（中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，广西，南宁，530000）
【摘 要】城市化进程不断加快，城市规模不断扩大，随着城市人口的日益膨胀，城市交通压力越来越大，交通拥堵现象日益严重。为了缓解交通压力，实现城市交通畅通，近些年来，一些大中城市积极探索公共交通的新选择，轨道交通具有运量大、污染小、节奏快等诸多优点，成为城市公共交通发展的最佳方案。本文结合地铁施工中盾构法的施工新技术的发展、基本工作原理、特点和优势，对其施工工艺进行分析，为地铁的施工提供一定的理论基础。
【关键词】地铁施工；盾构法；施工技术
1．盾构法应用于地铁施工的优势
盾构法在地铁施工中具有十分明显的优势，如安全性较高；工作效率较强；对周围环境影响较小，更加环保；施工速度快，质量有保障，经济性更高。其优势主要体现在施工中：
1.1安全性较高
盾构法施工属于暗挖施工，隐蔽性较好，通常不会受到地面交通、河道、航运、季节性潮汐等外部条件的影响，能够更加经济合理地确保地铁隧道施工进程，并在盾构支护下安全地开展开挖、衬砌等具体施工活动。
1.2工作效率较高
盾构法施工采用的是较为先进的盾构设备，从开挖、支护、出土，到衬砌全部一次成型，机械化的操作更加方便简单，能有较提高施工的效率。
1.3产生危害较小
采用盾构法施工，在施工过程中产生的振动、噪声等很小，对周围环境几乎没有干扰；在隧道穿越地面建筑群下部或河底时，对地面、水面上的建筑及交通完全不影响，可正常使用。
1.4 经济性更佳
盾构法适用于不同颗粒条件土层的施工，多车道隧道也可做到分期施工、运营，一次性投资明显减少；且在软弱或含水量大围岩中施工，以及建设一定埋深隧道，盾构法专业技术优势明显，能在保证安全的基础上，获得更佳的性价比。
2．城市地铁盾构法的特点
2.1城市地铁盾构法的环境影响小，特别是盾构法在施工过程中没有较大的震动和噪音，这会使城市地铁盾构法可在各种环境和条件下进行，有利于提高城市地铁建设的速度。
2.2城市地铁盾构法的精度高，盾构的运行以机械工程、测量工程、自动控制工程作为基础，可以确保盾构法施工的精度。此外，城市地铁盾构法节约成本，在盾构法施工过程中可以通过熟练相关技术和操作降低人工和管理成本，并且会在长期的施工中达到摊薄盾构机成本的作用。
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3．盾构法工作原理
盾构施工方法的工作原理是利用盾构机进行施工，在施工中，盾构机的盾构钢壳可以进行支护，在这种情况下可以进行开挖施工，这样不但可以保证施工的安全性，同时在开挖掘进的过程中，盾构机的尾部可以不断的进行注浆施工，这样可以保证围岩的稳定性。盾构机是盾构施工中主要的工具，在施工中是非常关键的，主要由三个方面组成，主要有稳定开挖面、挖掘排土和补砌注浆。盾构机的“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾型钢壳；“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
4．盾构法进行地铁施工应当注意的要点问题
4.1盾构施工开挖前要做好地质勘探工作
因为地铁隧洞施工前地质的勘测要做到十分周密是不现实的，所以，在施工阶段常常会出现高地应力、断层、围岩大变形和软弱夹层等不可预见不良地质地段，这些就要施工中必须进行超前地质探测，以确保施工质量和安全。在盾构机掘进过程中，每天的停机维护期间，可用多方向支撑液压钻机对掘进前方进行超前钻探，以发现可能影响掘进施工的异常情况或问题。当然，若盾构机日掘进速度大于20 30m的日钻探速度时，可采用地质雷达进行探测。
4.2设置正确的盾构参数，以确保始发掘进的稳定性
采用盾构施工法，盾构机始发时需要保持平稳的掘进，这就要求作用于土层中的掘进推力，以及盾构荷载均在合理标准范围之内，同时以具体工程地质为依据，合理确定盾构参数，只有这样，才能使盾构机始发掘进时，能够保持良好状态，掘进更加平稳。需注意的是：除了计算盾构施工相关参数外，还应以埋深、土质为依据，按照水土合算方法计算出理论土仓压力，并结合同类施工经验制订恰当的土仓压力，最好施工中还进行地表变形监测，随时微调土仓压力，以设定土仓内平衡土的压值。只有将各种情况都考虑周全，才能够获得正确的盾构参数，确保盾构机始发掘进的平稳。
4.3 盾构设备进出洞的施工要点
在地铁施工中应用盾构机，首先要做的是盾构机进洞操作，无论是进洞还是出洞，对盾构法施工来说均是十分重要的，施工中，进洞、出洞成败与否事关工程整体完成的是不是顺利。盾构机进洞时，为确保施工顺利完成，要确定正确的施工路线，并避免出现过大轴线误差。盾构机进出洞施工的技术难度较大、工序也很复杂，所以进出洞前应做好各项准备工作，并审查盾构设备是否具备进出洞条件，以确保在安全可靠前提下顺利实现进出洞。盾构出洞准备工作就续后，为减少土体暴露时间，盾构设备从始发基座导轨上应时向前推进，使盾构切口切入土层直至盾壳体进人洞口。
4.4 盾构法施工中避免管片上浮的措施
盾构法施工中，应采取必要的措施来防止出现管片上浮现象。首先，应在深入了解施工地点地质状况的基础上，以地质状况参数为依据，采取有针对性的应对措施。如在掘进施工中，要注意掘进模式、速度和推力的控制；其次，要对盾构机作业姿态加强控制，特别是在上下坡地段，要注意让千斤顶发挥其作用，调整和优化千斤行程差，防止出现超或蛇行等问题，并尽量保证各组推进油缸推力适当的，以免对管片施工产生严重不良影响；再次，要构建严格的测量系统，合理布置洞内的控制点及导线，并结合测量结果，优化和调整盾构机参数及管片拼装，才能确保施工质量。
4.5盾构法施工中控制地面沉降的措施
在盾构掘进中，要结合具体工程地质状况，确定合理的注浆时间、剂量、压力，以及浆液配比等参数，以确保注浆发挥控制沉降的预期效果。实践中控制地面沉降的方法主要有：采取多次压浆方法，是避免施工中地表发生沉降有效途径之一；在施工中，可采用正面支撑等灵活方式，辅以合理气压值，就能避免土体坍塌问题的出现；掘进中也应控制开挖面出土量，避免超挖现象；盾构推进时应减少对土层的扰动作用，并控制局部超挖。
5．结语
盾构施工方法是一种综合性较强的施工技术，在应用过程中要不断进行探索和实践，这样才能使这种施工技术更加的成熟，同时也能更好的发展地铁施工方法。盾构法涉及到的学科包括机械工程、自动化控制、测量工程、岩土工程和液压传动，在未来的发展过程中，是离不开各个学科的专家共同努力和合作的，共同研制适合我国地质条件的盾构机械，才能让盾构技术更好地为我国地铁和隧道工程建设做出应有的贡献。
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论文作者:吕衡春
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年10月供稿
论文发表时间:2016/3/8
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