摘要：为了进一步实现地铁的安全、高效建设并提高其施工质量，盾构施工技术得到了发展与运用，随着该技术的不断进步与完善，其在城市地铁建设中的作用越来越不可忽视。因此，对地铁盾构施工技术进行研究与探索具有十分重要的现实意义，该技术的有效运用不仅能够提高地铁的建设效率，同时也能够促进城市的交通便捷。本文就地铁盾构施工技术改进的方法进行了探讨。
关键词：地铁；盾构；施工技术；改进方法
1地铁盾构施工技术运用
1.1始发竖井
盾构井的尺寸应当符合盾构机的拼装技术要求，一般来说，井宽必须比盾构机的直径大两米左右，而井长的设计，则应当将盾构设备的拼装空间、施工人员作业空间等考虑在内。另外，竖井的尺寸也与盾构机的行进方式、隧道土层的厚度等多种原因存在关系，始发竖井的壁面通常使用钢板保护，或者也可以利用钢筋混凝土，而起重设备的运用则应当充分考虑运输条件，可选择的设备包括升降机或者起重机。自地面将盾构机的零件机器其他相关设备运输至井中，然后进行盾构机的组装，设计其盾构的反力装置以及进出口。
1.2盾构拼装
目前，我国在地铁施工中所运用的盾构机，其盾头由生产产家直接拼装完毕后运输至施工现场，但是目前在我国许多地区，运输条件及运输能力相对落后，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，通常只能进行分体运输，也就是将盾头划分为主机、上盾壳、下盾壳以及刀盘几个部分分别运输，然后于始发竖井内拼装。在盾头的几个组成部分中，单件重量高达三十吨，因此，现场起重装置必须利用门式起重机。
1.3反力装置
反力装置的组成部分包括临时支撑垫、固定支撑座，支撑反力架则依靠负环管片的安装，负环管片为闭口环，由十个隧道管片组装形成。
1.4进发导口
盾构机在正式运行前，应当在挖掘的各个位置预设进发导口，这一环节主要作用为:保障开挖面的稳定性;预防地下水渗透;预防隧道坍塌。在地铁建设中，通常利用冷冻法或者注浆法稳定壁面，稳固范围应当远超盾构机的长度，而其直径则应超过盾构机直径的两倍。
1.5洞口止水
隧道直径与盾构机直径存在一定差距，在两者之间存在空隙，为了避免水自其中流出，预防地表沉降，保障盾构机的顺利进出，在盾构机接近隧道口前，应当设置止水带，利用环形设备封住空隙，而在盾构机进入隧道后，则应完全封住隧道口。
1.6始发
以上准备工作结束后，盾构机便可以开始行进，将千斤顶顶在反力装置上，启动机器即可推动机器前进。在切削刀盘进入土体之前，为了避免隧道土体被突然削切而发生土体坍塌，施工人员应当利用螺旋器注入粘土，保障土压舱的满载，才可启动机器挖掘土体和排土。
1.4盾构的掘进
在盾构机完全进入后，必须按照挖掘方案行进，这一环节的工作由信息化系统进行控制。当盾构机器设备在掘进过程中出现误差时，可以利用信息化系统控制其油缸，保障盾构机行进方向的准确性，同时，在确保土压平衡的前提下，通过对刀盘转速、螺旋输送速度的调整，进而保障挖掘与排土的速率基本一致。
1.5衬砌与进洞
在盾构机挖掘一定距离后，则可开始衬彻，由运输设备将管片送至隧道，再将管片送至拼装位置即可进行拼装，在拼装结束后则进行另一环节的挖掘与行进，至工程结束为止。在盾构施工结束后，应当处理隧道管片，对洞口进行止水。
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2地铁盾构施工技术改进的方法
2.1开挖技术改进
因为工程盾构施工的开挖工序，在隧道公布位置埋设小导管，用于注浆护顶，但是人工分台阶开挖的方式，上台阶和下台阶之间相距1.5倍洞径左右，其中开挖上导台阶时，管棚的重要作用是护顶，隧道上方正常情况下，不会出现塌方事故。但是在施工过程中，掌子面的稳定性可能会出现问题，并影响到整个隧道的稳定性，所以应该在开挖技术应用的前提下，加强掌子面的稳定性工作。而对于下半断面，检查地层的完整性，对断面面积较大并且地质条件不佳的区域，融入CRD施工技术，利用盾壳保护隧道的顶部，从而借助土压平衡维持掌子面的稳定性，保证围岩稳定性处于标准状态，再进行全断面开挖。
2.2支护技术改进
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。
2.3防水技术改进
在盾构开挖期间，利用盾构机把压力施加在工作面上，促使土压力和水压力保持平衡，控制土层内的水，防止渗进隧道内，以此实现防水。此工程所选择使用的盾构机，钢制机壳长度为6.5m、厚度为4m，而且管片连接在盾壳的位置，有钢刷密封盾构机，所以可以确定盾构机的结构，能够有效阻止地下水渗入。但是由于隧道开挖前会出现涌水现象，因此应该用预注浆的方式，控制开挖面的涌水量。在经过含水地层时，还需要借助注浆技术进行堵水，尤其是软土地层。另外，将PVE防水塑料板挂在模筑衬砌的后面，同样能够防水。
2.4地表沉降控制技术改进
地铁位于城市的交通主干道和建筑密集地区，如果出现地表沉降，非常容易引发极大的工程事故。工程在盾构施工时，为了避免对周围围岩造成影响，并引发地层应力场变化，需要借助地表沉降控制技术，控制隧道周围切向应力的位移增大。利用岩层的承载力，按照既定标准严格控制围岩变化，尤其是针对地质条件相对较差的盾构区域，地表沉降值必须控制在30mm以内，并且在开挖工作面的位置，可以通过维持土压力和水压力的盾构平衡性，避免土层发生位移，减少土层损失。对于超挖引起的地表沉降，需要填充开挖部位，以此释放围岩应力。
2.5地下管线、地表建筑保护技术改进
控制地表沉降，会对地下管线和地表建筑物起到一定的保护作用，但是根据工程现场的实际情况，地下管管线和地表建筑物的保护，需要构建健全的盾构支护系统，也就是在开挖面位置，通过增减压力调节控制的方式，灵活调整地层应力，把地表沉降值控制在最低状态，并进行壁后注浆加固，尤其是在地表建筑物的下方区域，提高围岩的强度水平，并将管片作为止浆岩墙壁，解决注浆压力问题，实现预期注浆效果，才能够更好地保护工程盾构施工区域内的地下管线和地表建筑物。
3结束语
随着城市化进程的不断推进，地铁建设的范围不断扩大，而盾构技术的关键作用越来越凸显，相关技术人员只有充分了解该技术的基本工作原理、特征，机器施工技术，才能进一步发挥其价值，提高地铁施工的建设效率，进而促进我国城市交通的便捷与发达。
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论文作者:林刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/18
标签：盾构论文; 隧道论文; 管片论文; 地铁论文; 地表论文; 施工技术论文; 围岩论文; 《基层建设》2017年2期论文;