摘要：随着时代的发展和我国经济的快速发展，我国在交通方面也得到了迅速发展，常言道：“想致富，先修路”。近年来，有关隧道施工的工程不断增加。应运而生，在进行隧道施工时会产生的问题也不断增加。通过多年的经验积累，在此分析当前在面对复杂地质条件时进行隧道施工的几个主要问题，并对使用盾构法进行隧道施工进行技术综述。
关键词：盾构；复杂地质；隧道施工
一、我国复杂地质隧道施工现状
（一）复杂地质较多
我国国土辽阔，占地960万平方公里，在我国存在多种不同的复杂地质条件，在这些地质中，有些地质可以使用传统的方式进行隧道的修建，有些地质对于隧道施工来说很不适合，但是为了更好地方便人民的出行，有些隧道国家决策必须要修建，而修建的过程中，可能会遇到很多复杂的地质条件以及技术上的难题，就会消耗更多的人力和财力，而且还要考虑各种各样可能出现的问题。从而给隧道的修建带来很大的阻力，也给了施工人员很大的压力。
（二）施工人员的安全问题
隧道的出现，其主要目的就是为了进行安全方面的防护，但当遇到复杂地质时，在进行隧道施工的过程中，很多施工人员由于对自我保护意识的缺失，以及缺少紧急事故发生时的应变能力，因此在进行隧道施工时，不免会出现很多意想不到的意外。对相关施工人员的生命健康造成一定的影响，随着科学技术的不断发展，近几年来盾构机的出现，使用盾构法进行隧道施工，可以很好的应对多种复杂地质条件，既能有效提高隧道施工的工作效率，又能更好的保护施工人员的生命健康权。
二、盾构法简介
盾构法顾名思义是在进行隧道施工的时候使用盾构机作为施工的工具，使用盾构可以在复杂地质条件下进行隧洞的掘进，无论是在比较软质的地基，还是在破碎的岩层之中，都可以使用。而且盾构是一种专用设备，其本身自带护罩，在尾部装好衬砌作为支点，在施工中先前推进，使用头部的刀盘来对土体进行有效切割，在切割的同时进行排土。盾构不仅仅是一个用来进行隧道施工的机器，它更是一种有力的支撑。盾构机经过精心的设计，成为目前隧道施工最先进的机器。其外观是一个类似钢管的机器，其独特的外形设计，是为了帮助其抵挡水外压和地层的压力。盾构机的形状大部分是圆形，除此之外，被广泛应用于隧道施工的盾构还包括半圆形的盾构，椭圆形的盾构和箱型盾构等形式，而盾构法在进行隧道施工时，具有例如提高隧道施工的施工速度，对周围环境的影响会变得更小以及洞体的质量相对稳定等多种优势。在软土的地基地段进行隧道施工时，使用盾构法可以很好凸显其优势。
三、盾构施工的过程
（一）对地质条件的考查
在使用盾构法进行隧道施工的过程中，有时会遇到特殊的复杂地质条件，为了避免在盾构隧道施工过程中出现特殊的问题，对施工造成不便，所以必须在施工前对所要施工的地段进行一定的地质勘察。地质勘察应该请有关的地质专家，对施工路段进行全面的勘察，除了对要施工路段的地形进行勘察外，更应该对其水文地质进行详细的勘察。在做好了地质勘察的工作之后，地质专家应该对施工路段的地质情况进行全面的分析，通过分析结果，得到最佳的施工路线和施工方法。往往在很多复杂地质条件面前，一个正确的施工方法可以节约大量人力和物力。例如云南工程弥蒙铁路修建过程中，因为其事先进行了对地质条件的考查，在考查工作进行中，发现有一段区间，属于软土地层，经过高层的商议，决定修改原有的施工方法，在该区间使用盾构法进行隧道施工，极大的节省了成本。因此，在进行隧道施工前，应该事先对地质进行相关的考查。
（二）盾构隧道施工具体步骤
1、使用盾构法进行隧道施工时，首先应该在隧道的起始段和终止端建造一定数量的竖井，将他们作为盾构的拆卸场所以及其他设备的拼装井。其中，还应该设置对于盾构的检修工作区域。对于工作井的尺寸的确定，则要根据盾构型号来决定。其次，在放置盾构机的竖直井中使用混凝土进行对盾构机四周边墙的加固，以防止在使用机器的时候产生塌方的事故。
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2.之后再将盾构机安装到固定位置，并在机器底部安装上千斤顶
3、通过使用千斤顶来驱使盾构机沿着水平的方向前行，从而形成隧道
4、在使用盾构机挖掘形成隧道之后，施工人员应该及时检查挖好的隧道，并且制作好混泥土，将其均匀涂抹到隧道的边墙上，进行对隧道的加固，在制作混泥土的时候，一定要注意水与水泥的比例应该与实际的地质情况有关。
5、在进行加固后，进行地压的相关测量，如果地压过高的话，可以在使用混泥土衬砌完成后使用浇铸高温下融化的钢铁来进行衬砌。
（三）盾构机的局限
盾构机在面对软土地质的时候具有其独特的优势，但是花开两生面，盾构机在进行隧道的施工时，也有其一定的局限性。比如在施工的过程中，当通过高强度的硬岩石区域，在盾构机先前掘进的过程中，盾构机自身机器上的零部件也会受到一定损耗，例如盾构机的刀盘，以及盾构机的尾部造成极大的损害。如果在掘进过程中遇到岩石的残积层，在残积层中会混有很多的碎石粒，极其容易在盾构机掘进的过程中出现泥饼，在影响工作效率的同时，盾构机本身也会得到损害。又或者在层间水源丰富的地段进行隧道施工时，因其软弱的岩层在遇到水之后，崩解之后产生的渣土，极其容易泥化，隧道施工会变得异常困难。以上这些问题，都是在运用盾构法进行隧道施工时会产生的一定限制。
（四）对施工中问题的建议
尽管使用盾构法进行隧道施工是目前最先进的施工方法，但是，对于某些特定的地质条件，在使用盾构法进行隧道施工时，怎样能正常的进行掘进，仍是技术上的难点。通过对施工中碴土的改良，以及使用恰当的刀盘，可以在遇到这些问题时，做出很好的解决。
1、刀盘的使用
滚刀是盾构机进行破岩的方式，其形式是使用足够的液压来使岩石破碎，所以我们可以根据施工区间的特殊的地质条件，选择相应的刀盘，例如面对较硬的岩石层时，刀盘应该选择重型滚刀，因为重型滚刀是以破岩能力为主的，在面对较软的岩石层时，刀盘应选择轻型滚刀。并在从硬岩到软岩，以及从软岩到硬岩的掘进过程中及时更换合适的刀盘。通过选择合适的刀盘，可以更好的解决使用盾构法进行隧道施工时面对不同岩石层的问题。
2、对碴土进行改良
盾构机切割下来的小型颗粒和细小的碎屑通过重新聚合而形成的块状物被称作泥饼，某些地层的残积层以及风化层，十分容易产生泥饼，为了防止泥饼的产生，可以在隧道施工过程中对碴土进行一定的改良。比如在更换刀盘的时候，可以在刀盘中加入相关的碴土改良用品，可以使碴土具有一定的流动性，变得容易排出渣仓外，这样既能提高施工的效率，又能减少刀具的相关磨损。但是在加入碴土改良用品的过程中，一定要注意添加的用量，要根据事先做的地质调查来决定添加的比例。合适的用量才能更好的提高出渣的速率。通过对刀盘的选择以及对碴土的改良，可以很好的解决在使用盾构法进行隧道施工中可能遇到的问题。
结束语：盾构隧道施工技术在面对复杂的地质条件时，拥有很多独特的优势，其通过使用盾构机进行安全高效的隧道施工，但也存在它的局限性，因此在使用盾构法时应采取有效的措施来解决可能会在施工过程中出现的各种问题，更加高效的完成相关的隧道工程。
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论文作者:李慧鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
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