伍绍红
中铁北方投资发展有限公司 石家庄 050000
摘要：随着社会经济的持续发展，城市轨道交通逐渐进入到快速发展阶段，对社会发展做的贡献也更加不可忽视。在轨道交通建设过程中，施工技术的选择与整体工程质量之间存在较大联系，而盾构技术的不断发展为城市轨道交通建设提供了重大支持，并在应用中充分发挥了自身的价值，目前在地下管道中的应用已经十分普遍。基于此，本文将对城市轨道交通工程中，盾构施工主要采用的技术分析进行和研究。
关键词：城市轨道；隧道；盾构施工；技术
引言：现阶段，在大多数城市轨道交通建设中都应用了盾构技术，从本质上来看，盾构技术的主要作用在于利用盾构机保障隧道中的岩石稳定的情况下，对隧道进行出渣和挖掘，使其内部能够形成衬砌并且适当的灌浆，在不对周围岩石产生不良影响的基础上，科学合理的进行隧道的挖掘与修建工作。从整体工程来看，隧道施工费用占总费用的40%左右，因此属于轨道工程投资的重点。
1.盾构施工技术的类型与灵敏度
1.1类型
盾构施工技术主要是按照城市轨道工程所处地的地层特征，在类型上可以划分为四个类型：一是以岩层为主的轨道交通建设，如我国的青岛市、重庆市等；二是以砂卵为主的轨道交通建设，如我国的北京市、成都市等；三是以软弱地层为主的轨道交通建设，如我国山海的地下车站、隧道等；四是以岩层与软层相交为主的轨道交通建设，如我国广州市、南京市等城市。对于不同地域条件来说，所采用的施工方式也不尽相同，具有多样性特征。现阶段，在城市交通建设中主要采用明挖、暗挖、矿山法、盾构法等技术，并且均已经处于领先水平。
在盾构技术施工的过程中，重点在于盾构性是否符合工程的全过程需求，因此在类型的选择方面十分关键，能够对工程的顺利实施起到决定性作用。在盾构正面机械中，主要问题在于支护方面，采用何种支护底层与盾构正面土体才能够保障土体流失不会产生坍塌，在利用盾构技术进行挖土时，挖掘后的土体以何种方式带出隧道等，均成为施工重点商谈问题。盾构技术的应用对周围环境、城市等各项功能几乎不会产生不利影响，并且该技术的实施无需占用场地，因此不会干扰到周围居民的生活与出行。同时，在盾构施工的过程中，无需排水与控制噪声污染等，可以按照施工实际需求、周围岩石特点、断面情况等实施适当的盾构技术，并且具有高精度的特点、低强度、高安全性等特征[1]。
1.2灵敏度
盾构技术灵敏度的计算方式为盾构直径与长度之间的比例关系，在地层中，盾构的四周与正面均被土体覆盖，只有盾尾与管片之间留有较小的活动空间。在实施盾构技术进行轨道施工后，应将盾构的姿态进行调整，使其成为只有盾尾可以活动的状态。例如，在北京城市轨道建设中，由于土层条件为黏土，且处于半固体的状态，因此将盾构切口切入到土层中以后，基本上没有其他活动空间，在向下推进的过程中，采用顺势而下的盾构方式，使其纵向波度发生改变，这主要是由于受到盾尾的控制而产生。在软土土层中，盾构切口由于受到地层与切口的双重挤压，利用土体的塑涌对盾构切口进行控制，因此可以通过人为设置的方式，对盾构直径与长度之间的比例关系进行调节，进而反映出盾构技术的灵敏度。
2.盾构机的始发测量
2.1盾构机安装
在盾构机的安装方面重点在于两个部分，也就是始发台与反力架，二者的主要作用在于盾构机始发的过程中，为其提供初始推力和空间姿态。在安装的过程中，需要注重以下几点：（1）反力架左右之间的偏差范围应在±10mm之内，高程偏差方面控制在±5mm范围内，上下之间的偏差范围应在±10mm之内。在始发台的轴线垂直与反力架夹角偏差方面，应保障在±2‰，在水平方向的误差应在±3‰范围内。在轴线方位角的误差应不超过1′30″。
2.2盾构机姿态测量
现阶段，在姿态测量方面存在两种形式，分别为人工测量与自动测量。其中，人工测量对人力的需求较大，需要测量的数据较多，并且工作量繁重，又主要利用人来解决各项工作，不但在测量精准度方面得不到切实保障，也使得测量效率无法得到显著提升。同时，在测量的时间方面，周期较长，难以做到实施更新姿态，很可能无法在规定的工期内完工。自动测量则可以将上述问题有效克服，使测量数据的精准度得到切实保障，误差较小，由于主要利用的是设备，因此可以实现全天候的测量，使数据测量的实时性较强，速度较快，能够及时修正盾构机姿态，具有十分广阔的发展空间[2]。
3.衡盾泥稳定性、防水性实验
与城市轨道施工实际情况相结合，对衡盾泥进行科学的配比后，进行性能实验，具体内容如下所示。
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（1）选取两个衡盾泥A与B液，将二者混合搅拌以后形成塑化状态，粘度为380dpas；
（2）在衡盾泥被塑化处理以后，将20cm×20cm×7cm的砼块放置其中，其重量为6kg左右，将其放置后下沉的量大约为5mm；
（3）在衡盾泥被塑化处理后的表面放置10cm×10cm×10cm的砼块，其重量为2.5kg左右，将其放置后下沉的量大约为5mm；放置7cm×7cm×7cm的砼块，其重量为800g左右，将其放置后下沉的量大约为2mm；
（4）将塑化处理后的衡盾泥浆倒立放置时，浆体附着桶壁呈现出粘附状态；
（5）将塑化后的橫盾泥放置到带有多处入透水的桶中后，再将其放置水中浸泡，桶内的泥浆中没有水分渗入，则代表其具有良好的防水性能。
4.管片拼装环缝衬垫作用
在前方与后方两个环管片的接缝位置，当盾构机在运行的过程中，将产生巨大的压力，这时将接缝中放置一个橡胶软木衬垫将能够有效缓解环面中所承受的压力，并且对两个环片间的施工应力作用进行调节，保障管片在碰撞挤压的过程中不会被震碎。在管片拼装的过程中，共有通缝与错缝两种方式，并且衬垫在两种拼装方式中都会产生不一样的效果，具体如下。
4.1通缝拼装
在通缝拼装的过程中，很容易导致圆环发生变形故障，并且距离较近的圆环均会产生相同的变形反映，使隧道整体的强度减弱，导致纵向变形问题产生，在拼装环缝的过程中，由于在顶力方面存在一定的差异，导致密量各块之间的误差将不断增加，导致环面发生不平问题，距离较近的两个管片中产生前后位差，因此环向螺栓较为难穿。
4.2错缝拼装
在错缝拼装的过程中，任意管片之间都处于相互牵制的状态，圆环不容易发生变形，使圆度能够始终保持在合适状态，隧道整体的刚度较大，但是环缝压缩量不会产生误差累积，这主要是受到管片内应力的影响，因此在实际施工的过程中，将产生较大的盈利，骑缝管片将在骑缝处产生纵向裂缝问题[3]。
在外力作用的影响下，橡胶软木衬垫将在很大程度上发生压缩变形等问题，在盾构推进的过程中，由于姿态控制需要保障圆环的稳定，各个管片之间所承受的顶力不尽相同，因此环缝压密量也存在区别，例如，对同向多环进行纠正时，环缝中立即的压密量相比较大，环面从整体来看不够凭证，因此需要进行楔子纠平。总之，错缝拼装主要是借助衬垫产生的压密量，对管片制作宽度产生的误差进行有效的控制，使施工过程中产生的压力降低，防止管片发生纵向开裂等问题。
5.盾构技术进洞技术
当盾构机入洞以后，其切口的正面压力将消失，随着机器的不断推进，顶力也将会越来越小，产生这一现象的主要原因在于上方千斤顶对管片产生的顶力变小。要想防止在盾构机推移的过程中管片也发生移动，则需要将管片从环缝中拉开，根据实际工程需求，使用钢筋将管片纵向拉住，并且固定。虽然这种方式最终的效果较为明显，但是过程中的工作量较大，因此在进洞后需要立即拆除。
目前，出洞密封技术得到不断的发展，在洞口处采用橡胶圈进行密封处理，然后使用单向铰链板的方式进行密封。在进洞的过程中，由于盾构机推进的方向与洞口相同，密封装置被逐渐的破坏，进而难以形成完整的密封圈，最终无法达到最佳密封效果。对此，需要采用气囊的方式来弥补，保障洞圈埋件凹陷，防止盾构机在推进的过程中发生损坏。在气囊的选择过程中，尽量选择多圈形式，并且每圈气囊都需要配备独立的充气管，保障充气圈数适中，与盾构进洞环境相结合，一旦盾尾移出了气囊区，则需要立即对其进行二次充气，保障气囊能够始终顶紧隧道管片的外弧面。在对气囊道数进行选择时，应根据工程隧道洞口实际条件来决定，特别是在盾构进洞的过程中，应防止气囊受到外力作用而产生破坏，失去密封效果。
6.盾构压浆技术
通常情况下，盾构注浆主要包括两种形式，一种为同步注浆，另一种为二次注浆。注浆材料的选择上通常为水泥煤灰、微水玻璃、水泥砂浆等。在隧道外壁进行注浆的过程中，厚度应不超过0.2cm，如若盾构直径超过6.2m，则最好采用同步注浆的方式。对于不同的土层来说，在注浆材料与数量的选择方面也不尽相同，一般根据地质条件来选择，能够使注浆成本得到显著的降低。在管片拼装技术方面，主要步骤为试拼装、预制与运输管片。对于不同区域来说，在地质条件方面也有所区别，加固地基的过程中应根据实际情况选择正确合理的施工方式，例如，搅拌桩加固、注浆、喷桩加固等。在盾构机推进时，压降的主要作用是对工程裂缝进行填补，要想防止地层土体由于回填缝隙产生的沉降问题，因及时进行压降处理，对产生的裂缝进行填补，保障压降出口的压力与断面地层压力相比较大，这样才能够获得最为理想的施工效果[4]。
结论：综上所述，从整体来看，城市轨道交通建设过程中使用盾构施工技术，能够获取十分显著的施工效果。不但能够在效果上展示出十分显著的优势，并且还具有较强的安全性与稳定性，这对于企业与相关人员来说，具有十分重大的应用价值与现实意义。因此，需要保障施工人员充分掌握盾构施工各项技术，以此来提升工程效率，促进盾构工程的高效顺利完成。
参考文献：
[1]刘喜东. 城市轨道交通类矩形盾构法隧道施工技术研究[J]. 城市道桥与防洪, 2017(6):212-216.
[2]曹翼锋. 武汉市轨道交通27号线隧道盾构施工技术研究[D]. 安徽理工大学, 2017.
[3]王军飞. 城市轨道交通隧道盾构施工关键技术探讨[J]. 工程建设与设计, 2018(4).
[4]田华军, 宋艺宏, 王泽武. 地铁盾构隧道施工安全及事故分析[J]. 现代城市轨道交通, 2016(5):53-55.
论文作者:伍绍红
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
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