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摘要：在城市的地铁建设过程中，经常会面临十分恶劣的地质条件，大跨径隧道盾构施工技术由于其特有的优点得到了广泛的应用。本文结合某盾构区间工程实例，对盾构法工艺要求及盾构始发与接收加固等关键技术问题进行分析，并提出了复杂地质条件下的相关施工策略。
关键词：复杂地质条件；大跨径地铁；隧道施工
随着城市化进程的不断加快，交通运输也日益紧张，为了更好地缓解地铁工程建设的发展进程，需要加快地铁的发展。地铁工程建设与地面施工建设相比更容易受到地质环境等因素的影响，盾构法是利用盾构机在地面以下进行暗挖隧道的一种施工方法，具有自动化程度高、作业环境安全、施工速度快、成型隧道质量好、对周边环境影响小等特点，是地铁工程中一种常用的施工方法，尤其是在城市中心的复杂地段，盾构法的优点尤为突出。不同的地质条件要具体结合施工技术，通过加强施工技术的研究，更好地促进施工技术的发展和铁路运输建设，保障地铁隧道施工的顺利进行。
一、工程概况
1.1地质概况
本盾构区间总长1083m，最小平曲线半径为1200m，最小纵坡为4‰，最大纵坡为21‰，设一处联络通道及泵站。盾构区间主要穿越③1淤泥、④粉质粘土、④a粉质粘土夹细砂、④j中砂、⑤1淤泥质土、⑤2细砂夹淤泥、⑤3淤泥质土夹细砂、⑦粉质粘土、瑏瑤全风化花岗岩。盾构区间穿越的地层复杂，既有淤泥层，又有砂层以及风化岩层，在盾构施工的线路上会遇到复合地层或由一种地层向另外一种地层的突变，既存在不透水层也有承压水层。相关的主要地层参数见表1。
二、盾构法施工工艺及注意事项
盾构法顶涵施工工艺，施工前期工作与普通施工方法相同，主要为以下几个方面：施工准备、基坑开挖及滑板制作、框架箱身预制、后座制做，下面主要就盾构的安制、掘进、监测及线路防护等，以下为几点注意事项：
2.1框架桥几何尺寸修整
框架桥前端面为盾构止推梁、柱推力传递面。其不平整度将影响止推梁及相关柱的受力状态，不均衡受力可能造成盾构变形与偏向推进，影响安全和破坏盾构的导向功能。所以在盾构安装前必需对刚架桥前端面进行检测、修整。同时也应对刚架桥外廓几何尺寸进行严格检查，对跑模较严重部分进行必要的修整来减低推进阻力，刚架桥各表面的整体平整度还直接影响线路沉降控制的效果。为此：刚架桥边墙不允许误差>3cm，刚架桥顶面不允许误差>1cm。其检查方法可采用仪器与拉线，对凸出部位采取凿底后再补平，对较底部位则先凿毛再水泥砂浆补平。
2.2盾构墩柱底板基底处理
在确认底板无粘连后，在路基边坡下按框架桥轴线放出盾构各墩柱底板开槽边线，开挖槽宽1.5m，槽长6.6m，槽深至框架底面下10cm。槽基底进行硬化处理。硬化层坡度视现场开挖地质状况而定，硬化材料采用C20素混凝土，厚度平框架底。当地基承载力达180kPa以上时墩柱底板地基可不作硬化处理。
2.3刚架桥底部润滑层效果确认及预顶
采用“桥式盾构法”施工，框架推进时增加了盾构阻力，该状况在框架初动时会较明显。盾构安装前必须预先将框架推动相应行程，以确认滑板无粘连，可保证盾构安装后不因滑板粘连而又撤除。试顶方法为：使用油顶推动框架桥，行程3cm。预顶也是后座保护措施之一。
2.4线路简易加固
纵向轨束梁采用P502+3扣，每股道轨外侧各一束，股道束间中心距为3.1m，纵向轨束需摆设平稳，两线间高出的道碴应耙走、耙平。线路外侧纵向轨束位如过低，则应垒高道床边坡加以垫平。两侧轨束面应在基本轨底面下20cm，以确保下一工序横向轨束能顺利穿越基本轨底为准。每相邻纵向轨束间隔距应大于3m。较大的轨束距安装时对原线路不会造成影响，可利用方便时提前完成。简易加固属线路双重保险工作，轨束下为无限支点，间隔距大，保护范围相应也大。
纵轨安装时每根接头相错1.5m以上。所有轨束卡箍均靠近接头安装，并认真锁紧。纵横轨束安装均按标准设置安全防护员，钢轨过线路派人持木枋保护线路，以防造成“红轨”。
三、盾构端头井加固技术要点分析
3.1始发端头井地层加固
盾构机在始发阶段，会对地下土体产生较大扰动，从而影响周围建筑物或地下管线，因此为了保证始发掘进阶段的安全，必须对始发端头井的土体进行加固，目前加固的方式有很多，常用的有旋喷桩以及水泥深层搅拌桩等。本区间盾构始发段所处地层主要为④粉质粘土，上部为③1淤泥，下部为⑤1淤泥质土，端头井加固采用三轴搅拌桩加一排旋喷桩，地层加固剖面图如图1所示，三轴搅拌桩桩径为650mm，咬合量为200mm；搅拌桩与端头井围护结构之间的缝隙采用三重管旋喷桩进行补加固，桩径为800mm，咬合量为200mm，施工时先施作三轴搅拌桩，再施作旋喷桩。加固区分强加固区和弱加固区，强加固区加固后的土体无侧限抗压强度大于0．8MPa。沿区间纵向加固长度为6m，隧道上下、左右各加固3m为强加固区，隧道上部3m以上为弱加固区。
3.2接收端头井地层加固
盾构接收井所处地层主要为④a粉质粘土夹细砂、⑤3淤泥质土夹细砂，两种土层为弱透水性（渗透系数E－07cm/s），接收端头井加固采用三轴搅拌桩加一排旋喷桩，桩型同始发端头加固，沿区间纵向加固长度为4m，地层加固剖面图如图2所示。
四、复杂地质条件下地铁隧道施工策略
4.1浅埋暗挖法
若在城市中修建隧道，在地质环境为松散土介质围岩的情况下，并且隧道的埋深小于等于隧道直径的施工条件下浅埋暗挖法将会显得十分实用，还可以很灵活的应用于修建过程中。在修建时主要是利用地基土短时间内的自我稳定性，并且适时的采取一些支护措施就可以保证土层施工的顺利进行。浅埋暗挖法在施工中还建立完善了应力监督检测系统，还将劈裂注浆法很好的应用到修建的过程中，由于浅埋暗挖法在修建地铁的种种的优势，因此在地铁隧道的施工中得到了很广泛的应用。
4.2盾构施工法
盾构法是一种在地下土层中推进的钢筒结构并且还可以支撑住地面土层带给的压力。砌外围的空隙注满，以此类推的办法向前推进。这样向前推进的一节衬砌将会承担来自土层的压力，于此利用竖井将挖出的土运送出来。
4.3钻爆法
在施工环境为坚硬岩石的地质施工条件下将会使用钻爆法施工。钻爆施工需要做好支护措施，根据施工现场的实际情况钻爆法可以采用钢架，管棚等的支护措施。然后对即将施工的区域钻爆，然后将钻爆出来的土石运送出去，最后进行喷锚支护或者灌注衬砌的施工。
4.4混合施工法
地铁修建施工中根据现场的实际复杂情况，也可能会采取两种或者更多种的施工方法，这就叫做混合施工法，这样的施工方式能够很好的解决在极为复杂的地质情况下的施工要求并且还可以使得施工的方式更加灵活。比如，钻爆法与盾构的结合或者明挖法与浅埋暗挖法的结合等等。
五、结语
综上所述，在进行地铁工程的建设过程中，需要我们加强对地铁的工程项目进行科学合理的规划，加强地质条件的分析，做好施工建设的合理分析，结合实际情况选择合理的施工方案，更好的保障地铁工程的顺利完成。
参考文献：
[1]王岳.浅析复杂地质环境下地铁隧道施工[J].科技展望.2016（02）
[2]丁召辉.浅埋地铁隧道施工过程风险应对案例分析[J].土工基础.2015（03）
[3]张雷明，刘华，王乃谦.地铁隧道施工时盾构机下穿危房的施工方法[J].中国新技术新产品.2014（04）
[4]魏世玉.地铁隧道施工中应急监测解决方案研究[J].测绘工程.2014（04）
论文作者:朱爱军
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/5
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 地层论文; 地质论文; 淤泥论文; 框架论文; 《基层建设》2016年6期论文;