地铁隧道盾构法概述与施工技术

关键词：地铁隧道工程；盾构法；施工技术；安全

地铁隧道是目前城市交通区间投入相对较大的一部分，但其工程的开展，不仅需要资金链的支持还需要相应条件下的技术施加。地铁隧道一般常修建于繁华人流量较大的路段或是周围地势对于普通公路不易施工的路段，所以从地质、地势条件等方面而言，地铁隧道的施工比其他交通区间更具有难度。而盾构始发施工技术则是在地铁隧道工程技术应用中最为重要的环节，在利用一定施工技术的基础上，大大降低了施工的难度。

在地铁隧道施工工程中，盾构法相对于其他工程方法而言，更具有工程安全的保障且其在施工的过程中对其周围的环境的影响是极小的，大大提高了其施工速度。就工程内部施工计划而言，首先，地铁隧道等工程采用的盾构施工方法是为了工程的安全性。众所周知，地层开挖是地铁隧道工程最为基本的环节，但同时也是安全隐患较大的一个环节，使用盾构法对地层开挖工作进行防护支撑，既是对地层开挖工作的帮助也是为整个工程顺利进行、长久发展做铺垫。其次，需要根据地质土层要求，设计挖法。在明确挖法的基础上，不仅需要多次地对土层进行测量还要建造基坑并保证合理性。一般而言，基坑的内部都会安装盾构机，而在盾构机的滞洪等设备安装完毕后，则需要在其内部进行土体护砌的工作准备。通常情况下，土体衬砌的厚度在1.4米到1.7米之间，不会太厚更不会太薄，当然具体的施工数据要根据地形地势地质条件等来决定[2]。再然后，是保持工程进程的可持续发展。将盾构反力架安装在砌完备的土层处，用盾构反力架对相匹配的内容进行装配，从而减少各环节在时间上的浪费，保证工程施工进程的进展速度。

地铁隧道盾构始发施工，首先需要对端头进行加固措施，在加固之后，再进行洞门的施工。而盾构始发的施工地层的加固则需要使用搅拌桩和旋喷桩注浆相结合的加固方案。在多方面进行加固之后再进行依次的施工，以确保在此环节的施工过程中，可以在自稳性和防水等方面对土层有较好的保护。盾构始发，指的是在整个环节完全进入区间隧道之前从组装调试到试掘进的施工过程[5]。盾构始发施工流程一般如下，第一步，在对始发端头地层进行加固防水等环节施工；第二步，需要对上一步的端头进行凿除；第三步，凿除之后，在相应的位置，安装始发基座；第四步，也是最为重要的一部分，需要对盾构机进行组装并调试，然后再投入使用；第五步，需要对洞口进行密封并安装反力架；第六步，是需要安装负环管片并进行盾构机负载调试；第七步，是对盾尾的完善，通过对洞口进行密封并进行注浆、回填来保证盾尾的施工安全。最后一步，便是盾构的掘进与安装[3]。2.1地铁隧道盾构始发前的准备工作。地铁隧道盾构始发前的准备工作，分为加固端头土层和凿除洞门围护结构、密封洞口以及安装反力架等几个方面。首先，是对端头的土层进行加固防护。盾构始发前，需要依据自然条件等对端头土层进行加固处理，在加固确保无安全隐患之后，再进行洞门的施工。盾构始发的土层加固主要是为安全起点做准备。其次，是凿除洞门围护结构。在盾构设备组装、调试并下井投入使用的同时，需要利用对洞口围护结构打一定的探孔来确认这一方面所要施工的地质条件以及其土层加固的质量，确保土层不渗水、不渗漏。除此之外，凿除洞门围护结构还需要把握时间上的安排，需要根据吊装能力、吊装空间等方面对需要凿除的部分等进行合理的分模块施工。凿除围护桩之后，还需要针对于所出现的问题进行补救处理。如断面土层稳定的情况以及其暴露的时间的长短，决定了土层再次加固的工作安排，以及决定是否进行防范喷浆的加固处理[1]。然后，是密封洞口的工作。对洞口进行密封实际上是为安全防护设施做出的多层准备。洞口密封按其安装种类可分为压板式和折叶式两大类，其中折叶式是适用于多种土层环境的，所以是较为常用的[3]。对密封洞口这个环节的施工过程一般分为两个部分，首先是在施工的过程中要提前做好洞口预埋的埋设工作。其次，是要在盾构正式始发施工之前，先清理洞口的碎土，然后再去对洞口进行密封保护。最后，是安装反力架的工作。安装反力架这一工作环节，主要是在盾构设备的主机和配套机器设备连接之前，这样安装好的反力架能使连接部位的间隙更为坚实，不至于渗漏，更能够保证反力架脚板有足够的抗压力度，不至于塌陷。2.2地铁隧道盾构始发施工过程。地铁隧道盾构始发施工工作，主要分为三个大的环节进行施工处理。主要分为对始发台、盾构等进行加固处理、对负环管片的安装准备工作，然后才是盾构的始发以及掘进等。第一部分，是对始发台的加固工作。由于盾构始发施工过程是极为重要的，其始发台在盾构始发时不仅要承受各方面的压力、推力，还要对盾构旋转的扭矩工作进行约束，所以这就需要在盾构始发工作中对始发台的两侧进行更为细致的加固工作[4]。第二部分，是对负环管片的安装工作。从做好安装准备到对管片支撑方木的管理，再到负环管片后移工作和负环管片和负环钢管片的连接工作实施，再然后是对负环管片进行拼装。其一，关于负环管片的安装准备。为保证负环管片的适用性以及无损伤性，通常在对负环管片和尾盾刷进行擦刷实验之后进行安装使用，保证安装的过程中负环管片在拼装完成后可以进行有效的向后推进工作而不对尾盾刷产生不良的影响[6]。如果在测试的过程中有所影响，则需要在盾壳之内安设一定厚度的方木或是型钢，而具体的厚度选取，则取决于盾尾间隙的大小。其二，是负环管片的后移工作。由第一部分内容可知，负环管片与盾壳联系较为密切，所以在负环管片后移的过程中要注意方木或是型钢位置的影响，不可使管片从上面滑落。一般来说，将第一环的负环管片拼装完备之后，需要用4或5组的油缸来辅助管片的后移工作，且在后移的过程中要严格控制油缸的推动大小，推进的行程长度差距应小于10毫米。其三，是负环管片与负环钢管片的连接工作。对两个管片进行连接调试依然需要油缸的作用辅助，负环管片的最终工作位置是以油缸行程的推进加以控制的。在连接的过程中，不论是否有渗漏的事故出现，一般常在负环管片与负环钢管片之间的缝隙用砂浆、钢板等填满。其四，是负环管片的拼装工作。为保证工作的顺利开展，在工程的每一个环节中，都需要采用适当的方法，所以负环管片的拼装一般采用的是错缝拼装的方法，不仅可以保证在施工的过程中能够有效地出渣、进管片，还能保证快速地对负环管片进行撤除。第三部分，是盾构的始发工作。盾构的始发工作，一方面是盾构初始的掘进，另一方面是盾构始发工作运行中的掘进，最后是对盾构机的掘进控制。首先，是盾构的初始掘进。盾构开始掘进的阶段称为初始掘进，一般保持在开始掘进的45米左右，当掘进工作进程进行到90米时，则需要对负环管片进行拆除。其初始掘进阶段的主要目的是通过了解和认识地质条件的基础上，以收集、整理、分析以及归纳总结各地层的掘进数据，制定适合该地质条件的盾构施工方法，确保后续正常掘进工作[7]。其次，是盾构的正常掘进工作。由以上可知，在掘进45米之前属于初始掘进工作阶段的内容，主要是为了后续工作开展所进行的测验。那么，如果初始掘进已经达到了测验的要求，为了正常掘进工作的最优化开展，则需要根据地质条件进一步优化掘进的各项参数，不断加强工程监测并完善其中发展的不足或是可以更加精细化的地方。经多方监测研究，在盾构掘进的过程中，坡度要求尽可能缓冲变化，而隧道折线和折角的变化不能超过0.4%。最后，是对盾构机掘进控制。在盾构机进行掘进工作的过程中，受多方面的地质条件的影响，它的推力、出土量以及工作进行中的最佳速度等都是需要严格控制的内容。所以在盾构机工作的过程中，技术人员会根据地形、地势、地质以及人群活动区间等对盾构机的掘进方向、推进路线等进行参数分析，而后投入工作。

综上所述，盾构始发施工过程是整个工程系统中最为重要的一部分，同时盾构始发试掘进等措施，是有利于地铁隧道盾构环节可快速、安全进行施工的重要施工起点。在地铁隧道盾构始发施工过程中，盾构始发施工技术都展现出了独特的安全防护作用，并在工作开展的前、中、后等各个小环节都有不一样的使用发展。虽然地铁隧道盾构法都有方方面面的技术智慧措施进行保护，但地质是复杂多样的，所以，地铁隧道盾构始发施工技术在地铁隧道工程依然需要根据自然条件、工程所需等进行合理利用。