摘要：随着全国各大城市逐渐开始修建地铁交通，且由于盾构施工技术不受埋深影响，广泛应用在地铁隧道施工中。文章首先对地铁盾构隧道施工的原理进行阐述，然后提出施工过程中的重点质量控制环节。
关键词：盾构隧道施工；地铁；质量控制
随着我国经济的持续快速发展，社会发展也加快了脚步，基础设施建设不断增加。同时随着全球化进程的不断加快，不同国家、地区和城市之间的联系越来越密切，除了利用高科技网络化实现连接外，四通八达的交通运输线也成为了联系地区与地区、城市与城市之间直接方式。在整个“十二五”期间，我国的铁路、高速公路以及最新兴起的城际交通轨道和市内交通轨道的兴建得到了快速的发展，隧道工程作为这些项目不可缺少的部分，其已建或者在建的数量正在不断增加。
但是，地铁隧道工程从技术和理论上来讲都是一种相对独特的工程形式，因为地下隧道工程除了具有一般的道路施工基本特点外，还具有施工的极端复杂性和极强的隐蔽性，同时地层条件以及周围环境不确定性也会对地下隧道施工带来显著影响。这些都从很大程度上增加了地下隧道工程施工的难度，也给隧道工程的施工带来了更多潜在的风险。
1地铁盾构隧道施工中变形机理分析
1）盾构推进过程中引起的地表沉降是由多种因素决定的，其主要因素有：①开挖工作面土体移动，当作用在正面土体的推力大于原始侧向应力时，则正面土体向上向前移动，引起盾构前方土体隆起，造成负地层损失；如果开挖面土体受到的水平支应力小于原始侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起盾构上方地面沉降，造成地层损失，此类地层损失是正常的地层损失，一般在施工中是不可避免的，但可采取信息化施工，将这种地层损失控制在一定限度以内。②盾构后退，在盾构暂停推进中，若推进千斤顶漏油回缩而引起盾构后退，使开挖面土体松动，造成地层损失。③土体挤入管片与盾构之间的空隙，这部分空隙在盾尾，出现空隙的主要原因有，盾尾材料与结构的密封性能差，注入盾尾的油脂量少质劣，导致盾尾钢刷损坏。若向盾尾后面隧道外周建筑空隙压浆不及时或压浆压力不适当，使盾尾后隧道周边土体失去原始三维平衡状态而向盾尾空隙中移动漏浆，引起地层损失。④盾构施工中改变推进方向，盾构推进为控制轴线方向的纠偏较大，或盾构在曲线推进、纠偏、抬头或磕头推进过程中，实际开挖面的断面不是圆形而是椭圆，则对土体有扰动和超挖，引起地层损失。⑤管片的变形和隧道的沉降，在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量的地层损失，隧道沉降较大时，也会引起不可忽视的地层损失。
2）受扰动土的再固结。一是地层因土体中孔隙水压力变化产生排水固结变形引起地面沉降。二是土体受扰动后，土体骨架还发生持续很长时间的压缩变形在此土体蠕变过程中产生的地面沉降。因此，盾构施工过程对土体的扰动是一个从平衡到不平衡再到新的平衡的运动过程。其不平衡状态表现为加压后的地面隆起和盾尾后的地面沉降。
3）在盾构推进施工过程中，由于盾构刀头的旋转和对周围土体的挤压等作用，周围土体的内应力发生变化而破坏了土体内部的应力平衡，使得周围土体发生沉降、位移变形，如该变形量达到一定的数量就会影响到周围地下管线和建筑物的安全。所以在盾构推进施工过程中必须通过控制地下管线及周围建筑物的变形量来控制盾构推进的进度和盾构本身的姿态，从而实现施工过程的信息化，确保施工的质量、进度和安全。
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2国内地铁盾构隧道施工的质量控制要素
地铁盾构隧道施工质量控制是为了保障施工工程质量水平的一种监控活动。地铁要求的使用寿命很长，是关系国计民生政府重点工程，是城市交通建设的门面之一。因此，必须严格把控质量标准，在参建过程中要有“精品意识”，盾构结构隧道施工的质量控制主要分三个方面的严格把控。首先，管片生产。管片生产的精度要求高，对混凝土抗压程度和抗渗程度要求也很高，盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，它的质量直接关系到隧道整体的质量与安全；其次，盾构结构掘进与管片拼装。控制好盾构掘进与管片拼装的质量是保障整个地铁隧道工程能够有效率前进以及整体质量的重要防线，其质量的好坏与盾构机姿态、管片选型、拼装工人自身的素质水平有很大关系；最后，防水工程。地铁盾构隧道施工的时候难免要穿越含水较高的地层，做好防水工程是保障地铁内部结构及附属设备和地铁正常运营寿命的重要措施，因此，做好地铁防水工程的质量控制，就是给地铁的生命安全提供保障。
3 地铁盾构施工技术要点
3.1 盾构机掘进技术要点
盾构机系统主要由挖掘系统、稳定支撑系统、注浆系统等构成，为了提升地铁项目的整体施工技术，必须优化盾构机掘进方案，这需要把握盾构机掘进技术的各个要点，降低盾构施工对周边环境的影响，提升盾构开挖面的整体稳定性。通过对盾构姿态的控制，可以有效提升盾构的掘进效益，这需要深入分析具体的施工环境，进行注浆量、区间半径、注浆方式等的综合性考虑。需要积极展开施工现场实测工作，实现各类施工技术参数的最优化，根据地表沉降水平，开展各类参数优化试验。
3.2 盾构机进出施工场地技术要点
盾构机在始发前，必须要做好盾构机相关技术及参数的确定工作，实现进洞技术和盾构机自身质量的严格性控制。盾构机在掘进过程中，需要进行盾构机轴线的不断纠偏，进行隧道方向及地质情况的确定。在盾构机接收前，需要提前做好相应的准备工作，优化盾构机防护水平，从而降低盾构施工技术对周边施工场地环境的影响，提升盾构开挖面的整体稳定性。这需要进行盾构姿态的优化控制，将盾构轴线的设计偏差控制在允许范围内，实现盾构推进轴线环节及后续工序管片拼装环节等的协调性运作。
3.3 不良地质的施工技术要点
在不良地质施工过程中，需要应用特殊的盾构法，比较常见的不良地质包括淤泥质土层、粉质粘土层等。在不良地质掘进过程中，需要相应的提升土舱的压力，防止地面沉降，可以根据实际情况，适当向土舱内加泥，避免出现掘进过程中的喷涌现象，实现各项施工技术程序的协调，增强城市地铁盾构法的整体施工效率。
总结：盾构法在地下空间建设时有着独特的优势，通过多年的探索与实践已经逐渐形成了完整的盾构法隧道施工技术要则，在当前的地铁交通运输业得到了广泛的运用。
参考文献：
[1]洪开荣等.中国盾构技术的创新与突破[J].隧道建设，2013，33（10）.
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[3]贾文恺.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析[J].工程技术研究，2017（9）.
论文作者:陈一骅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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