摘 要:采用盾构法建造隧道或各种地下管道，一般是在预先建造好的工作井内进行盾构的安装、调试和试运转，并将其准确地搁置在符合 TRANBBS 设计轴线的基座上，待所有施工准备工作就绪后，开始沿设计轴线向地层内掘进施工，当盾构将要到达终点时，应准确测定盾构的现状位置，并调整和控制其姿态，使盾构正确无误地进入预先建造安装好的接收井内的基座上。本文主要介绍了土压平衡式盾构机进、出洞时土体加固、基座设置、洞门止水等施工方法,对盾构机进出洞技术进行剖析,希望能为今后类似工程实践提供一定借鉴。
关键词：土体加固,基座,后座，密封,洞门
盾构的进出洞工序是盾构法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣将直接影响到建成后隧道或管道的轴线质量、进出洞口处环境保护的成效及工程施工的成败。盾构的进出洞施工技术必须根据工程所处地层的土质、水文、环境条件和环境保护要求的等级制定，如何科学、合理地运用各种不同的进出洞技术，使其符合各工程的特定工况条件要求，是一项值得研究、探讨的课题。
一、盾构进出洞施工的关键技术
⑴建立推进施工的良好后盾系统，后盾系统由后盾管片、支撑体系及后靠等组成，其不但要稳固牢靠，同时必须有一个准确的后座支承面和适应施工的垂直与水平运输的转折通道口。
⑵确保洞口处土体稳定，在盾构未靠上洞口处土体前，保护洞口附近地面和地下构筑物，使盾构顺利切入土体，并支护正面土体，从而进入正常施工状态。
⑶洞口建筑空隙的密封技术，洞口建筑空隙的密封问题，如不妥善解决，将会引起洞口渗漏，产生不可设想的后果，但目前对进洞施工时的洞口密封技术还不够完善。
2、盾构进出洞施工中易发生的事故
⑴洞门处土体涌入井内，洞口封门拆除后，井外土体不能自立，井内洞圈的密封装置还不能阻挡洞外的土体，所以洞口外土体随之进入井内，造成地面沉陷，影响附近地下管线和地面建筑物的安全使用，如情况严重，则造成井下无法施工。
⑵洞口周圈涌水、涌砂，由于在出洞施工时损坏了洞口密封装置，盾构出洞后没有及时做好洞口防渗漏处理，故在盾构未全部通过工作井洞圈或已经脱出洞圈时，井外水、泥沙不断从洞圈与盾构或隧道之间的间隙涌入井内。如不及时处理，将导致地面沉陷和洞口处已建造好的隧道产生过量沉降。
⑶盾构出工作井洞口时上抬或下沉，盾构出工作井洞口后，就失去了基座的支撑，若在施工中对正面平衡压力值的设定和控制不当，则极易产生盾构的上抬或下沉，这将使刚建成的隧道偏离设计轴线，甚至无法正常施工。进土部位和进土量控制不当，易使盾构上抬，于是地面也随之隆起；正面土体流失过量，超量出土，易使盾构产生下沉。
⑷管片产生碎裂、环面不平、内外张角严重、纵缝喇叭大、环向旋转等不良现象。
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三、盾构进出洞施工技术
3.1 稳定正面土体
稳定正面土体，要确保洞口暴露后正面土体的稳定，必须对洞口状况进行调查，然后采取有效的技术措施，使洞口处的土体不流失、不坍塌。
⑴洞口状况调查：①工作井的构造。②水文地质状况。③隧道埋深和洞口直径。隧道埋深和洞口直径与洞口处土体稳定密切关联，所采用的相应措施随条件不同而不同。④工作井洞口附近地面环境。地面环境要求的保护等级是洞口土体进行加固的依据。⑤工作井洞口井壁的平面现状。⑥施工设备的性能。隧道施工所用的盾构机型是进出洞方法选定的关键因素。
⑵对洞门外土体进行加固或稳定处理：采用土体稳定措施后，洞门外土体能稳定自立相当长一段时间，可大胆拆除封门，盾构即可进出洞，但在施工时必须对加固处理后的土体实际性能作检测，确认其达到施工所规定的要求，方可拆洞口封门。当前常用的土体稳定技术有降水、地基加固、冻结法等。
3.2 基座的设置
基座可以是钢结构、钢筋混凝土(整体现浇及预制装配)等形式。基座要有足够的强度和刚度，特别是钢结构形式的基座，还必须有整体稳定性能与局部稳定性，以免施工应力作用后产生事故。接收基座用于接收运动着的盾构，由于在安装基座时，盾构的进洞姿态是未知的，所以只能以隧道设计轴线设置平面，且高程导轨面不能超过洞圈面。
3.3 后座的设置
盾构在基座上开始向前掘进施工时，其前面的顶力必须传递到后靠，因此后座在受到最大施工顶力后，首先是不能产生破坏及变形；其次是后座顶力面必须与隧道设计轴线相垂直，使盾构推进时有一个正确的方向，并把顶力良好地传递至后井壁；最后是设置的后座系统要能满足推进施工时垂直与水平运输转折通道口的要求。后盾支撑体系是否良好，直接关系到推进施工是否能顺利进行，亦关系着出洞起始阶段的隧道衬砌拼装质量。
3.4 洞口间隙的密封技术
在盾构通过洞口及整过隧道施工过程中，洞口与盾构、洞口与隧道结构之间总有一个圆环间隙存在，若不作密封处理，洞口外土体及水就会从此间隙中流入工作井内，使洞口处土体流失，引起地层沉降变形、破坏环境，影响极大，所以，洞口间隙的密封技术也是进出洞施工中的一项重要技术。
总之，运用盾构法或顶管法在复杂地层和环境条件困难的情况下，以多种类型的盾构和顶管机成功地建造了各类隧道和管道工程。我们的经验是：只要通过认真研究，分析客观条件，摸透工程所处地层的土性，制定相应的进出洞技术措施，就能使工程的施工顺利进展，工程质量得到保证。
参考文献：
[1]张凤祥,朱合华,傅德明.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004.8.
[2]邓永双.盾构隧道掘进方向控制技术[J].山西建筑,2007,33(1):124-125.
论文作者:邢春华
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第16期
论文发表时间:2019/10/17
标签：盾构论文; 洞口论文; 基座论文; 隧道论文; 进出论文; 轴线论文; 稳定论文; 《工程管理前沿》2019年第16期论文;