中铁十四局集团大盾构有限公司 江苏南京 210000
摘要：随着社会经济的发展，地下空间将会被进一步开发，城市地下快速交通系统也将会进一步发展。因为城市地铁施工的一系列特殊性，导致盾构法施工技术得到了较为广泛的运用，实践研究表明，相较于其他地下施工技术，盾构施工具有较大的优势。在具体实践中，需要结合工程实际情况，严格遵循相应的工序施工，控制每一个环节的施工质量，保证城市地铁的整体建设质量。
关键词：城市地铁盾构；施工关键技术；注意事项
1导言
近年来，地铁建设项目在我国城市建设发展中的范围不断扩大，各项施工技术以及运行技术也在逐步成熟，可以有效解决城市交通的发展问题。但是，目前地铁建设项目施工内容较为复杂，加之工程建设规模较大，施工工期较长，对施工技术的应用有较高的要求。因此，地铁建设项目与城市一般建筑项目相比危险系数更高。当前相关施工企业需要根据施工内容选取相应的施工方法，全面提升地铁项目施工质量。而盾构技术以其开挖安全、自动化程度高、不影响地面交通等优势被广泛应用在地铁项目中，并具有良好的应用价值。
2地铁盾构法施工技术概述
在地铁盾构法施工过程中，利用盾构机沿着隧道轴线边向前推进，实现对土体的挖掘。采用盾构法进行施工时，盾构机是挖掘工作的主要设备，盾构机的盾壳也是施工中重要的支护性设备，再加上其他支撑设备的应用，组成了完善的盾构推进系统，使地铁施工项目获取良好的建设效果，可以从根本上提升建设项目的安全性，避免安全事故的发生。在地铁盾构法施工过程中，其通常是在地下进行施工，受地面情况及季节因素影响较小，可以有效的保证施工进度和施工的安全性。而且盾构机在实际施工过程中，能够一次性的精确、快速的完成支护、挖掘、排土和衬砌等作业，有利于提高施工的效率。而且盾构法施工技术对于任何地质条件都具有较好的适用性，在地铁施工中进行应用具有较好的经济性。
3城市地铁盾构施工关键技术
某地铁工在不同隧道断面开挖跨度在6．3m～15m间，其沉降值处于10mm～200mm间。在施工过程中，有些地段洞顶存在砂层，在开挖过程中，其地表沉降不断扩大，出现了一系列的沉降裂缝。
3.1前期准备
工程施工开始之前，需要进行认真细致的筹备工作。首先，结合工程实际情况，科学布置施工现场。为了更加方便的出土和吊运管片，需要对管片堆场、集土坑、管片进场通道等合理优化，科学设计集土坑与管片堆场的面积，合理安排生活办公场地与拌浆间。市政工程具有一定的特殊性，因此，施工之前，就需要积极准备相应的申报材料，办理特殊工种证件，对主要材料进场路线和出土路线科学规划。测量部门需要及时进行桩点复测、洞门放样等工作，且向业主、监理部门及时上报测量结果。在出洞方案确定时，需要将出动后管片的偏移量充分纳入考虑范围。要结合国家规范要求，严格复测检验主要材料，严格审核工程设备。此外，还需要对隧道施工影响范围内的各类地下管线位置、埋深、管径等要素科学查明，核对各种建筑物。
3.2盾构始发、接收
根据地质勘察资料对盾构始发端及到达端的土体进行加固，保证盾构施工始发阶段及到达阶段的安全。在进行端头加固方案确定时，应包含以下几方面的内容：加固范围、加固施工方法、加固后土体强度等。在端头加固施工完成之后，应及时对加固效果进行验收，只有在加固效果满足原定方案要求时，才可进行下步工序；若加固效果不满足原定方案，应继续进行加固施工，直至加固效果满足施工方案。在满足端头加固条件后，尚需在始发、到达端安装扇形压板及橡胶帘布，在安装完成后方可进行盾构的始发、到达。
3.3盾构掘进施工要点
在地铁建设过程中盾构机发挥着重要的作用，在盾构掘进施工过程中，盾构机机出洞是最为重要的施工环节，在具体控制过程中要降低盾构施工对周围土体所造成的影响，确保盾构开挖工作的顺利进行。针对该工程的特殊地质、地表、建构筑物、管线及其他情况，严格按照设计图纸要求进行加固，加固里程为YDK23+601.000～YDK25。如图1，加固位置为隧道底部120°范围内，外扩2m，注浆压力为外界水压力+0.3～0.5MPa，注浆速率小于2L/min，具体注浆量及注浆压力由现场试验确定。
图1 盾构区间加固范围示意图
3.3.1出渣量控制
盾构机掘进时必须严格控制每环的出渣量，防止过量超挖。理论出渣量=盾构开挖面积×掘进长度×土体的自然重度；实际出渣量=（排浆流量×排浆比重－进浆流量×进浆比重）×掘进时间，由盾构机控制系统自行进行统计，并由地质工程师根据渣土场出渣量进行复核。一般实际出渣量宜控制在理论出渣量的97%～100%。
3.3.2同步注浆及二次注浆的控制
同步注浆砂浆由地面搅拌站拌制后，泵送至电瓶机车砂浆搅拌罐，再由电瓶车运送至盾构机，在盾构推进的同时，通过盾尾四个注入口将浆液注入隧道建筑间隙。
同步注浆控制：
注浆压力控制：盾构机在盾尾处设有4个浆液注入点，盾尾同步注浆压力因浆液注入点位置不同而不同，施工中还应根据实际情况进行调整，做到注浆压力和周围土压力维持平衡。本工程的壁后注浆压力，在始发阶段时注浆压力应控制0.2～0.3MPa之间，随着埋深的加大，注浆压力应适当加大，但应根据注浆量联合控制；
注浆量控制：随盾构掘进，刀盘与管片之间建筑空隙理论为：
V=π/4（6.52-6.22）×1.2=3.59m3/环
施工中对注浆点进行压力、注浆量双参数控制，保证填充效果。如施工过程中发现浆液注入量持续增多，则必须检查超挖、漏失等因素。注入量低于预定值时，则应考虑注入浆液配比、注入时期、盾构推进速度过快或出现故障等原因，一般采取加大注浆压力或二次注浆。
注浆时间及速度：盾构机开始掘进后，即同步开始进行壁后注浆，同步注浆的速度与盾构机推进的速度相匹配最终达到设计的注浆量及压力。
二次注浆：
由于此区段地下水位较高，且隧道存在上浮风险，在底部120°注浆的基础上，计划每十环额外增加一次整环二次注浆，二次注浆浆液采用1∶1的水泥浆液配比，采用压力与注浆量双控，压力与同步注浆压力相近，使得隧道后方形成止水环箍，达到预防隧道上浮，防止隧道后部水与刀盘前部泥水相通，同时也有一定的稳定后期地表沉降的目的。
3.3.3控制地面沉降
目前，大部分的隧道都是使用土压平衡式盾构方法。土压平衡式盾构主要施工原理是充分地利用最前面的全断面切削刀盘，然后将正面土体切削下来的土进入刀盘后面的密封舱内。在这个过程中，还需要做好平衡过程，从而能够降低盾构对土层的影响，防止地层发生沉降现象。因此，在进行盾构施工的时候，需要合理地选择盾构机，从而有效控制沉降现象的发生。地面沉降还受到注浆的影响，因此在盾构施工时要加强注浆方面的控制，包括注浆的速度、调和比例、注浆量等方面，将其控制在合理的范围内，从而防止发生地层变形情况。地面的沉降主要是受到内在和外在的因素影响，对于地质条件，需要进行实际的勘察，从土体性质、覆土厚度、地下水变化等方面进行判断，从而能够有效掌握上述情况，防止发生地层变形现象。
3.3.4监控量测技术
盾构掘进前要目前监测项目的监测目标、方法、频率、控制值以及报警值，再进行监测数据的分析，并及时反馈指导施工。
4注意事项
4.1做好地质勘探工作
地铁轨道施工过程中容易遇到一些较为恶劣的地制裁环境，因此施工之前需要做好挖掘现场的勘测工作，并做好盾构机保养。在具体勘测过程中，宜采用多方向支撑液压钻机，以此来掌握施工的信息，并及时制定具体的处理措施。当盾构每天施工进度超过20～30m时，宜采用地质雷达，从而为施工的顺利进行提供重要的地质信息支持。
4.2完善支护与防水技术
盾构施工技术中，盾构机盾体自身就是完善的支护体，在施工过程中，通过应用注浆法、冻结法等支护方法可以有效改良地层，防止地面出现沉降问题，使掌子面处于稳定状态，从而使地铁施工质量得到有效提升。实际开挖过程中，盾构机的应用可以将施工压力全面转移到主要工作面上，使土压力与水压处于平衡状态，从而使土层中的水分得到有效控制，避免水的渗透。在开挖过程中，要格外注重防水问题，需要加强管片自身结构的防水，通过采取注浆、接缝防水、涂防水层等防水措施完善防水工作质量，通过注浆技术的应用，使工程堵水工作质量有效提升。
5结论
总之，城市地铁盾构施工法，是现阶段地铁施工过程中安全性最高的地铁施工技术。随着地铁施工企业的不断发展以及施工机械的不断改善，在加上先进的工程测量、定位、控制技术的广泛应用，相信我国地铁盾构施工技术的运用一定可以有效的促进地铁施工质量和效率的全面提升，从而发挥出其在地铁工程项目建设过程中的积极作用。
参考文献：
[1]张猛.地铁盾构法施工技术要点分析[J].太原城市职业技术学院学报，2018（01）：182-183.
[2]刘长林.探究地铁盾构法施工新技术要点[J].太原城市职业技术学院学报，2016（01）：159-160.
[3]王雄友.地铁盾构法施工新技术要点[J].建筑技术开发，2017，44（08）：85-86.
论文作者:王高飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/24
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