中铁隧道股份有限公司
摘要：这几年，地铁的修建是使我国的交通方面有了更高的层次，地铁的修建在一定程度上给人类的出行带来了巨大的便利，但是地铁开挖工作会对建筑基层造成一定损害，如果没有一个完整的保护体系，将对我国城市建设成果造成严重的威胁。盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，在我国盾构机的应用技术还不够完善，我国相关部门应该加强盾构机在地铁施工中的技术指标和过站方法的研究。本文通过对盾构机相关内容的介绍，希望能对今后地铁修建工作起到一定的理论辅助作用。
关键词：盾构机；地铁施工；技术；过站方法
引言
随着我国科技的进步，市场经济的发展，人类的生活水平也在不断地提高，同时也带动了我国各行各业的共同发展，在城市建设领域，我国已经取得了不小的成就，尤其是在交通方面，地铁的应用更是使我国在交通领域又迈进了一大步。而在地铁修筑过程中所用到的盾构技术还不够完善，开挖过程会对开挖周围环境带来无法避免的破坏因素，这对城建工作而言无非是因小失大，加强盾构机在地铁施工及过站方法技术的探究使我国相关部门当前的重要任务。
一、盾构机的介绍
1.1盾构机的概念
盾构机是当前地铁隧道修建的一种挖掘工具，它集合金属外壳，壳内整机、辅助设备于一身的钢壳体的大型挖掘设备。在坚硬外表钢壳体的掩护下进行一系列的土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等工程任务，实现隧道的一次性成型。应用盾构机进行隧道挖掘的方法称为盾构法。
1.2基本原理
在盾构机钢壳体的最前端有由刀盘组成的旋转刀盘组，用于切割地层，采用螺旋输送机来实现土渣的外部运输，在壳体内有拼装预制管片，依靠液压千斤顶来进行推进。我们称这个组合结构为“盾壳”，盾壳对挖掘过的隧道能起到一定的支撑作用，避免在衬砌前因为土体松垮而导致隧道塌陷，而后期的掘进、排土、衬砌等工程都在盾壳的掩护下完成。
1.3基本构造
盾构机是由护盾、挖掘系统、推进系统、土渣运输系统、衬砌系统以及辅助系统等六个机构组成。护盾一般由三部分构成，切口环、支撑环和盾尾；挖掘系统主要由刀头或者刀盘以及其支撑装置构成；推进机械主要是由液压设备，例如油泵、油马达、油压千斤顶构成；而土渣运输系统中有两种分类，泥水式主要由泥浆泵管道组成，土压平衡式主要由螺旋输料器和皮带运输机组成；衬砌系统主要指的是管片自动拼装机械手；辅助系统包括壁后灌浆装置，导向测量和控制装置等等。
二、加强盾构机在地铁施工中的技术探讨
地铁是我国目前城建工作中最为先进的交通工具之一，地铁的修建标志着我国城市建设领域又有了新的突破，地铁修建也必定会作为一个前线城市城建工作的发展目标，如此一来，为了避免地铁修建过程中产生的大量土体的开挖导致对周边建筑的损坏，加强盾构机在地铁施工中的技术应用成了地铁修筑工作中的重点研究对象。
2.1曲线施工
根据城市中道路的排列和建筑的布局，地铁修建路线肯定存在曲线部分，另外，在地铁隧道的设计或设计施工时，难免会遇到无法进行深地挖掘的建筑，只能避开原有的构筑物，改变地铁路线，由此也会出现曲线路段。这就为盾构施工提出了新的技术要求，同时也需要盾构机装备有曲线施工的功能，满足当前工程的要求。在实际的施工过程当中，为了减少曲线施工对土层的影响，一般情况下，通常在盾构机前段管片中采用楔形管片。笔者认为，除了利用楔形管片外，还可以通过油压分区控制模式，实现千斤顶可自由编组；或者采用仿形刀装置和铰接机构等功能综合利用来应对在地铁曲线施工时遇到的困难。
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2.2加泥及加泡沫系统
在实地施工过程中，盾构机前段刀盘在对土层进行切割的过程中，难免会在刀盘端积累土渣，导致“糊刀”或“泥饼”等情况，因此，为了避免这种现象的产生，可以在刀盘口应用加泥或泡沫系统。根据不同的地质条件，可以有不同的方式，这种系统通过使用塑流化的改进材料，能够起到改善盾构机密封舱内切割土体塑流性的作用。这种加泥加泡沫系统的应用，能够有效的平衡开挖面水与土的压力，能够避免盾构机排土难题，有效的拓宽了盾构机对不同地层的适应能力。
2.3减少盾构机的推进阻力
根据地质条件的差别以及标准贯入锤击数值的大小、刀盘组成的外径，切削刀最大切削轨迹外径以及盾构机外径这三个外径的大小之间存在的细微的差距，如果处理方式不合理，会增大土体推进阻力，给盾构机推进进程带来很大程度的影响。因此，在设计切割刀口轨迹外径时，应该使它略微大于盾构机外径，应该选择合适的刀具切割外径深度，合理的设置刀盘盘圈刀具，这样不仅可以减少盾构机刀盘盘圈和盾构机外围的摩擦阻力和推进阻力以及切割时产生的噪音和切割振动，还不会对盾构机控制土体沉降的能力和整体掘进效果产生大的影响。
2.4盾构机机体接收
在地铁开挖过程中，为了避免在工作时因为土体松软而导致地下水沿开挖间隙涌入作业井内，当某一阶段的开挖土体清理工作完成后，盾构机应该立刻加快推进速度，当刀盘通过防水帘幕后，即应该立刻采取拉紧水帘幕压板上的钢丝绳，防止水帘幕压在盾构机前盾的盾体外；之后，保持盾构机的匀速前进，当同步注浆结束浆液凝固，封水管片安装完成之后，盾构机应该按照正常的挖掘速度匀速前进，当盾体全部出洞门口，盾构机接收成功完成。
三、盾构机过站方法探讨
3.1千斤顶顶推法
3.1.1使用方法
运用千斤顶动力系统，在盾构基座上面直接焊接千斤顶，利用钢支结构，进行反力支撑，在进行盾构平移过程中，利用四台盾构推进千斤顶的推理作为机械动力，将钢支撑杆系撑在端头井洞门圈上，通常在进行推进时，利用焊接技术在盾构基座上的两台顶管千斤顶提供动力，利用车站地板上的预埋件制作钢支撑返利后靠系统。
3.1.2方法特点
我国盾构过站技术已经发展相对成熟，在各个地铁工作部门已经得到广泛使用，过站的形式和方法有很多种，因为千斤顶顶推法的特点明显，因此被广泛使用。千斤顶顶推法安装程序简单方便，运用千斤顶动力系统，治愈需要在盾构基座上面安装千斤顶，按照钢支结构中心高度来就位，再制作用来支撑千斤顶的托架。
千斤顶顶推法稳定性较高，不管是支撑方面还是推进方面，都能保证基座与盾构工作时保持平稳。
3.2卷扬机牵引法
3.2.1使用方法
将卷扬机固定在平移盾构基座上，在车站底板的预埋件上面安装定滑轮来控制盾构系统的平移，根据滑轮组产生的牵引力，在盾构机本体上与卷扬机上都固定牵引所用的钢丝绳，通常为了满足工作需要，双圆盾构都是使用两台卷扬机。
3.2.2方法特点
在对两台卷扬机同时进行牵引盾构工作时，由于牵引速率之间的差距，会导致同步协调性很难受到控制，这样容易导致基座与盾构发生偏转，或者因为受力过大而发生位置偏移，这时，如果不能得到及时处理，极可能造成盾构基座上的滑轮出轨与钢丝成受到损坏的事故。
四、结论
当前，我国很多城市都在进行地铁修建工作，在地铁隧道挖掘过程中，应该密切注意隧道挖掘可能会对周围环境造成的影响和损失，加强盾构机在地铁施工技术和过站方法的探究和思考是当前地铁修建工作中安全保证的主要目标，我国相关部门应该提起对此项目的重视，避免开挖工作中出现重大的失误或事故。
参考文献：
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论文作者:代艳丽
论文发表刊物:《基层建设》2015年30期
论文发表时间:2016/8/9
标签：盾构论文; 地铁论文; 千斤顶论文; 系统论文; 隧道论文; 工作论文; 基座论文; 《基层建设》2015年30期论文;