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摘要：盾构法是一种暗挖地道用的工程机械。它的最大特点就是能够很好的完结整个地道掘进程，而且最大极限地防止地面陷落。地铁盾构法施工将为处理我国交通拥堵问题以及促进我国经济社会又好又快开展及全面建造小康社会供给有力保证,具有重要意义。故在本文中我们主要对地铁盾构施工电气控制体系与推动体系进行了简单的剖析与讨论。
关键词：地铁盾构施工；电气控制系统；推进系统
1盾构法施工过程
地铁盾构施工法是暗挖法的一种，盾构机在地下切削土壤，千斤顶通过支撑在衬砌后的隧道壁上加压提供盾构向前的动力，在保证掘进中开挖面稳定的同时在盾构机壳内进行隧道壁的衬砌工作。使用盾构机修建地铁隧道，其自动化程度高、施工速度快、衬砌方便且不受地面地面环境、天气的影响，并且对地表的道路、建筑物扰动小，适合于隧道洞线较长、埋深较大的工程。盾构刀盘对土体的切削主要是刀盘上的滚刀对盾构前方岩体的破坏。刀盘旋转的过程中，岩体上会出现微小裂隙，随着滚刀应力的增加裂隙会逐渐延伸产生大的裂纹，滚刀逐渐进如岩石内部，相邻滚刀之间的相互作用会使岩体产生碎片，这些碎片通过刀盘上的预留孔进入土舱内。进入土舱的土体与添加剂混合，使土体保持一种流塑状态，通过控制螺旋输土机的出土量调整舱内压力。盾构法施工的过程主要有以下几点。
（1）出发和到达
盾构在初始推进时利用竖井内安装的临时管片作为千斤顶的施力点将盾构机向前推进，从出发口进行切削衬砌作业沿设计路线向前推进直至整个盾构机进入地层。到达即盾构沿设计路线安全推进到竖井的到达面。
（2）盾构的推进
盾构推进时根据周围土体的条件利用千斤顶的推力使盾构按设计路线不断向前推进，在必要时进行纠偏。在盾构推进时，应合理使用千斤顶的推力和施力位置，保证在开挖的过程始终保持开挖面的稳定，保证己衬砌的结构不受到破坏。
（3）压气施工
在含水、砂土地层中使用盾构法施工时可能会发生涌水、坍塌等情况，从而造成盾构机的损害，而影响盾构的推进，因此需要使用气压施工用以稳定地基。另外由于滚刀磨损需要进行刀片更换时，也需使用气压稳定盾构前方土体，便于人工进行滚刀的更换工作。
（4）衬砌、注浆及防水
在推进程序结束后，在盾尾处将若干块预制混凝土管片拼接组成环状，然后盾构向前继续推进，当管片脱离盾尾后立即通过注浆口向管片后注浆，填充衬砌背后的建筑空隙防止围岩松弛和下沉。防水部件在预制混凝土管片上，使接缝处能保持密封状态。
2盾构施工技术的工作原理
在地铁施工中，影响盾构施工技术质量的因素诸多，比如施工机械设备因素、人员应用因素、地质环境因素等。在这个环节中，盾构机是盾构施工技术体系的关键性机械设备。暗挖工程是城市地铁施工体系的关键性项目，在工程挖掘过程中，盾构法扮演着重要的施工角色，盾构机盾壳是一种良好的支护设备，通过对油缸、刀盘及其盾壳的结合，可以构成完整性的盾构推进体系，有利于提升地铁施工的效益，增强施工的稳定性及安全性，避免出现相关的安全事故，实现施工人员人身财产安全的维护。在隧道开挖过程中，需要在开挖面前进行切削装置的设置，通过对其他机械设备的利用，将切削出的岩土运出隧道外。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工实践中，盾构法对周边交通环境的影响较小，为了确保地铁施工技术精确度的提升，施工前及施工过程中的环境监测工作是非常重要的。
3盾构机推进系统分析
3.1液压推进系统的数值仿真
依据体系中详细的液压元件以及外部载荷的状况，能够断定状态方程中各系数的值，并在此基础上对状态方程实施求解（进程省略），然后剖析整个体系的动态功能以及各参数改动对体系功能的影响。选择液压缸开端推动的时间进行数值仿真，千斤顶无杆腔的压力远远大于有杆腔的压力，这契合液压推动体系向前推动时的特征，向前推动的压力非常大，以战胜推动阻力，而回油压力较小。无杆腔压力和无杆腔面积的乘积，减去有杆腔压力与有杆腔面积的乘积，等于外部负载的数值。减压阀阀芯的位移能在很短的时间以内稳定在40mm左右。在改动负载数值，千斤顶无杆腔的压力有明显改动，有杆腔压力改动并不是很明显。改动减压阀的参数（减压阀阀口的液阻）的时候，减压阀阀芯的位移也随之改动，但对千斤顶压力影响不大。
3.2推进系统参数控制
3.2.1分组油缸推力控制
在推动过程中一般操作手会依据地道曲线和以及盾构姿势来调整分组油缸压力。然后完成盾构姿势能够依照需求进行调整。假如盾构姿势处于往右偏离轴线，那么这时我们就应该给右边这组油缸加大推力使它逐渐往左推动，纠偏过程中不应纠偏过急，避免因分组压力悬殊过大导致盾构机盾壳卡住管片等事故出现。
3.2.2铰接油缸伸缩控制
推动时应该时常重视铰接油缸压力变化，在铰接油缸压力较大时就应该留意了。找出引发压力过大的原因，一般情况是在推动过程中或者停机时补注的双液浆或者单液浆粘连住盾壳，导致在推动时拖拉盾壳致使压力变大。或是盾构机姿势不好导致盾尾与前盾成曲线折角。卡住盾壳所造成的。这是应该调整盾构姿势。此外一种原因就是刀盘的边际刀具磨损严重导致开挖面变小，盾壳卡住所造成的。这时就应该开仓查看刀具是否需要更换。
3.2.3刀盘转速的设定
在硬岩地层中刀盘转速应该设定转速快些。这样可以减小刀具的灌入度从而降低刀盘扭矩。在软点的土质中则不需要太快的转速。如果转速太块刀盘问题会迅速提高增加了刀盘结泥饼的可能。甚至还会引起地面塌方等事故。
3.2.4PLC程序控制
通过plc调整参数或屏蔽来控制盾构机的各项条件。例如启动条件，自动控制条件，或者屏蔽一些无关紧要的启动条件，更改一些延时启动的时间条件等。
3.2.5刀盘滚动角变化的原因分析
刀盘发动前需要挑选转向，顺时针或者逆时针，一般状况盾构司时机根据翻滚角的数值挑选方向，左负有正。仔细的盾构司机应该会发现翻滚角的改变有时改变额很慢，有时改变的很快，当然首要影响翻滚角改变的要素主要是刀盘扭矩，扭矩的大贯入度较深就会构成盾体与刀盘的反作用力然后产生旋转构成翻滚角。但还有一个重要的影响要素会引起翻滚角的快速改变，那就是同步注浆不丰满时，当管片外部没有浆液包裹此刻摩擦力就会变小，因此在阻力很小的状况下就会加速和刀盘的反作用力，构成翻滚角很快改变。这时一定要及时的弥补浆液了，否则还会构成管片旋转角变大。盾体和刀盘成反作用力在旋转，那么盾体的油缸顶在管片上同时也会对管片构成反作用力，构成管片一向旋转。最显著的现象就是隧道的走道板越铺越高，或越铺越低。
总之，盾构机是建筑地铁地道运用最多的设备，尤其是当时我国大力发展城市地下轨道交通。越来越多的工程建设单位首选盾构机来施工。由于我国盾构施工范畴起步晚缺少实践经验，依然存在很多难题（如跨海地道），决定了在未来地铁地道盾构施工依然面对各种难题的应战。为了保证地铁地道施工的安全以及牢靠，高质和经济，要求盾构机控制系统设计必须要更新设计理念，改进设计手法。
参考文献：
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[3]王刚.盾构电气组成系统及常见故障的解决[J].建筑机械化,2013(02).
论文作者:史钊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
标签：盾构论文; 管片论文; 地铁论文; 压力论文; 千斤顶论文; 体系论文; 隧道论文; 《基层建设》2017年第35期论文;