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摘要：文章首先通过对盾构法隧道施工的历史以及基本原理进行了阐述，接着对施工工序进行了细致的分析，最后重点探讨了提高盾构施工法的工程质量措施。
关键词：盾构法隧道；施工工序；措施
Key points and measures of quality control of shield tunnel construction in subway tunnel
Abstract:This paper first describes the history and basic principle of shield tunnel construction, then analyzes the construction process in detail, and finally focuses on the improvement of shield construction method of engineering quality measures.
Key words: shield tunnel; Construction process; Measures
一、前言
随着经济的发展，城市轨道交通业的发展迅速，地铁具有着快捷、便利、高效等特点，成为了城市交通规划的重要交通工具，目前地铁施工广泛采用盾构法施工技术，盾构法施工中仍存在着一些问题，因此，对地铁隧道盾构法施工质量控制措施的探讨具有重要的意义。
二、盾构法隧道施工的历史以及基本原理
1、盾构法隧道施工的历史
盾构施工技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，己从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的特殊技术，发展成为在发达国家中极为普通，在发展中国家中亦逐渐得到应用的隧道施工技术。1818年布鲁诺尔在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用盾构法建设隧道的设想；1825年，他用自己的想法制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。1874年，在英国伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中建造内径为3.12m的隧道时，格雷塞德综合了以往所有盾构施工和气压法的技术特点，较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，首创了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中压浆的施工方法，为盾构法发展起了重大的推动作用。
2、盾构法施工的基本原理
盾构法施工是一种在地面下暗挖建造隧道的施工方法，先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，使盾构安装就位。盾构机从预留孔出发，在地层中沿设计轴线，向另一端预留孔推进。利用盾构作为开挖地下土体及支护土体和拼装隧道衬砌的机具，掘进一环，拼装一环，循环工作，直至完成整条隧道。盾构推进过程中必须承受周围地层的压力，而且要防止地下水的侵入。
3、盾构法施工的特点
盾构法施工有很多优点，盾构施工时所需要顶进的是盾构机本身，故在同一土层顶进时顶力基本不变，因此盾构法施工不受顶进长度限制。操作安全，可在盾构的支持下挖土和衬砌。盾构施工法避免了明挖对地面建筑物的影响，减少了弃土处理。有利于城市环境保护，对城市的正常功能及周围环境的影响很小，并在一定程度上节省了工程投资。同时也存在着一定的缺点，盾构机是适合于某一特定区间的专用设备，它必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造；施工工艺复杂，施工精度要求商。
三、施工工序
盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用作盾构及其设备的拼装井和拆卸井，特别长的隧道，还应设置中间检修工作井。拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆盾构在拼装井内拼装就绪，经运转调试后，就可拆除出洞口封板，盾构推出工作井后即开始隧道掘进施工。主要工序如下：
1、土层开挖
盾构施工中，为安全考虑，一般先将盾构前面的切口贯入土体，在切口内进行土层开挖，开挖方式有：敞开式开挖。适用于地质条件较好、掘进时能保持开挖面稳定的地层。由顶部开始逐层向下开挖，可按每环衬砌的宽度分数次完成。机械切削式开挖。用装有全断面切削刀盘的机械化盾构开挖土层。
2、推进纠偏
推进过程中，主要采取调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制盾构推进的纵坡等方法来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供的偏离设计轴线的高程和平面位置值，确定下一次推进时须有若干千斤顶开动及推力的大小，用以纠正方向。挤压式开挖，可用改变进土孔位置和开孔率来调整。
3、衬砌拼装
拼装方法根据结构受力要求，可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐，拼装较为方便，容易定位，但其缺点是环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/2～1/3。错缝拼装的衬砌整体性好，但当环面不平整时，容易引起较大的施工应力。衬砌拼装方法按拼装顺序，又可分为先环后纵和先纵后环两种。
4、衬砌压浆
为了防止地表沉降，必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压浆充填。压注后还可改善衬砌受力状态，并增进衬砌的防水效果。压浆的方法有二次压浆和一次压浆。二次压浆是在盾构推进一环后，立即用风动压注机通过衬砌上的预留孔，向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂，以防止地层坍塌；在继续推进数环后，再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙，使之凝固。因压注豆粒砂不易密实，压浆也难充满砂间空隙，不能防止地表沉降，已趋于淘汰。
四、提高盾构施工法的工程质量措施
1、机械设备
推进设备、挡土设备、出土运输设备、安装衬砌设备都是地铁盾构施工中不可或缺的，不可替代的工具。而当这些设备出现损坏，往往会影响到施工进度，甚至造成安全事故。比如任何的地铁盾构施工都会有一个连续使用时间界限，当设备到达使用界限后，就处于疲劳运行的状态。由于地铁盾构施工所处的工作环境和条件较为恶劣，推进设备中的叶片受力情况复杂，承受着较大的冲击载荷，很快就达到疲劳极限状态，如果设备维护不当，叶片断裂事故则较常发生，不但延缓了工程的进展，而且对操作人员的生命健康造成了严重的威胁。所以，在研究盾构机的广义自然风险和广义人为风险之外，还必须研究与地铁盾构施工安全紧密相关的第三级，即盾构机适应性风险。
2、培训必须全面持久，具有良好的施工技能技巧
为了进一步提高施工质量，减少安全事故的发生，施工企业一定要不断地对工人进行各方面的培训和学习，比如技能培训、安全知识培训等。根据实践证明，较多的安全事故发生其大部分主要原因是由于施工人员缺乏一定的技能水平，这部分施工人员由于缺乏对所处岗位的认识，不懂得工程本质特点、机械设备性能、不知道如何去规避风险，因而出现违规操作的现象就常有发生，使得安全事故频发。所以我们要进一步加强对员工的技能培训，以便能减少事故的发生率。
五、结束语
综上所述，地铁建设采用盾构法进行施工具有对建筑物、地面交通影响小等优势，我们应该对盾构法施工中的问题进行预防，减少施工过程中的损失，技术人员需要不断学习实践，熟悉相关的施工技术，掌握盾构法隧道施工质量监控重点，才能为保证盾构法施工顺利的进行。
参考文献：
[1]崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M]，2011
[2]侯艳娟，张顶立，李鹏飞.北京地铁施工安全事故分析及防治对策[J]，2011
论文作者:胡振杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/20
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 土层论文; 设备论文; 空隙论文; 地层论文; 《基层建设》2017年第31期论文;