。盾构法地铁隧道施工时我们建设系统的先进技术，将得到大力推进和发展。
参考文献
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[5]秦汉礼.盾构隧道钢筋混凝土管片制作技术[J].隧道建设,2006(S1):28-31+54.
论文作者:孙同印
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; 管片论文; 隧道论文; 隔墙论文; 地层论文; 地铁论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2018年第27期论文;