摘要：在城市地铁建设的过程中，盾构法是比较常用的一种技术，其能够在很大程度上保障施工的安全，提高隧道施工的质量。因此在实际工作过程中，相关工作人员应当要正确掌握其施工技术，并做好其质量控制工作，以确保地铁施工得以安全、高效地进行。
关键词：地铁；盾构；隧道施工；质量控制
引言
随着盾构施工技术在国内的应用及发展，这种机械化施工的安全高效环保的隧道施工已逐渐取代传统的暗挖法施工，目前承担了我国近80%的地铁隧道施工。近年来，在盾构施工广泛应用及快速发展的背后，随之而来的是各类安全质量事故，武汉地铁4号线二期盾构接收时发生涌水涌砂导致地面沉降事故，武汉地铁六号线发生涌水涌沙事故，天津地铁2号线突发涌水导致盾构机被埋事故，北京地铁10号线二期京西机务段发生隧道坍塌等事故，对地铁工程的施工及后期使用造成严重的安全威胁，也对地铁施工质量控制提出了更高要求。
1 地铁盾构隧道施工所面临的问题
1.1 施工人员专业技术水平不达标
地铁盾构施工技术人员作为工程建设的主要实施者，必须具备专业的理论与实操能力。目前，随着城市现代化建设进程的不断推进，地铁工程项目逐渐朝多元化及规模化方向发展，在地铁工程建设过程中普遍存在的现象是施工一线工程技术人员严重匮乏。地铁工程项目施工变幻莫测，其施工技术看似简单实则复杂，且当前阶段施工一线的技术人员从年龄分布上呈年轻化发展，因此在项目施工技术指导、质量把关上往往技术经验不够丰富，现场解决技术质量问题的实效性不强，成为地铁工程相关单位最为关注的重要问题之一。
1.2 盾构始发接收施工带来的风险
以北京地区盾构施工为例，由于北京地处永定河洪冲积扇的中上部，第四系松散土层及砂卵石层遍布全区，其地质沉积层的“相变”十分明显，如西部单一的砂卵石层向东很快渐变成粘性土和粉细砂的多层状态。其中主要是三种典型土层：砂砾石、砂卵石地层，粉砂、细纱、中粗砂地层和粉土、粘土地层。地质条件复杂，地下水含量丰富，盾构在施工过程中，存在很大风险，尤其是在盾构始发到达时，需要凿除预留洞口处钢筋混凝土墙，而后由盾构刀盘切削洞口土体进入洞圈密封装置。此过程洞口掌子面土体暴露时间较长，容易造成土体失稳而发生洞口涌水涌砂危险，甚至造成地面坍塌，是盾构施工过程中的重要风险控制环节。
1.3 盾构施工对周边环境（建筑物和地下管线）的影响
盾构机在推进过程中，刀盘切削土体使土体应力状态不断发生变化，导致土体扰动，造成地面土体不均匀沉降，易引起建（构）筑物沉降、倾斜甚至倒塌，会引起管道周围土体松动，造成管壁开裂，管道沉降等风险，是盾构施工过程中的重要风险控制环节。
1.4 盾构施工下穿河流的风险
盾构下穿河流施工过程中，由于盾构上方覆土厚度减小，盾构推进时易产生向上挤压力，引起河床底部周围土体松动，导致盾构隧道上方的土体向上隆起。为填充管片和土体之间的空隙在进行壁后注浆和二次补浆时，浆液易穿透覆土层，极易发生渗漏水情况，若处理不好，会引起河水灌入隧道，产生灾难性事故，是盾构施工过程中的重要风险控制环节。
2 地铁盾构隧道施工的质量控制
2.1 隧道施工质量标准
管片在盾构屋内拼装完成时，偏差宜控制为：高程和水平±50mm；每环相邻管片高差5mm，纵向相邻环管片高差6mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在地铁隧道建成后，中线允许偏差为：高程和平面±100mm，且初衬结构不得侵入建筑限界；每环相邻管片允许高差10mm，纵向相邻环挂念允许高差15mm；初衬环直径椭圆度小于5‰D；环向及纵向螺栓应全部安装，螺栓应拧紧。钢筋混凝土管片结构抗压强度、抗渗压力应符合设计规定；结构表面应无渗漏裂缝，无缺棱、吊脚，管片接缝严密。
2.2 管片生产质量控制
管片生产主要从管片生产方案、管模质量、原材料质量、管片的脱模、组模、混凝土浇筑、混凝土配合比、养护及堆放、成品试验等方面进行质量控制。首先，在管片生产前3个月的时候，就要对生产施工组织进行审查，确保施工单位以及施工人员的专业性；其次，严格控制管片试片的生产阶段，必须在完成三环拼装和管片检漏试验后，才能进行正式批量生产。与此同时，严格把控混凝土的配合比，随时抽检混凝土的配合比数据，以确保混凝土的配合比符合相关质量标准。当进行混凝土浇筑作业时，实施监理旁站，及时对混凝土抗压、抗渗试验和管片检漏试验进行抽样检查，以达到全程质量控制的目的；最后，对于成品管片来说，严格把控厂内检查和进场检查两道关卡，确保成品管片的进场与拼装符合地铁隧道管片质量标准要求。除此之外，严格控制管片的蒸养温度和升温、恒温、降温以及养护时间、严格掌控现场原材料（钢筋、水泥、砂、石等）的质量水平，对地铁盾构隧道施工的整体质量具有重要意义。总而言之，在盾构隧道工程的初期，严格把控管片生产的各个环节，坚决执行问题管片必须报废制度，才能保障整个地铁盾构隧道施工的工程质量。
2.3 盾构结构掘进与管片拼装
盾构掘进与管片拼装质量的好坏与盾构机姿态、管片选型、拼装工人熟练和细心程度有很大关系。（1）质量监管人员做好每天日常巡视检查，如对管片发生错台、渗漏、破损、裂缝等现象做好详细记录，及时要求施工单位立即拆除或更换问题管片。（2）对盾构推力、扭矩、油缸行程、管片选型、地质情况等施工参数之间的关系进行详细分析，从而更好地控制成型隧道的管片拼装效果。（3）监理单位的质量控制人员严格监督管片的四项检测试验，即三环水平拼装试验、抗弯折试验、拉拔试验、检漏试验。检测对象一般是由随机抽样的三环管片水平拼装模型。（4）在每环管片拼装完成后，分别采用钢卷尺和塞尺检测管片的环内外径及环纵向管片缝间隙，同时检测螺栓与孔间隙。通过分级加荷法，每次10KN，静止1min，记录压力数据及各百分表的变量来计算出裂缝荷载和破坏荷载。
2.4 防水工程质量控制
防水工程是整个地铁盾构隧道施工的重要质量控制环节。鉴于北京地铁15号线、16号线区间盾构施工的经验，总结出地铁盾构隧道施工防水质量控制有四个方面：①控制同步注浆质量。填充盾尾间隙的注浆液是地铁隧道的第一道防水线，必须保障注浆扎实，以提高防渗性能，不能出现漏注的现象；②控制防水材料质量。管片接缝处粘贴的止水条是隧道防水的最重要防线，采用有质量保证体系的厂家生产的止水条及其他防水材料能够有效保障地铁隧道的防水质量。与此同时，严格把控防水材料的质量检验，及时进行抽样检查，坚决拒绝一切不符合质量标准的防水材料进入施工现场；③控制管片衔接的防水质量。地铁隧道内管片拼装后，为防止出现手孔和管片拼装接缝处出现渗水的情况，需要及时将道床表面下的手孔封堵工程与道床混凝土浇筑一并完成。与此同时，对隧道中外露的螺栓、螺帽、垫圈做好防锈处理。
结束语
在城市地铁建设中，盾构法施工技术已得到广泛的应用，盾构法施工对周围建筑及地面变形控制较好、施工速度快，而且盾构隧道的造价已接近甚至低于矿山法隧道或明挖法隧道。但在某些特殊环境盾构施工时，仍存在较大风险，因此，在盾构施工技术提高的同时，施工安全质量管理工作也要同步提高，将地质条件、周边环境、地下水位等影响因素纳入重点考虑范围之内，结合盾构施工规范和盾构施工经验通过风险源的控制，制定更加详细性、准确性、高效性的保障性措施，以便应对各种安全质量问题。
参考文献：
[1]刘新社，韩同银.地铁盾构施工安全风险预警警兆指标设计探讨[J].建筑经济，2014，4（11）：115-117.
[2]苟敏，赵金先.地铁盾构施工风险分析[J].沈阳建筑大学学报（社会科学版），2014，4（1）：390-393，396.
论文作者:王旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：盾构论文; 管片论文; 隧道论文; 地铁论文; 质量控制论文; 质量论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第19期论文;