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摘要：近几年来我国地铁建设步入了快速发展的阶段，各大城市地铁建设项目竞相开工。在地铁施工中，盾构法是较为常见的一种方法，不仅方便易行、技术成熟，还能够在安全和质量上得到保障。本文从地铁施工盾构法相关概述谈起，分析盾构法的发展现状，进而对其施工技术要点进行探讨。
关键词：地下铁道；发展现状；盾构法
1.引言
城市地铁以安全、迅捷、容量大、能耗低、污染少等优点倍受青睐，是现代化城市中的“绿色交通”，城市地铁作为现代化交通工具，是城市现代化的重要标志和窗口，世界各大城市和我国主要与重要城市正在积极规划和筹建城市地铁。盾构法是利用盾构机在地面以下暗挖隧道的施工方法，与传统地铁施工方法相比较，盾构法施工具有地面作业少、适宜建造深埋隧道、对周围环境影响小、自动化程度高、劳动强度低、施工速度快等优点，盾构施工方法以其独特的施工工艺特点和较高的技术经济优越性，越来越受到建设和施工单位的重视。从世界范围内看，盾构法隧道施工技术正在朝长距离、大直径、大埋深、复杂断面和高度自动化方向发展。
2.盾构法的发展现状
（1）盾构法其实是一种非常传统的技术，但是经过了十分漫长的发展过程才在当今的地铁施工工作中起到重要作用。在最初的时候，盾构法是用来作洞穴施工的，并且这种技术对机械设备的依赖性太大，所以在非常漫长的一段时期中，这种方法都没有得到广泛的应用。直到最近几十年，随着科学技术的不断发展，再加上地铁隧道施工工程越来越多，盾构法施工才在地铁施工和隧道工程中充分发挥出其作用。盾构施工技术在不断发展的过程中，得到了更多的应用，同时技术方面在不断的改进，这样就使得这种技术在发展过程中应用的更加广泛，而且成为了地铁和隧道施工的重要技术。
（2）盾构法施工特点盾构法施工技术是一种新型的施工方法，在使用的时候是不同于传统的地铁隧道施工技术的，在应用的时候主要的施工特点表现在以下几个方面。在施工中，盾构法对城市地面建筑和周围的环境影响非常小，同时在施工的时候，地铁隧道沿线是不需要进行施工现场布置的，而且施工中噪音是非常小的，施工过程中也不会出现振动情况，对地面交通环境影响非常小。地铁施工对施工精度要求是非常高的，这样就使得施工技术方法要保证施工的精度，盾构法在应用的时候在管片制作方面精度是可以得到保证的，同时在误差方面也是能够进行很好的控制的。
3.盾构法施工技术对地铁建设影响
分析了盾构法施工的类型，还需要了解到盾构法对地铁建设的重要作用，以下主要就盾构法施工的重要作用展开了分析：其一，在二环衬砌的外围以盾构壳体进行支护，这样就能更好地进行隧道衬砌的装配以及开挖地层。其二，内部结构是支撑盾构壳体的基础，为了保障支撑的效力，可以在内部添设水平及竖向隔板，这样就使得盾构分为了若干部分，这样不但使其刚度得到了很好地保证，操作起来也更加便利。其三，内部支撑结构并未在盾构后部以及尾部，为此拼装隧道衬砌的工作可以在其掩护下完成。其四，液压千斤顶在隧道衬砌推进是盾构掘进的主要方式。具体施工工艺流程可以分为如下几个方面：其一，在施工之前建立工作井，主要是在起点以及终点部分；其二，将盾构设备安装在起点工作井内；其三，将起点工作井推出，主要依靠盾构自带千斤顶；其四，根据设计的要求使盾构设备不断前进，并完成衬砌管片的安装工作；其五，衬砌背后空隙的注浆，这样做主要是对衬砌环的位置进行固定，防止围岩的移动。
4.盾构法施工技术
4.1盾构机始发前的必要准备
盾构法施工技术方案和施工细节依赖于围岩条件，因此要求在施工准备阶段对沿线的工程地质和水文地质条件进行细致的勘察工作，并根据实际情况做好应急准备。城市了地面交通繁忙、地面建筑物和地下管线密集，对地面沉降应用严格控制，在节省开挖面、不干扰地下水发育和围岩稳定并缩短工期的压力下，盾构法是最佳选择。
4.2盾构法的施工工艺流程
（1）始发竖井
作为拼装盾构的井，其建筑尺寸应满足盾构拼装的施工工艺要求，一般井宽应大于盾构直径1.6～2.0m，井的长度主要考虑盾构设备安装余地以及作业人员的作业空间和安全作业等因素。此外，竖井的尺寸还与盾构隧道的覆盖土层的厚度、进发方法等多种因素有关，覆盖土层的厚度不同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进发方法不同，竖井的尺寸也不同。
始发竖井的护壁一般采用钢板或钢筋喷射混凝土护壁，起重设备根据施工运输的要求，可采用龙门式起重机或货物升降机。从地表把盾构机的分解件及附属设备搬至始发立坑，然后在立坑内组装盾构，设置反力装置和盾构进发导口。
（2）盾构拼装
一般来说，盾构掘进机的盾头部分都是在生产厂组装完后整体运至工地。但我国很多城市地处内陆，道路运输条件和通过能力有限，只能采用分体运输，即将盾头部分分为切削刀盘、上、下盾壳、主机四部分运至施工现场，再在始发竖井内进行组装。这样，最大单个部件重量约为30t，需根据现场情况确定组装用起重机械的配置，如始发竖井安装有龙门式起重机，则可直接用龙门式起重机吊装，若没有，则采用汽车起重机。安装前首先准备好始发井下盾构安装基座，测定盾构推进轴线和盾构始发导人口，再将盾壳吊至始发井内的安装基上固定好，然后将盾构主机吊装就位，吊装刀盘固定于主机上，安装上、下盾壳，安装完毕后将上、下盾壳焊牢，即完成盾构机械的安装工作。
（3）进发导口
盾构机在始发前，需要在开挖方向设置进发导口，其目的是：①维持开挖面的稳定；②防止地下水渗出；③防止土体坍塌。一般是在掘进前方采用注浆或冷冻法对土体进行加固，范围是掘进前方大于盾体长度。直径约为盾体直径两倍的范围。
（4）洞口止水
由于洞口外径与盾构外径之差，在洞口与盾构间存在着一周环形建筑空隙，为防止土体及水从此空隙涌出和渗出，避免地表沉陷和确保盾构的安全出洞。在盾构靠上洞门土体前，在洞门设置一道环形橡胶止水带和一道环形钢板封堵空隙，盾构完全进人土体后，将环形板与有预埋件的洞口管片满焊固定，完全封堵洞口空隙
（5）盾构机的初始掘进
将推进油缸顶在反力装置上，启动切削刀盘和推进油缸即可进行掘削推进，推进油缸推进到一个行程，收回推进油缸，在推进油缸与反力装置间加垫临时支撑垫，即可进行推进。在盾构刀盘切入土体前，为防止正面土体突然被切削而过量流失引起工作面坍塌，应通过螺旋输送器倒转方向向土仓内加注粘土，至满仓后才启动刀盘切削土体和出土。盾体进入隧道后，进行管片安装和后部辅助设备平车的拼装，推进油缸顶在管片上继续推进，这样，推进一节，拼接一节，直至盾构设备完全进入隧道。
（6）盾构机的正常掘进
盾构设备完全进入隧道后，盾构按预先设定的方向掘进，该过程由盾构设备的计算机控制系统控制。当盾构设备出现左右或上下偏差时，由计算机系统对推进油缸进行控制，确保条件方向按预定设置方向前进。同时，在保证开挖面土压平衡的基础上，调节刀盘转速与推进速度及螺旋输送机速度的比率，使开挖与排土保持恒定。
（7）衬砌
在盾构设备掘进完一个节距以后，即可进行管片衬砌，由管片运输车运送到安装台位，再由管片衬砌台车将管片送至安装位置安装就位。管片安装完毕后，进行下一个循环的掘进，直至整个隧道工程的完成。
（8）进洞
盾构由区间隧道进入接收竖井前，需首先对端头土体的加固和渗水情况进行取芯测试，在确保土体稳定和物大量渗水的情况下方可凿除洞口混凝土。洞口混凝土凿除应分层分块进行。在盾构距洞口越10m时，将洞口混凝土全部拆除。待盾构机刀盘露出洞口时，清除端头井内盾构机所带出的土体后，将盾构接受架准确地定位安设在洞口的底板上，高层比盾构机略低，并将接受架固定，以便盾构机顺利滑行上架。
5结束语：
总之，随着技术的进步，掘进机开始出现并且体现了自身的许多优点，具有掘进安全、经济效益显著、隧洞洞壁质量高、掘进速度快等。近年来，掘进机施工工艺已取得较大进步，采用了技术含量较高的盾构技术，能够实现全断面掘进，然后进行放置管道，盾构技术的出现使得施工效率更高，而且盾构技术的适用范围较广，对于岩石较硬和软土等复杂的地质条件均能使用，尤其是针对地下水力压力大的工况下，更能显示出其优点，弥补了其他方法的不足。随着经济社会发展，我国的城市建设日程逐渐加快，地铁需要逐渐增加，盾构技术的应用更加广泛。
参考文献：
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[3]江哲义.盾构法在城市地铁特殊地段的施工对策研究[J].河南建材，2011（02）
论文作者:陈天明
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/28
标签：盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 地铁论文; 洞口论文; 竖井论文; 技术论文; 《基层建设》2016年9期论文;