摘要：随着我国城市现代化建设进程的不断推进，城市地铁发展业已成为城市建设中一项不可或缺的重要组成部分。但由于城市空间的局限，导致地铁大部分工程都在地面以下，因此对施工过程技术要求更高。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍采用技术相对比较成熟的盾构法进行，且随着地铁工程的不断发展，盾构工法修筑地铁隧道已在国内广泛使用。但往往由于施工场地受城市道路、建筑物等限制，地铁车站需分段开挖施工，导致指导盾构掘进的地下近井定向边的距离较短，增大控制风险，甚至出现质量事故的情况。因此应对地铁盾构施工技术进行进一步的研究。
关键词：地铁；盾构施工技术
1盾构法施工技术工作原理
盾构法是指在地表以下土层或松软岩层中采用盾构机掘进施工方法，即以盾构机为核心的一套完整的建造隧道的施工方法。目前，主要的盾构机种类分为土压平衡式和泥水加压式。土压平衡式盾构机是依靠盾构机千斤顶的推力，千斤顶提供的推力可以给土室内的开挖土体加压，这样土压就可以作用于开挖面来保持稳定。泥水加压式盾构机的总体构造与土压平衡式盾构机相似，开挖面的稳定是靠密封舱内的泥水来维持的。盾构机的钢壳可以保持开挖时内外压力平衡，使开挖面保持稳定。盾构机内的千斤顶可以利用拼装好的管片，利用衬砌提供的反力使盾构机向前掘进。整个隧道施工过程可以简单地描述为“开挖-衬砌-再开挖-再衬砌”的往复循环过程。
2地铁盾构施工中的常见技术
2.1隧道挖掘施工技术应用
盾构机在地铁工程中的主要技术应用就是隧道挖掘，由于盾构机本身由盾体育台车两大部分组成，而且两部分紧贴，所以在未挖掘泥土层切面部分，盾构机盾体部分会跟随前方台车，用于供水供电和注浆。在实际挖掘过程中，盾体则会转动其各种刀具、刀盘进行切削，并将渣土暂时存储于盾构机土仓中，随后利用传送带将渣土专门向外运输。在盾构机打洞完毕后，地上管片会安装到所挖掘洞壁上，目的是为了承受土层压力，避免所挖掘隧洞坍塌，有利于开展随后的其他隧道施工工序。
2.2隧道加固成型技术应用
隧道加固成型技术的实施要事先准备好管片，配合刀盘、管片拼装机，以每组6片管片的形式拼装形成圆形管，伴随着盾构机的持续推进，管片被陆续布置在挖掘好的隧道中，用于支撑四周的土层形成固定隧道，达到隧道加固成型的最终目。在实际操作过程中，存在衬砌隧道临时支撑的技术问题。当内掘进深度达到1.5m甚至更深时，掘进工作要相应停止，为加固位置的沉降区域布置检测点，控制盾构的掘进速率与出土姿态，保证开挖面土层压力平衡度始终处于绝对平衡稳定，为随后的注浆施工打好基础。
2.3吊装施工技术应用
地铁盾构机施工中吊装施工也是关键技术之一，其要求盾构施工方面合理选择吊装起重设备，并比简直专项方案用于实际吊装施工。在吊装施工过程中首先要进行安全复核验算，围绕地基承载力进行计算，适当增加尺寸为1600mm×5000mm×30mm的钢板（2块），然后结合主起重机位置进行盾构吊装。在吊耳复核方面主要采用盾构机配合焊接吊耳，这样能够确保吊装安全。在起吊以后还要对吊耳进行复查。在吊装过程需要注意几点问题：（1）工作荷载必须做到时刻明确，清晰可辨；（2）观察吊耳主体以及吊环部件是否已经发生变形；（3）观察是否有明显的机械性划伤或者是否存在强受力部位。在整个盾构吊装过程中，还要对其维护结构进行监测并达到以下技术目标：要合理把握各个吊装环节中的盾构井端头维护结构，判断其支撑体系是否已经发生变化。主要是结合监测数据进行深度分析，判断盾构对维护结构所产生的实际影响，时刻维持基坑安全度。
2.4双高压旋喷施工技术
双高压旋喷施工技术在城市轨道交通盾构施工技术中应用比较多，因其具有3个明显的优势：（1）双高压旋喷施工技术在城市轨道交通工程施工中应用范围非常广泛；（2）双高压旋喷施工技术单桩能够实现大深度和大直径土体的加固；（3）双高压旋喷施工技术进行加固时，能实现均匀的加固强度。传统的三重管旋喷技术加固深度可以达到30m、加固直径可以达到1.5m。而目前双高压旋喷施工技术的加固深度最大可以达到50m，最大加固直径可以达到2.4m，远超过原有的三重管旋喷技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地铁盾构施工过程中，采用双高压旋喷施工技术可以充分消除施工地面气泡凸起的现象，这也是双高压旋喷施工技术优于其他混凝土注浆施工技术的又一显著特点。双高压旋喷施工技术在某市城市地铁5号线修复工程施工中被广泛采用。在对5号线进行修复时，对轨道中坑内裙边和坑外接缝等地方进行施工时采用了双高压旋喷施工技术。坑内裙边加固桩共计816根，坑外防水加固用了256根桩。每根加固桩的加固深度达50m，加固直径最大值为1.8m，达到了工程施工的技术标准。
2.5MSJ高压旋喷施工技术
地铁工程盾构施工技术中还常会应用到MSJ高压旋喷施工技术。MSJ高压旋喷技术采用的是压力平衡的高压旋喷技术，能实现大深度的围护和加固，从而有效保护地铁隧道施工中对已有周边车站点的保护。如在某市的地铁枢纽C站的设计和施工中就采用了MSJ高压旋喷技术。枢纽C站在施工中采用MSJ高压旋喷施工技术成功实现围护深度15m，加固桩直径2.5m的设计要求，有效控制了地铁C站周围地面的沉降和形变。
3地铁盾构施工质量控制
3.1设备的安装调试
（1）盾构机进场。地铁施工往往在城市繁华区域施工，盾构机高度、宽度和重量大，在进入施工现场时容易受到周边环境等因素限制。因此，盾构机进场必须要提前组织计划方案，获取城市交通部门等批准。盾构机进场时必须要检查运输方案的科学合理性，同时检查是否对运输路线和时间进行了考察，确保设备顺利安全运输，不会对社会环境造成不利影响。（2）盾构机组装调试阶段。盾构机下井组装十分关键，各个零部件进场后直接吊装至竖井组装，盾构机购买时在盾构机分块方式、重量以及尺寸等方面要求较为严格，早在设计之初，就需要考虑盾构机安装方面问题。盾构机调试工作的专业性极高，必须要在分项目和系统调试结束后进行，展开联动调试。在完成调试后，做好各个方面的人员组织与初步验收，将验收结果制作为书面报告。（3）掘进施工前。需要按照设计图纸做好竖井端头土体加固工作，增强土体防水、防渗性能，编制专门的土体加固施工方案，对加固材料、工艺、质量和过程控制等有明确要求，确保其在施工过程中得到有效落实。需要注意的是，在开挖竖井之前，事先要对竖井端头的土体进行加固处理，以此避免土体施工对竖井结构造成破坏。当前我国在始发井端头顺隧道轴线方向加固长度多控制在6m，同时考虑掘进后盾构机姿态控制情况，加固长度可控制在盾构机主机长度1.5倍左右。
3.2盾构法隧道初始掘进阶段
（1）初始掘进施工需要提前编制相应施工方案，同时准确定位盾构基座，并做好基座的安装工作，确保盾构机按照隧道中心位置掘进，在基座位置以及倾斜度控制方面需要结合地质条件分析考虑。如果负环选择开口形式，还需要对负环管片加固和支撑，避免有错位等问题出现。在反力架安装前，还需要对其安装刚度与稳定性进行检验，严禁有刚度不足情况出现，造成较大变形，影响盾构机工作状态。（2）盾构初始掘进施工中还需要不断适应当前地质条件，注意推进参数的分析，同时对推进进度展开严格控制，推进过程中注意盾构推进参数的调整。（3）在拆除负环管片前，隧道中一定长度范围需要设置拉杆，提高盾构隧道整体防水水平。初始掘进阶段必须要对盾构机姿态控制有足够重视度，将地表沉降测量值和隧道轴线相结合分析考虑，确保盾构推进处于最佳状态。
3.3盾构法隧道正常掘进阶段
盾构法正常掘进阶段需要重视过程管理，结合盾构法施工工艺，提高盾构推进相关参数控制有效性，包含轴线控制、管片拼装质量控制、注浆控制、沉降监测、设备检修维护等，确保盾构机按照掘进进度，控制目标稳定、连续性推进施工。同时，需要根据施工区域的实际情况，控制好土仓内压力，规范实践中的注浆操作，有效开展管片拼装作业，确保盾构法隧道正常以及掘进施工状况良好性。
4结语：城市地铁是改善城市交通系统的重要方式。越来越多的地铁线在各大城市里开通，盾构法施工技术也运用到这些城市地铁的建设中来。盾构法施工技术以其施工速度快、安全、高效等优势逐渐成为隧道施工的主流技术。这一技术的不断发展将推动城市发展进入新阶段。
参考文献：
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[3]王凯龙，周默.浅谈盾构施工安全管理[J].现代制造技术与装备，2018（09）：188-190.
论文作者:张旭飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 技术论文; 管片论文; 喷施论文; 施工技术论文; 《基层建设》2019年第10期论文;