摘要：本文将介绍地铁盾构施工技术的基本原理和优势，了解最新的盾构施工技术，为地铁施工提供一种具有技术和经济优势的选择方法。同时，就地铁盾构施工存在的问题进行分析，提出地铁盾构施工技术改进策略，希望能促进盾构施工新技术在我国城市地铁建设中的应用。
关键词：地铁盾构；施工技术；工作原理
1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。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。
2盾构技术优点
盾构法具有以下优点：（1）对城市的正常功能及周围环境的影响很小，除竖井施工外，施工作业均在地下进行，无需拆迁，不影响地面交通，因而对城市的商业、交通、住居影响很小。还可减少对附近居民的噪声和振动影响；（2）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；可以在深部穿越地上建筑物、河流，穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性；（3）安全，在施工过程中可以通过计算机控制机械施工，机械化程度高，施工精度高，隧道形状准确，安全可靠，减少了在地下人工掘进隧道时的风险，劳动强度低，进度快；（4）质量好，盾构施工采用机械化施工，在质量上可以做到经久耐用；在地下穿过各种埋设物和已有隧道而不对其产生不良影响。施工一般不需要采取地下水降水等措施，地下水位可保持，可根据施工隧道的断面大小、埋深条件等施工隧道特点和地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造盾构机，所以此法是适合于某一区间的专有方法。
3地铁盾构施工新技术
3.1特殊断面盾构施工技术
特殊断面盾构可分为复圆形盾构和非圆形盾构两大类。其中复圆形盾构包括双圆盾构和三圆盾构。双圆盾构可用于一次修建双线地铁隧道、下水道、共同沟等，三圆形盾构则用于修建地铁车站。非圆形盾构包括椭圆形盾构、马蹄形盾构、矩形盾构和半圆形盾构，根据隧道使用目的可分别加以采用。
3.2复合盾构施工技术
由于盾构是一种针对性很强的专用施工机械，每台盾构机都是针对某一种具体的地质水文条件而制定的。在地质条件复杂的情况下，采用常规盾构就无法完成施工，因此复合盾构施工技术应运而生。
3.3球体盾构施工技术
球体盾构施工技术根据变换方法可分为纵、横连续掘进和横、横连续掘进两种。使用球体盾构，可以在狭窄的施工场地上直接进行地下隧道的掘进，省去了构筑竖井所需要的场地、时间，因此采用球体盾构掘进可以缩短修筑工期，是一种应用前景广阔的新型盾构施工技术。
4地铁盾构法存在的问题
4.1地表沉降问题
在盾构隧道施工中，能够引起地表沉降的因素主要是新的盾构隧道工作面的不断逼近，因此我们往往会看到在隧道地表形成许多的横向沉降槽。而且该横向沉降槽在受到地层次固结沉降和纵向沉降变位曲线的叠加效应影响下，在外形上呈现出类似于Peck沉降曲线的趋势变化。正交隧道施工过程会对地表沉降量的变化影响较大，例如顶应力的增大、隧道净距和埋深的减小以及围岩条件恶化等都会导致地表沉降量增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时在隧道周围的地下管线也会对地表沉降量有较大的影响，例如我们经常见到的地下管线主要有排污管、煤气管、给水管。而且为了保证与盾构隧道掘进引起的地表横向沉降槽相适应，这些地下管线基本上是和隧道的正交横断面沉降呈现正态曲线分布趋势。
4.2地层损失问题
盾构推进引起的土体位移由盾构前的地表位移；盾构通过时的位移；盾构离开后的土体固结三部分组成。相比较而言，盾构前的地表位移发生的可能性较小，而盾构离开后的土体固结需要几个月的时间才会确定，因此，盾构机通过时位移是导致地表较大位移，从而造成
地层损失。
4.3土体位移问题
土体位移主要原因有三个方面：（1）先于盾构前方的土体位移，但是这种土体位移发生的可能性比较小，主要是因为土压平衡式盾构，其盾构机刀盘前方的土压力和静止时的土压力大小基本一样；（2）盾构通过过程中的土体位移，由于当盾构机通过土体后，其盾尾会产生一定的空隙闭合，这通常会导致土体发生较大的位移；（3）盾构通过后的土体固结，但是土体固结沉降的程度不仅和时间有关。
5地铁盾构施工技术改进策略
5.1优化开挖技术
为了增强地铁盾构施工效益，必须健全开挖技术方案，这首先需要保障测量结果的精确性，需要进行测量工作准确度的提升。在地铁项目施工过程中，隧道经常处于持续开挖的施工状态，为了进行地铁隧道状况的深入性检测，必须进行自动化监测技术方案的应用，其拥有人工测量方法所不具备的技术优势，在隧道开挖过程中能够进行地铁隧道结构变形状况的动态性了解。针对有些地质条件较为恶劣的区域，通过渣土改良及带压开挖保护掌子面的土压平衡，防止地面沉降或塌下。
5.2优化支护技术
在开挖的同时，借助复合衬砌的支护法，其中初期支护以人工操作的方式，联合喷射混凝土、钢拱架支护等，形成盾构承载结构体，承受盾构施工过程中产生的载荷。在此期间，初期支护属于柔性支护体，就可以在位移的允许值范围内，但是必须重视其中潜在的不安全隐患。而二次衬砌是利用模板台车，现场模筑混凝土，和初期支护共同发挥承载地铁隧道永久荷载的作用。其中开挖、顶管片衬砌拼装等都可以在盾壳的保护下进行，还能够有效保证混凝土的抗渗性能，提高支护的机械化程度和可操作性等。
5.3优化防水技术
在隧道开挖环节中，通过对盾构机的使用可以将压力施加于工作面上，从而实现水压力及土压力的平衡性，实现对土层内水的控制，避免水渗入到隧道内。在地铁盾构工作过程中，需要首先进行盾构机结构的确定，钢刷密封盾构机具备良好的工作防渗性，通过对该类型盾构机的使用，可以避免地下水的渗入。在隧道开挖之前，防水问题是客观存在的，首先要加强管片自身结构防水，其次通过管片外防水涂层、管片接缝防水、注浆、二次衬砌等防水措施，保证后续防水。通过对注浆技术的应用，满足工程堵水工作的要求。
5.4优化地下管线、地表建筑保护技术
通过对地表沉降状况的控制，可以实现地表建筑物及地下管线的有效性保护，这也需要根据工程实践状况，进行盾构支护方案的更新，健全盾构支护系统，做好开挖面位置的选择工作，实现地表压力控制方案的优化，灵活性的调整地层应力。做好监测工作，实现地表沉降值的有效性控制，优化壁后注浆加固方案，从而有效解决注浆压力问题，提升工程的预期注浆效果，实现盾构施工区域内地下管线及地表建筑物的有效性保护。
6结束语
盾构施工技术是目前地铁隧道施工应用最为普遍的施工技术，在盾构施工过程中，必须注意对周边环境变化状况和地质条件的观察调差，明确各项参数，及时排除异常情况，深入研究具体施工技术，才能真正确保工程质量和施工安全。
参考文献：
[1]何乐.浅析地铁盾构施工的安全风险管理[J].城市建设理论研究（电子版），2017（27）：131.
[2]吴小燕.浅析地铁盾构施工中的测量方法[J].河南科技，2013（11）：136.
论文作者:邓珂珂
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
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