摘要：盾构法具有无可比拟的优点，保证了施工工序安全、自动化程度高、工人劳动强度低，在地铁隧道施工中有着广泛的应用。盾构法已在我国经过多年的实践检验，盾构法已逐渐引起人们的重视，并受到人们的普遍认可。
关键词：轨道交通；盾构法施工；质量管理
1.地铁施工盾构法施工技术要点
进行地铁项目施工操作过程中，对盾构施工技术造成影响的因素是多方面的，像是人员、设备机械、水文地质环境等，尤其是机械设备对其发展技术的应用产生决定性的影响作用。在对隧道进行开挖操作的时候，需要用到盾构机，通过对油缸、刀盘及其盾壳的结合，完成盾构操作内容，保证施工过程中安全性和稳定性，最大程度的保证施工人员的生命安全。盾构在开挖过程中，由于对周围土体产生扰动和破坏，使其原始应力状态发生破坏，使土体单元应力产生了应力增量，从而引发周围土体位移和应力的变化，当受到水压力作用时，还会产生超孔隙水压力。隧道掌子面受力如图1所示。图2土体在盾构开挖过程中的受力图。
图1隧道掌子面受力图
图2土体在盾构开挖过程中的受力图
1.1盾构机始发前的准备
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。
1.2盾构法的施工流程
1.2.1在隧道的起始端和终端各建一个工作井
始发井采用明挖法施工，施工方法和明挖车站的施作方法基本相同，围护结构采用钻孔灌注桩+钢支撑的形式。始发井考虑到在盾构施工阶段的降雨及降雪，需要在工作竖井内设置一个集水井，将盾构掘进时施工排放的污水及雨水等收集起来，用水泵排至地面的沉淀池内。为了方便工作人员安全上下竖井，工作井内布置钢梯一部，钢梯布置在始发井的一角，钢梯由槽钢、角钢、花纹钢板、钢管及圆钢焊接而成。
1.2.2盾构机在起始端的工作井内安装就位
在始发井结构施工结束后，开始安装盾构基座，为盾构初始掘进做准备。盾构基座采用钢结构，盾构基座水平位置按设计轴线准确进行放样。盾构基座高程安装时使盾构机就位后比设计高程高15mm，以利于调整盾构机初始掘进的姿态。
1.2.3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。
1.2.4盾构机的正常掘进
土压平衡模式适应的工况为：洞身处于云开群花岗片麻岩全风化及以下自稳定性差的地层、当地层可能有较大涌水时、断裂、构造破碎带、断层及溶洞等不良地质地段。
半敞开模式适用的工况为：洞身处于云开群花岗片麻岩强风化地层中、当洞身处于软硬不均地段时、具有一定自稳能力和地下水的压力不太高的地层，其防止地下水渗入的效果取决于压缩空气的压力。
敞开模式适用的工况为：当洞身处于云开群花岗片麻岩中、微风化地层中、能够自稳、地下水少的地层。
1.2.5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。
1.2.6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。
2.隧道建设中盾构法的施工管理办法
2.1常规问题的控制办法
轨道交通河流隧道中盾构法的常见问题包括设备问题、人员技术问题、施工图纸问题三个方面。探讨施工控制办法也应在基础上进行。以设备问题为例，一般来说，掘进设备在工作中是完全自动化的，人员并不完全了解掘进的情况，这是导致设备出现问题无法及时被发现的主要原因。针对这一情况，可行的解决办法是在设备内部加装智能模块，当设备出现问题时，智能模块先行发觉，并发出警报，隧道中的人员可选择关停设备，进行检查，了解其状况，如果是小型故障，则恢复作业；如果是大型故障，则暂时停工，进行综合处理，将故障排除后再恢复施工。比如某隧道进行掘进作业，过程中，挖土设备损坏，工程进度放缓，人员未能察觉，但智能设备发觉异常发出警报，人员遂关停设备进行检查，未发现异常的情况下暂停施工，直到维修人员赶来进行综合处理，发现挖土设备的异常，修复该异常后，恢复施工。此外，为求更好的应对各类问题，使施工控制方法得到执行方面的保证，可以建立周期检查制度，对设备进行预防性检查，防止问题的出现。施工图纸方面，问题主要包括图纸与实际需求存在偏差、图纸未考虑施工地点管线情况等。城市地区下面往往铺设大量管道，隧道等工程建设中，应用盾构法施工，也有可能出现与固有线路冲突的情况。针对这一问题，可行的控制方法是要求设计人员在进行设计时，充分考虑施工地点实际情况，与施工人员、市政部门进行沟通，了解施工地点具体情况，对固有线路进行规避，如果空间狭小，无法规避，也应设计弯曲结构，绕过原有线路，确保设计方案的可行性。
2.2风险事件的控制办法
如前文所说，隧道建设中盾构法的施工可能面临多种情况，具体包括工作井塌方、漏水漏浆、设备漏电、掘进方向错误、支护问题、参数问题等六个主要方面，研究人员对各类风险事件发生率进行统计，不难发现各类漏水漏浆、参数问题发生的可能性较高，而工作井塌方、设备漏电、支护问题、参数问题的可控性较高，各类隧道建设中盾构法施工的控制办法应就可控性进行分析。以设备漏电问题为例，控制方法主要是进行周期预防性检查。一般来说，漏电可能是导线破损、设备进水、湿度过大等原因导致。周期预防性检查可选定每个月为一个周期，对设备的线路进行全面检查，包括电力线路的绝缘外皮是否完整、内芯是否断裂，以及连接是否稳固，如果线路在工作中负荷过大，还可能出现表面焦黑，检查时也应注意。此外，掘进设备在工作时会出现振动，线路看似连接稳妥，实际上也可能在振动时脱落，因此检查中可以握住线路轻轻摇晃，判断其连接的有效性。加强风险事件的控制是隧道建设中盾构法施工控制方法的主要内容之一，应予以重视。
结束语
总而言之，盾构法施工技术在地铁的建设运用中具有较大的优势，不仅效率高而且安全性好，而且对地铁周边的建筑和环境影响极小，是一种兼备安全性和高速度的城市地铁施工方法。但是盾构法在运用中还是具有瑕疵的，在以后的运用过程中要注意对机械工程、工程测量、定位和控制技术等方面加强研究，从而提高盾构法在地铁建设中的应用能力，提高城市地铁施工的质量。
参考文献：
[1]向昌平.盾构法旋工技术在地铁建设运用中的技术问题分析[J].中国高新技术企业，2008（8）：215~216.
[2]许兆交.地铁施工盾构法的施工技术分析[J].工程技术：全文版，2015（23）：97~100.
论文作者:刘后华,张明磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/28
标签：盾构论文; 隧道论文; 设备论文; 管片论文; 地铁论文; 洞口论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第36期论文;