天津市地下铁道集团有限公司 天津市 300051
摘要：在实际的轨道交通施工建设过程中会出现复杂的线路交叉情形，故此，选取科学合理的施工方法，采用适宜的施工工艺，制定各项控制措施从而保障隧道结构的稳定性，加大盾构隧道下穿施工技术的推广和应用力度，能够为我国城市轨道交通建设施工技术的不断创新和发展注入新活力，推动我国城市轨道交通建设的发展。
关键词：盾构隧道；轨道交通系统；施工分析
1盾构隧道施工技术概述
盾构施工技术属于是暗挖法的一种，主要是利用盾构掘进机实现全机械化施工，施工阶段包括：掘进、管片拼装、注浆、盾尾脱出、浆液凝固。在城市地铁作业中采用盾构技术，基本不会对地面的交通产生影响，同时此技术可较好的控制地下水渗漏、地表沉降，施工噪音、振动集中在竖井口附近，隧道埋深对工程费用基本无影响，施工风险小（见图1）。
图1 地铁盾构施工示意图
第一，稳定开挖面。开挖面的稳定与否直接关系到盾构施工能否顺利进行。因此，要保证开挖面的稳定，就必须要对土体进行改良和加固，保证土层之间关系的稳定性，使土层处在最良好的施工状态之下，为盾构施工提供一个安全的土层基础。第二，对土体的支护，才能进行后续的开挖。施工中大多为粘性土，土体稳定性较差，因此要对土体进行稳定支护，并选择合理的盾构施工方式，才能使盾构施工顺利进行。盾构施工方法选择的合理能够大大增强土体的流动性，但是应该注意排土量对开挖面稳定性的影响，盾构施工过程中必须要控制好盾构的排土量。此外，盾构施工的排土量会对螺旋输送机的转速产生影响，所以，还需做好施工机械的选择，从而控制好盾构的排土量。
第三，加强背后注浆，注浆方式关系到地表沉降问题。所以，注浆方式的选择必须要考虑到地面沉降问题，合理选择注浆方式，才能降低因注浆方式不合理发生的地表沉降的概率，这也是控制和预防地表沉降的极为有效的途径。
2施工准备
盾构隧道工程设计：
（1）盾构隧道工程的第一步首先需要对隧道的周围环境进行详细的考察，比如说下穿的各种管道的铺垫和实施，热水，铁路，下层建筑，桥梁、河流等的具体情况。（2）在对水文地质进行检测时，需要严格对岩土层进行考察，及时的记录发展过程。（3）工程的统筹规划：是在最基本的条件基础之上，根据各个城市不同的分布和构成，在施工的技术，周边环境，以及工程的地质与水文的地质等因素进行比较分析，在工程的计划当中选取最适合发展的方案，并且进行多种层次的总结和分析，最后确定正式施工的方案，在工程的实施当中，最重要的一部分是土建工程部分的盾构施工组织设计，因此，需要得到足够的重视。（4）在盾构隧道工程的结构设计之中，施工的技术，防水的设计，附属的结构设计都必须根据城市的发展进行科学合理的设计，在科学技术的引导之下，施工的技术水平，行车的速度控制，环境的保护政策，防水，防灾，防腐蚀和防空等因素都要有良好的提高。（5）盾构机的选择也是占有重要的一部分，工程的地质条件，水工的地质条件，环境的条件，曲线施工和测量、工期的要求、经济性的要求，以及隧道外径，都会对盾构机有一定的影响。
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
盾构掘进和断面末端土体加固的作用是防止盾构掘进机在掘进开始和断面结束时容易下沉、上升和跑掉。其结果是，隧道表面不稳定，偏离中轴，导致水涌出，泥浆涌出。因此，改进端部土体可以提高端部土体强度，堵塞地层中颗粒与水的间隙，保证盾构机启动和到达的安全。端部土体加固施工技术：首先分析端部土体质量，然后设计加固范围和方法，最后测试端部土体加固效果。
3.2盾构机的运输
盾构机主机需要进行一系列的程序，总体包括在工厂车间的组装、经过调试、解体后收到的总结，在由专业盾构运输团队制定周密的实施路线，选择好从工厂到现场的运输路线，然后严格的执行运输的计划和实行措施。
3.3盾构隧道掘进技术
盾构隧道的开挖的技术是根据土壤的形成和结构，举例来说各种不同的土壤，软硬地层，断层带形成、富水砂层等特殊地质条件下地质段需求，比如盾头，钻空板平面“S”类型的线面斜率变化来设计各种不同的建筑施工组织方案。（1）土方的开挖：在工程开始的时候，第一步是盾构机先切环切入土方，再继续开挖土方，然后千斤顶将切环推入土层。整个千斤顶的布置和辅助措施控制着盾构和纵坡的位置和方向。开挖方法：①开挖：开挖时适选取比较好的地质条件，开挖时可以保持地层开挖面的稳定性，开挖顺序从地层顶部开始向下；②机械切割的开挖：采用盾构直径相同的全断面旋转切割刀板式开挖，配合运土机械可以使土方从开挖到运输机械化。（2）网格式开挖：适用于中国大中型盾构掘进，在此基础上，将盾构开挖面按前隔板和横梁划分为网格。当盾面向前推进时，土壤从网格中条状地进入盾面，然后被输送。
3.4推进操作和纠偏
盾构在实施的时候，首先需要对围岩的范围进行观察，以此确保实施的安全性，实时对千斤顶的行程和推力进行观察，沿既定路线方向准确掘进。因此，有必要正确推进盾构的运行，随时纠正偏差。盾构掘进过程中，为了保证盾构掘进功能在计划路线上的正确性，防止偏移、偏转和俯仰，应适当调整千斤顶行程和推力，破坏不方便掘进面的稳定性。一般采用开挖后立即推进。或者一边挖一边推。因此，任何时候都要正确操作屏蔽体，任何时候都要进行纠偏的路线。
3.5衬装拼装
盾构隧道衬砌结构在隧道的施工中是支护的作用，主要用于保护开挖面，防止土体变形、塌陷和泥水渗入。另一个作用是承受盾构顶进力等施工荷载，对工程的后续发展做支撑保障作用。盾构衬砌法主要有三部分：预制衬砌：预制管件铸钢、钢、混凝土、钢筋混凝土管件，多采用预制钢筋混凝土管件。装配的衬里是用环做的，它一般由标准块、相邻块和安装在屏蔽体尾部的顶部块的多个管段组成。双层衬里：在组合式衬里内加盖一层整体混凝土或钢筋混凝土。双层衬砌作用是腐蚀地下的水地层，主要用于防腐和防水；挤压的整体衬砌混凝土指衬体紧密结合的挤压作用形成的地层，盾顶推力的混凝土倒在现场通过盾尾不使用传统的管道，以提高衬体的密实度，减少项目成本和工期的时间。
3.6衬砌背后的压注
在对工程的衬砌进行背后的压注的同时，施工时，为了防止地表之间的空隙，可以进行整合，整合的过程分为两种：①一次压注是在工程的不断前进的情况之下，出现空隙马上对之前的空洞，用水泥砂浆进行压注，在一定的作用之下，会对空气进行完整的缝合；②二次压注的意义是启动机进行核实，这样可以防止出现崩塌的情况，盾机可以继续推进几环后再用压浆泵将水泥浆液压入砂间空隙，与沙粒形成整体密实的表层。
3.7盾构机拆卸和吊运
当盾构机到达需要工作的位置时，需要对稳定地层剖面进行相应的设计，应推动沿线的盾构机垂直轴，然后把盾构机到垂直轴的大开口准备提前来移除和盾构机。
结束语
在地下轨道交通的发展之中，在1969年的时候，第一条铁路在北京开始正式运行，时至今日，我国的很多城市都已经有了正式的轨道交通，并且各种线路在逐渐的发展和扩大，轨道交通轨道的运行在我国有了很大的突破和进步，取得了很大的成绩，对于社会的发展具有很强的推动作用。轨道交通轨道的优点很多，快捷，环保，舒适等。但是，有利也有弊，地下轨道交通的建设成本较高、建设周期较长。
参考文献
[1]黄洋.地铁盾构隧道穿越人防工程控制技术分析[J].安徽建筑，2017，24（04）：163-165.
[2]何梦超.地铁盾构法隧道工程安全风险评估研究[D].福建工程学院，2017.
[3]杨楠楠.地铁盾构隧道施工过程安全风险辨识与评价[D].大连交通大学，2017.
[4]曹林波.盾构隧道上穿已建隧道三维数值模拟分析[J].城市住宅，2017，24（02）：105-108.
论文作者:王小宝
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/25
标签：盾构论文; 隧道论文; 工程论文; 轨道交通论文; 地层论文; 地质论文; 作用论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;