摘要：随着建设行业的发展，我国的工程技术在引入国外先进技术的同时，也结合了我国的地理环境和土壤特质对其进行改进，大直径的土压平衡盾构技术就是源于国外，但是广泛应用于我国隧道挖掘中的工程技术。本篇文章通过对大直径土木平衡盾构的阐述，分析了现阶段我国在盾构施工中的问题关键点，从而探讨了大直径土压平衡盾构隧道的关键技术应用。
关键词：大直径；土压平衡盾构；隧道；
引言：
隧道主要是埋置在浅层地下的空间，为了交通运输的方便或者矿山的开发等对于地下土壤的一种利用形式。隧道一般分为铁路隧道、运河隧道、排水隧道、电缆隧道等等，为人们的生产生活提供便利。隧道有主体建筑和附属设备两部分。主体建筑是洞门和洞身，附属设备有消防设施、应急通讯等等。在不同地理环境下的隧道开采有着不同的种类，一般有土质隧道和石质隧道两种，随着科学技术的发展，在如今的条件下，人们已经可以完成水底隧道的开发。隧道是建筑中的奇观，以其特有的陡峭、险峻、神秘的特点在建设工程中有着重要的地位。现阶段在挖掘隧道的施工中通常都会采用大直径土压平衡盾构的技术，主要是由于这种技术的设计原理可以承载来自地层的压力，防止地下水的入侵。但是现阶段，我国在大直径土压平衡盾构技术在隧道中的应用仍然存在着许多需要注意的地方。
一、大直径土压平衡盾构的概述
土压平衡盾构的基本原理是通过一种有着具体形状的钢型组件根据设计的轴线来对地下土层进行开采，产生推力作用使其向前开发，粗略的构造出隧道的大体结构。而大直径土压平衡盾构技术则是在此基础上，加大钢型组件的直径，从而产生更大的作用力，使工程更加便捷的一种应用技术。这种土压平衡盾构是一种封闭的盾构形式，可以承担来自地表和地层的压力，防止隧道的坍塌和流沙的介入。这种技术在应用于挖掘隧道之前，主要是对土体起到防护作用，保证相关工作人员和大型机用设备的安全。其中，这个钢型组件就被成为盾构。盾构推进时，通过钢型组件的前端旋转刀盘来对土层进行削割，将推动下来的泥土装进特有的装备中，从而是被动土压和钢型组件上承受的土压保持基本平衡，维持盾构的稳定状态。这种结构可以构成工作上的循环，控制出土的数量，确保施工过程中的稳定和安全。
二、盾构施工中的问题关键点
1、施工前的组织设计
在施工开始之前，要对工程的具体实施操作有一个具体详细的计划。首先，要确定工程中施工人员、管理人员和其它工作人员的数量，明确各方的工作职责，保证可以满足盾构施工技术所需的劳动力。另外，需要有专业的工作技能人员对此次实施方案进行彻底研究，确定设计的标准和正确性，提前估计工程中可能遇到的问题和解决方案。对施工的现场环境进行勘测，对土地进行样本采集，由专业的技术人员对其进行系统的分析，确定土层的最终类型，然后进行针对性的具体作业方案。在施工过程中，可以采用值班制度来保证工程的质量和安全问题，对地下的数据信息要及时进行传递，借助先进的科技手段进行扫描，保证技术的正确实施。另外，也要加强员工的安全和质量管理，提高他们的危机意识，在地下作业时要随时注意周围的环境，外界管理人员也要根据施工人员的要求提供工程所需的材料和设备，保证整个施工过程处于一种流水作业的环境中，提高施工的工作效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2、盾构运行的控制
在具体的隧道挖掘过程中，要对盾构的整体模式和参数有一个控制范围。首先，对于盾构来说，应该保持它的稳定性和平衡性，尽量减少盾构在挖掘过程中的变动，通过对盾构的各种参数的控制来减少工作中带来的损失。其次，在盾构的轴线设计中，要明确轴线的具体直径范围，虽然是大直径土压平衡盾构结构，但是在轴线的直径设计中最好要结合隧道的直径来进行设定，最好不要超过隧道直径的六分之一，以免产生坍塌等事故的出现，长度的选择范围也要浮动在50mm左右，不要进行大程度上的变动。另外在刀盘的旋转速度中，也要控制在一定的范围内，一般保持在1.2-1.6RPM的速度内就可以，在此期间通过计算机加强对刀盘的转速控制，随时调整正确的参数模式。
三、大直径土压平衡盾构隧道中的关键技术
1、进出洞技术
在现在的我国隧道开采工程中，盾构的进出洞技术通常是采用加固和降水的方式来完成的。其中，加固和降水的方式有冻结法、搅拌桩和喷桩法三种。其中冻结法主要是指利用人工的制冷技术，将地层中土壤的水进行冰冻，使自然土变成冻土，来保证土壤的凝结和稳定，是隧道开采中的常用技术，也用于深基坑等其它形式的进出洞技术中。冻结法主要是通过制冷系统来完成的方法，有效的隔绝地层中的地下水，不容易被地理环境所影响，施工方便，绿色无污染，成本较低，是现代进出洞技术中比较优良的一种模式。冻结法的加固是在封闭冻土帷幕的保护下进行开挖和支护的施工，是隧道中的关键性技术。搅拌法则是指三轴搅拌桩技术，是长螺旋桩机中的一种，同时有三个螺旋钻孔，工程中同时向下进行施工完成对隧道的进洞开采，从而提高地基的强度。喷桩法是指高压旋喷桩法，同三轴搅拌桩相同，都具有工程周期短等优点，但是与其不同的是，高压旋喷桩法是以喷嘴的形式将水泥浆喷入到土层中，让水泥对土层表面进行加固，从而使隧道的开采得以实施。但是高压旋喷桩法对于环境的危害比较大，而且成本较高，一般不轻易用于隧道的挖掘中。
2、注浆技术
在大直径土压平衡盾构隧道的施工中，还有一种关键技术是注浆技术。通常是指在盾构施工过程中产生的裂缝或者土层的孔隙中，通过置换、填充和挤压等物理作用将固化的浆液注入其中，提高土层的稳固性。注浆技术的作用一般有防渗漏、堵水、固结、防止坍塌、降低地表下沉、提高隧道承载能力等，在隧道挖掘中有着很重要的作用。在注浆技术中，一定要对隧道的土质和围岩的特性进行具体的研究，由此确定注浆的范围和种类，再通过具体的技术手段，来明确注浆的具体位置，深度，水平距离和垂直距离等。在浆液的材料选择中也要根据实际情况进行相应比例的配置，一般浆液都是采用普通硅酸盐水泥进行配置，它的优点是成本低，没有毒性，容易运用在隧道开采中，在注浆完成后，还要对其进行检查，确定是否要进行二次注浆，从而提高隧道的稳固性。
四、结语
综上所述，大直径土压平衡盾构技术在隧道的挖掘和开采中有着很重要的作用，我国已经对其进行针对性创新和应用，在实际的工程中，相关工作人员应该注意其中的关键问题点和关键性技术，提高工程的稳定性，保证过程中的施工安全。
参考文献：
[1]肖小亮.大直径土压平衡盾构穿越下穿市政隧道的研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(10):191-192.
[2]郭玉海.大直径土压平衡盾构引起的地表变形及掘进控制技术研究[D].北京交通大学,2014.
[3]晏胜荣.大直径土压平衡盾构下穿圭塘河风险分析及施工技术研究[D].中南大学,2013.
论文作者:闫军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：盾构论文; 隧道论文; 直径论文; 技术论文; 土层论文; 工程论文; 也要论文; 《基层建设》2019年第28期论文;